智能仓储单元组成（点击图标查看）
	智能仓储单元装配图（点击图标查看）
	智能仓储单元电气控制图（点击图标查看）
	智能仓储单元端子图（点击图标查看）

一、收集信息

（一）立体仓库单元介绍１．立体仓库单元的功能

立体仓库单元是把机器人搬运单元物料台上以包装好的物料盒吸取出来，然后按任务要求依次放入弧形立体仓库中的相应仓位。

２．立体仓库单元结构组成

图５—２立体仓库单元结构

立体仓库单元结构主要由堆垛机构、压力开关、两层弧形仓库组成，如图５—２所示。其中，升降方向和旋转方向是由伺服驱动器控制，两个方向分别装有行程开关和多个磁感应式传感器。两个真空压力开关Ａ、Ｂ实现物料盒的拾取工作，通过脉冲参数设置将拾取的物料盒放置到弧形仓库中相应的仓位上，其中仓库每层有３个仓位，共两层用来存放。

看一看、想一想

如何修改仓位的顺序而不影响工作流程？你的解决措施是什么？

当堆垛机构在运行中突然断电或者伺服驱动器报警，你看到的现象是什么？解决措施有哪些？

（二）伺服驱动器１．概述

伺服驱动器又称为“伺服控制器”“伺服放大器”，是用来控制伺服电机的一种控制器，其作用类似于变频器作用于普通交流马达，属于伺服系统的一部分，主要应用于高精度的定位系统，其控制模式有位置控制、速度控制和转矩控制三种。

（１）位置控制：伺服中最常用的控制，位置控制模式一般是通过外部输入脉冲的频率来确定转动的大小，通过脉冲的个数来确定转动的角度，所以一般应用于定位装置。

（２）速度控制：通过模拟量的输入或脉冲的频率对转动速度的控制，还具有用于速度指令

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的加减速时间常速设定功能、停止时的伺服锁定功能。

（３）转矩控制：通过外部模拟量的输入或直接地址的赋值，来设定伺服电机对外输出转矩的大小，具有速度限制功能，可以防止无负载时电机速度过高，主要应用于需要严格控制转矩的场合。

２．工作原理

目前主流的伺服驱动器均采用数字信号处理器（ＤＳＰ）控制核心，可以实现比较复杂的控制算法，实现数字化、网络化和智能化。功率器件普遍采用以智能功率模块（ＩＰＭ）为核心设计的驱动电路，ＩＰＭ内部集成了驱动电路，同时具有过电压、过电流、过热、欠压等故障检测保护电路，在主回路中还加入软启动电路，以减小启动过程对驱动器的冲击。功率驱动单元首先通过三相全桥整流电路对输入的三相电或者市电进行整流，得到相应的直流电。经过整流好的三相电或市电，再通过三相正弦ＰＷＭ电压型逆变器变频来驱动三相永磁式同步交流伺服电机。功率驱动单元的整个过程简单来说就是ＡＣ—ＤＣ—ＡＣ的过程。整流单元（ＡＣ—ＤＣ）主要的拓扑电路是三相全桥不控整流电路。

３．型号的构成

（１）额定值铭牌如图５—３所示。

（２）型号名如图５—４所示。

图５—３铭牌

图５—４型号

（３）伺服放大器ＭＲ—Ｅ—１０Ａ～ＭＲ—Ｅ—７０Ａ的电压／频率为三相ＡＣ２００～２３０Ｖ，５０～６０Ｈｚ或者单相交流５０～６０Ｈｚ。允许的电压波动为三相ＡＣ２００～２３０Ｖ：１７０至２５３Ｖ，单相交流２３０Ｖ：２０７至２５３Ｖ。采取的方式为正弦波ＰＷＭ控制，电流控制系统。有过电流断路，再生过电断路、编码器出错保护、欠电压、瞬时失电保护、过速保护等保护功能。

