一种由双伺服电机同步控制高速运行的超高型堆垛机的制作方法

本实用新型涉及一种堆垛机，尤其是一种由双伺服电机同步控制高速运行的超高型堆垛机。

背景技术：

长期以来，我们都是以一种传统的方式应对货物配送和存储，如人工搬运、叉车搬运，这种货物配送方式效率低下。随着社会的不断发展，物流配送和货物存储已经成为经济活动的重要组成部分。

当前，在现代化的仓储管理中，采用由堆垛机和货架相配合，用以实现货物的配送管理。然而，由于技术不成熟，这种堆垛机高度低，在10m以下，这相应地影响到货架的高度；与此同时，堆垛机在控制上采用由各个传感器-接线端子排-以太网-交换机/路由器-控制器-执行部件，这种控制方式通讯周期比较大、控制不够灵敏，并且堆垛机在水平行走的过程中还需要增加配重，从而导致堆垛机运行速度慢，其最高速度只有100m/min,这严重影响到货物仓储管理的效率。因而，随着中国工业现代化、智能化的发展，物流行业也得到迅猛地发展，传统的堆垛机已经无法满足当前工业厂房现代化货物仓储管理的需求。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是要解决在工业厂房的现代化仓储管理中，传统的堆垛机存在高度低、水平行走速度慢，并严重影响到货物仓储管理效率的问题，为此提供一种由双伺服电机同步控制高速运行的超高型堆垛机。

本实用新型的具体方案是：一种由双伺服电机同步控制高速运行的超高型堆垛机，包括由左、右立柱和上、下横梁构成的主体机架，在主体机架上装有控制箱及沿其左、右立柱上下移动的提升框架，在提升框架上装有货叉；其特征是：在上、下横梁上对应装有驱动堆垛机水平行走的第一伺服电机和第二伺服电机，第一、第二伺服电机上分别配置有对堆垛机的水平行走位置进行控制编码器A和编码器B，堆垛机上装有对其水平行走速度进行控制的激光测距传感器A；在上横梁上装有用于驱动提升框架上下移动的第三伺服电机，第三伺服电机上配置有编码器C，提升框架上装有对其上下移动速度进行控制的激光测距传感器B；在提升框架上装有夹紧机构，夹紧机构的夹紧动态及货叉的伸缩动态由第四伺服电机进行同步控制；在控制箱中装有PLC控制器及与其通讯连接的第一伺服驱动器、第二伺服驱动器和第三伺服驱动器，其中三个伺服驱动器之间通过背板总线通讯连接；激光测距传感器A、B分别通讯连接PLC控制器；编码器A和编码器B分别通讯连接第一伺服驱动器，并由第一伺服驱动器对第一伺服电机和第二伺服电机进行同步控制；编码器C通讯连接第二伺服驱动器，并由第二伺服驱动器对第三伺服电机的工作动态进行实时控制；第三伺服驱动器对第四伺服电机的工作动态进行实时控制。

本实用新型中所述主体机架的左、右立柱均由若干根高强度铝合金导轨依次对接而成，主体机架的高度大于20m。

本实用新型中所述第三伺服电机通过链条传动机构控制提升框架的升降动态；第四伺服电机通过同一根丝杆轴控制夹紧机构的夹紧动态及货叉的伸缩动态；丝杆轴的左、右两端设为反向丝杆；夹紧机构由配装在丝杆轴左右两端的左、右夹板组成，并在提升框架上装有用于控制左、右夹板沿丝杆轴左右移动的导向机构。

本实用新型中所述下横梁的左、右两端各装有除尘刷。

本实用新型中在上横梁的左右两端及用于承载堆垛机水平行走的地轨的左右两端均装有防撞装置，防撞装置采用聚氨酯缓冲器或液压缓冲器。

本实用新型具有以下优点：

(1)本实用新型结构简单、重量轻，主体机架高度大（大于20m），实现了通过双伺服电机同步控制堆垛机水平高速运行，并适用于在大型超高的工业厂房中进行自动化仓储作业；

