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1、周晓光新型仓储机械手控制系统的设计与仿真设计·研究·制造新型仓储机械手控制系统的设计与仿真周晓光李金余瑾(北京邮电大学机械电子工程系北京100876)摘要自动化立体仓库在工业生产中应用日益广泛,仓储机械手的性能在这里起到至关重要的作用。本文介绍了利用交流变频调速技术设计的新型仓储机械手的控制系统,并利用MATLAB软件对仓储机械手控制系统进行计算机辅助设计和仿真,为实际控制系统的设计和调试提供了理论依据,并取得良好的效果。关键词交流调速系统变频调速技术计算机仿真物料搬运技术AbstractTheapplicationofautosolid2storageisbecomingpopu
2、larinmanufacture.Thecapabilityofitsfetchingmanipulatorisoneofthemostimportantfatorsinthissystem.ThispaperintroducesthecontrolsystemofthefetchingmanipulatorusingACfrequencyspeedcontroltechnology.WithMATLAB,thecomupter2aidedsimulationanddesignarecarriedoutforthesystem.Theresultofsimulationcanbea
3、vailableforthedesignofrealcontrolsystem.Andwegotanexcellentresultinpractice.KeywordsACSpeed2controlledSystemVariableFrequencySpeedControlSystemComputerSimulationTransportSystem引言率、缩短用户等待时间、减少库存,使轻工生产达物料搬运技术是CIMS系统的重要组成部到高度自动化的水平。分。它主要包括输送技术、仓储技术和生产技术31新型仓储机械手控制系统的设计个方面,而仓储技术是整个先进物流系统的出发自动化立体仓库
4、实现技术的关键是仓储机械点。手的设计、制作。其性能的优劣直接影响到系统的轻工生产自动化技术中物流技术占有举足轻性能和使用。仓储机械手需要完成机械手的水平重的地位。轻工生产企业,利用自动化立体仓库结行走、垂直升降、货物侧向送取等三维运动。传统构紧凑、占地面积小、存储量大、可直接快速抓取的仓储机械手采用直流电机驱动方式,维修工作每个库存单元的货物等特点,再结合数据库技术、量较大,给用户的日常使用带来一定的困难。单片网络技术、条码技术、计算机控制等相关技术,可机控制系统的抗干扰能力相对较弱,影响了系统实现货物的合理存储、快速定位存取、提高生产效的可靠性。大部分仓储机械手采用开环控制方式,
5、·30·LightIndustryMachinery周晓光新型仓储机械手控制系统的设计与仿真设计·研究·制造定位精度较低,不适宜轻工机械中一些较小的备作了一新型仓储机械手的控制系统。该系统的框品部件的存储。因此,我们根据当前技术发展,采图如下:用PLC控制器及交流变频调速传动方式设计、制图1系统结构框图2自动化立体仓库系统对上货平台水平行走的其运行模式如图2所示。运行模式自动化立体仓库中仓储机械手的运动分3部分:机械手的水平行走、垂直升降、货物侧向送取等三维运动。这3部分的传动系统相似,在本文中仅选取水平行走的传动系统进行讨论。一般轻工机械备品自动化立体仓库的货位间隔小,要求电机频
6、繁快速起停,且定位要求准确,并防止过冲(这可通过定位传感器信号的反馈,强图2运行速度曲线制制动来实现,不在本文讨论范围内)。因此系统可由此速度图求得系统的位置控制定位曲线采取高速起动,分级减速的控制方式。(见图9)。根据立体仓库的几何尺寸和设计指标,对水3系统数学模型的建立平运动提出如下速度要求:数学模型的建立是系统仿真的基础和关键。(1)始末货位距离>2格,3档起动;评价模型的质量不仅要考虑系统输入输出数据的(2)始末货位距离≤2格,2档起动;拟合精度,更重要的是基于模型的控制效果。(3)到位还剩一格时切换到1档。控制系统的基本结构如下:图3控制系统结构框图系统的控制对象为交流异
7、步电机。下面对系组成。统中具体各个环节的建模进行讨论:异步电机是多输入多输出系统,其动态过程3.1交流异步电机环节需要用一组多变量的非线形微分方程来描述,是系统采用的是标准齿轮电机,它具有结构紧高阶、非线性、强耦合的多变量系统。然而精确的凑、可无级调速等优点。它由电机和减速器两部分系统数学模型在该系统的动态分析和校正中并不轻工机械1999年第3期·31·周晓光新型仓储机械手控制系统的设计与仿真设计·研究·制造实用。为便于分析,在一定的条件下可进行合理的设滞后时间为T,
