前言:
AGV叉車包含托盤叉車式AGV,寬腳堆高式叉車AGV,無腳堆高式叉車AGV。用于堆棧托盤類貨物的物流周轉,由液壓升降系統、差速驅動系統、PLC控制系統、導引系統、通信系統、警示系統、操作系統和動力電源組成,是集液壓升降和PLC控制的可編程無線調度的自動導引小車。
采用電磁感應作為導航方式輔助RFID識別可運行于復雜路徑、多站點可靠循跡;主驅動采用自主研發的差動伺服電機驅動,配置高精度角度轉向舵機,使整車運行響應迅速定位精準;獨立液壓升降系統輔助高精度位移傳感器使叉車可在其升降在行程內任意位置???,大大提高裝載柔性化和舉升的位置精度。
直流伺服在自動尋向叉車系統中的成功應用" alt="MOTEC 智能直流伺服在自動尋向叉車系統中的成功應用" width="1048" height="627" style="width: 1048px; height: 627px;"/>
早期大部分叉車AGV是在企業現有的車型上進行改造,但伴隨著市場的擴大及應用環境的復雜化,對于車輛本體也有了更多的要求,定制化本體逐漸成為主流。而為了更加貼近終端應用市場的需求,有些車體代工廠商還會與AGV廠商合作開發叉車AGV產品。
一、叉車AGV的驅動方式介紹
當前叉車有多種動力驅動方式,本文中只是介紹MOTEC智能直流伺服在采用舵輪方式驅動的AGV叉車上的應用。
1、機械部分:舵輪一般由兩個電機組成,行走電機采用的是低壓交流異步電機或者低壓直流伺服電機。由于需要高精度角度,所以轉向電機采用低壓伺服電機。
2、控制部分:由于AGV叉車采用自主導航模式,對于轉向電機和行走電機的精度有很高的要求。
3、行走部分:采用速度控制,用來驅動車體的運動;
4、轉向部分:采用位置控制,用來控制舵輪本體的轉向。
本例中,主要是介紹轉向部分采用MOTEC智能直流的應用。
二、叉車AGV行走和轉向控制部門的介紹
在AGV叉車控制系統中,一般會存在兩種控制方式,如下圖
1、自動控制模式:采用激光導航方式,通過slam建圖和多傳感器融合匹配定位技術,計算出舵輪本體需要轉動的目標位置,采用CAN總線或者其他總線模式將目標位置傳輸給直流伺服驅動器。
2、手動控制模式:采用手柄,手動控制電機轉動,通過模擬量或者脈沖方向模式將目標位置信號傳輸給伺服驅動器。
三、MOTEC直流伺服在叉車AGV舵輪轉向控制方面的介紹
對于這兩種控制方式,MOTEC智能直流伺服都有相應的功能進行支持。
1、自動模式
MOTEC全系列直流伺服通訊方式有RS232、RS485和CAN總線三種,三種通訊方式都可以組成多個節點的運動控制網絡。對于RS232,由于用了創新的設計,它也可以支持組建多個節點的運動控制網絡。支持的通信協議有三種:
第一種、MOTECIAN 協議為 MOTEC( 中國 ) 的自有協議,MOTECIAN 協議可以運行于 USB、RS232、RS485 和CAN 通訊。如果用戶所使用的上位機為自己開發的嵌入式系統,我們建議用此協議。
第二種、MODBUS協議可以運行于 RS232 和 RS485 通訊,可以用于連接 HMI 和 PLC 或者是其他支持 MODBUS 協議的上位機。
第三種、CANOPE協議運行于CAN總線通訊,支持CiA DS-301協議和CiA DS-401協議。用戶能通過PDO或SDO的通訊方式建立與驅動器的通訊,同時還有更便利于用戶使用的MOTEC專用通道。
自動模式下,導航控制器計算出來的目標舵輪角度會頻繁切換,那么轉向用直流伺服電機也需要頻繁切換新的目標位置。MOTEC直流伺服驅動器提供了連續T曲線的軌跡規劃模式,T曲線支持在運動過程中定周期或不定周期的更新位置設定值。當然對于T曲線算法來說,在電機運動過程中,軌跡的最大速度和加減速度也是可以隨時更新并立即生效。能夠很好的避免轉向切換過程中造成的機械震蕩等。
2、手動模式
MOTEC全系列直流伺服均支持模擬量控制和脈沖控制,PWM模式等控制功能。而且,對于模擬量模式和PWM模式,同樣支持位置模式。下面以手柄輸出為模擬量信號為例,介紹MOTEC直流伺服驅動器通過手柄控制驅動器。對于舵輪的轉向,一般轉向的角度為-90°到+90°,手柄信號一般采用2.5v中間值的模擬量輸出信號。在模擬信號位置控制模式下,其軌跡規劃采用了T曲線連續運動的軌跡規劃模式,所以在電機運動過程中,即使作為位置設定值的模擬輸入信號有連續不斷的變化也不會引起電機運動過程中的不連續感和頓挫感。
在模擬信號位置控制模式下,其軌跡規劃采用了T曲線連續運動的軌跡規劃模式,所以在電機運動過程中,即使作為位置設定值的模擬輸入信號有連續不斷的變化也不會引起電機運動過程中的不連續感和頓挫感。
四、MOTEC直流伺服在叉車AGV舵輪轉向控制方面的優勢
前面介紹了介紹了自動模式和手動模式,還需要注意額外的技術細節就是:
1、在自動導航模式下,無論手柄是否有動作,電機不能夠有任何的響應,否則會造成指令沖突,只能按照導航控制器的指令來運行到新的目標位置。
2、在手動模式下,無論導航控制器是否給驅動器發送新的目標位置,電機不能有任何的響應,只能根據手柄的指令同步運行到新的目標位置。
3、手動模式下,由于手柄采用的中間值2.5V,那么會在0V或者5V附近存在死區,并且加入手柄損壞的情況下,可能會保持在0V和5V,那么就需要驅動器本身具有字啊0V和5V也可以設置死區,防止在手柄損壞的情況下出現亂動的情況。
使用MOTEC直流伺服驅動器的內置PLC功能,能夠很好的在手動模式和自動模式下來回切換,由于內置PLC程序是運行在驅動器的主CPU中,手動模式下更改的目標位置或者自動模式下更改的目標位置都不會丟失,實現不同操作模式的精準對接。并且MOTEC直流伺服驅動器可以配置0V和5V的死區,這樣可以避免手柄損壞的情況下發生亂動的情況,同樣,驅動器也可以對外輸出5V電壓,避免了需要外部提供5V電壓給手柄的情況,節省了客戶的接線和成本。
MOTEC直流伺服驅動器內部集成了PLC功能,可以利用梯形圖編程軟件MotionPainter進行PLC程序的編寫。內置PLC具有豐富的繼電器和寄存器資源,并可進行靈活的運動控制編程。使用戶無需運動控制器就可以輕松構建運動控制系統,這不但減少了系統的硬件投資,同時也提高了系統的可靠性和可維護性。
五、總結
MOTEC低壓智能伺服包括標準直流系列和ARES系列。驅動器電額定電流可達3A~100A,可以驅動各種類型的無刷和有刷低壓伺服電機, 電壓范圍12.5V~180VDC,電機功率可達7KW以上, 支持幾乎所有的主流電機編碼器。驅動器和電機均可提供針對高低溫、三防要求的產品。驅動器均支持內置 PLC、CAN總線功能。并且可以針對客戶的特殊需求做定制化處理,歡迎廣大AGV叉車客戶選用。