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（４）各部分名称如图５—５所示。

（５）伺服电机用作执行元件，分直流和交流伺服电动机两大类。三菱伺服电机属于永磁同步电机，伺服电机的输出转矩与电流成正比，其从低速到高速都可以以恒定转矩来运转。

图５—５各部分名称

思考？

伺服驱动器的三种控制模式中哪种模式响应性最快？伺服电机与普通三相异步电机的区别？

４．有关参数

（１）位置比例增益

①设定位置环调节器的比例增益。

②设置值越大，增益越高，刚度越大，相同频率指令脉冲条件下，位置滞后量越小。但数值太大可能会引起振荡或超调。

③参数数值由具体的伺服系统型号和负载情况确定。

（２）位置前馈增益

①设定位置环的前馈增益。

②设定值越大时，表示在任何频率的指令脉冲下，位置滞后量越小。

③位置环的前馈增益大，控制系统的高速响应特性提高，但会使系统的位置不稳定，容易产生振荡。

④不需要很高的响应特性时，本参数通常设为０，表示范围：０～１００％。

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（３）速度比例增益

①设定速度调节器的比例增益。

②设置值越大，增益越高，刚度越大。参数数值根据具体的伺服驱动系统型号和负载值情况确定。一般情况下，负载惯量越大，设定值越大。

③在系统不产生振荡的条件下，尽量设定较大的值。

（４）速度积分时间常数

①设定速度调节器的积分时间常数。

②设置值越小，积分速度越快。参数数值根据具体的伺服驱动系统型号和负载情况确定。一般情况下，负载惯量越大，设定值越大。

③在系统不产生振荡的条件下，尽量设定较小的值。

（５）速度反馈滤波因子

①设定速度反馈低通滤波器特性。

②数值越大，截止频率越低，电机产生的噪声越小。如果负载惯量很大，可以适当减小设定值。数值太大，造成响应变慢，可能会引起振荡。

③数值越小，截止频率越高，速度反馈响应越快。如果需要较高的速度响应，可以适当减小设定值。

（６）最大输出转矩设置

①设置伺服电机的内部转矩限制值。

②设置值是额定转矩的百分比。

③任何时候，这个限制都有效定位完成范围。

④设定位置控制方式下定位完成脉冲范围。

⑤本参数提供了位置控制方式下驱动器判断是否完成定位的依据，当位置偏差计数器内的剩余脉冲数小于或等于本参数设定值时，驱动器认为定位已完成，到位开关信号为ＯＮ，否则为ＯＦＦ。

⑥在位置控制方式时，输出位置定位完成信号，加减速时间常数。

⑦设置值是表示电机从０～２０００ｒ／ｍｉｎ的加速时间或从２０００～０ｒ／ｍｉｎ的减速时间。

⑧在位置控制方式下，不用此参数，且与旋转方向无关。

ＯＦＦ⑨在非位置控制方式下，如果电机速度超过本设定值，则速度到达开关信号为ＯＮ，否则为

５．伺服系统的调试

本单元伺服启动器型号为ＭＲ—Ｅ—１０Ａ—ＫＨ００３和ＨＦ—ＫＮ—１３Ｊ—Ｓ１００，共两套伺服系统，实现其左右旋转和上下移动的运动模式，工作电源为单相２３０ＶＡＣ，如图５—６所示。

（１）基本参数

ＮＯ．０～１９（可设置和变更）、扩展ＮＯ．２０～ＮＯ．４９（不能设置和变更）。需要进行增益调整时，可变更参数ＮＯ．１９，对扩展参数进行操作。

（２）参数设置步骤

按Ｍ０ＤＥ进入参数设置画面（显示参数号，如Ｐ００）→（按下ＵＰ／ＤＯＷＮ号码发生变化）→按２次ＳＥＴ，指定参数号的设定值（００００）闪烁→按２次ＵＰ闪烁，可更改设定值（０００２－１０６

图５—６伺服驱动器

速度控制模式）→（用ＵＰ和ＤＯＷＮ更改参数号）→按“ＳＥＴ”确认。在更改设置值后先切断电源，然后再接通。

参数修改见表５—２。（注：Ｐ表示位置控制模式）

表５—２参数介绍

注：伺服放大器其他参数设置的详细说明参考三菱的枟ＭＲ—Ｅ—Ａ伺服放大器使用手册枠第４章。

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６．仓位脉冲调试

仓位排列如图５—７所示。

仓位脉冲数对应参考值见表５—３。

图５—７仓位排列

表５—３参考值

注：此表脉冲数仅供参考，需根据实际情况进行增减调整。

通过ＵＳＢ数据线与触摸屏建立连接，然后在触摸屏ＭＣＧＳ组态软件用户窗口新建“参数设置”调试画面。包括：立体仓库仓位检测传感器显示、仓位脉冲数输入框、返回主画面按钮。通过在输入框设置参数值，来完成本单元的取料、存料时仓位的选取，设置完成后在控制面板上操作按钮，运行程序，微调设置的参数值，达到理想状态，如图５—８所示。

（三）电气通信接口１．控制原理图

控制原理图如图５—９所示。

２．单机流程

（１）单机流程图如图５—１０所示。

（２）ＰＬＣＩ／Ｏ功能分配表见表５—４。

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图５—８参数设置

表５—４ＰＬＣＩ／Ｏ功能分配表

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续表

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图５—９控制原理图

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３．接口板端子分配表

图５—１０单机流程图

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（１）挂板接口板ＣＮ７１端子分配表见表５—５。

表５—５挂板接口板ＣＮ７１端子分配表

续表

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（２）桌面接口板ＣＮ７２端子分配表见表５—６。

表５—６桌面接口板ＣＮ７２端子分配表