(2)本实用新型通过采用倍福的PLC控制器对三台伺服驱动器进行管理，并且三台伺服驱动器之间通过背板总线通讯连接，实现了控制器到各个伺服电机的通讯周期控制在5毫秒以内，从而可靠保证了用于控制堆垛机水平行走的双伺服电机(第一、第二伺服电机)的高度同步运行，并便于实时对其运行数据进行实时监控与调整，其中双伺服电机运行同步误差不超过3mm，从而使得堆垛机的水平行走速度达到300m/min，启停加速度达到2.5m/s²，堆垛机上提升框架的上下移动速度达到150m/min，启停加速度达到2.5m/s²，货叉的伸缩速度达到90m/min，启停加速度达到1.5m/s²。

附图说明

图1是本实用新型的主视结构示意图；

图2是本实用新型中提升框架的局部放大结构示意图；

图3是本实用新型的控制结构框图。

图中：1—主体机架，101—左立柱，102—右立柱，103—上横梁，104—下横梁，2—控制箱，3—提升框架，4—货叉，5—第一伺服电机，6—第二伺服电机，7—编码器A，8—编码器B，9—激光测距传感器A，10—第三伺服电机，11—编码器C，12—激光测距传感器B，13—第四伺服电机，14—PLC控制器，15—第一伺服驱动器，16—第二伺服驱动器，17—第三伺服驱动器，18—链条传动机构，19—丝杆轴，20—左夹板，21—右夹板，22—导向机构，23—除尘刷，24—防撞装置，25—同步带。

具体实施方式

参见图1-3，一种由双伺服电机同步控制高速运行的超高型堆垛机，包括由左立柱101、右立柱102、上横梁103、下横梁104构成的主体机架1，在主体机架1上装有控制箱2及沿其左立柱101和右立柱102上下移动的提升框架3，在提升框架3上装有货叉4；在上横梁103、下横梁104上对应装有驱动堆垛机水平行走的第一伺服电机5和第二伺服电机6，其中第二伺服电机6采用同步带25控制，第一伺服电机5和第二伺服电机6上分别配置有对堆垛机的水平行走位置进行控制编码器A7和编码器B8，堆垛机上装有对其水平行走速度进行控制的激光测距传感器A9；在上横梁103上装有用于驱动提升框架3上下移动的第三伺服电机10，第三伺服电机10上配置有编码器C11，提升框架3上装有对其上下移动速度进行控制的激光测距传感器B12；在提升框架3上装有夹紧机构，夹紧机构的夹紧动态及货叉4的伸缩动态由第四伺服电机13进行同步控制；在控制箱2中装有PLC控制器14及与其通讯连接的第一伺服驱动器15、第二伺服驱动器16和第三伺服驱动器17，其中三个伺服驱动器之间通过背板总线通讯连接。

在控制堆垛机水平行走时，PLC控制器14通过编码器A7和编码器B8实时传输过来的数据，对堆垛机当前水平行走的位置进行判定，并根据激光测距传感器A9对堆垛机当前水平行走的速度进行判定，从而通过第一伺服驱动器15实时同步调节第一伺服电机5和第二伺服电机6的运行动态。

在对堆垛机上的提升框架3进行升降控制时，PLC控制器14通过编码器C11实时传输过来的数据，对提升框架3当前上/下移动的位置进行判定，并根据激光测距传感器B12对提升框架3当前上/下移动的速度进行判定，从而通过第二伺服驱动器16实时调节第三伺服电机10的运行动态。

所述第三伺服电机10通过链条传动机构18控制提升框架3的升降动态；PLC控制器14实时通过第三伺服驱动器17控制第四伺服电机13的运行动态，第四伺服电机13通过同一根丝杆轴19控制夹紧机构的夹紧动态及货叉4的伸缩动态；丝杆轴19的左、右两端设为反向丝杆；夹紧机构由配装在丝杆轴19左右两端的左夹板20和右夹板21组成，并在提升框架3上装有用于控制左夹板20和右夹板21沿丝杆轴19左右移动的导向机构22，由于丝杆轴19的左、右两端设为反向丝杆，当丝杆轴19顺时针转动时，货叉4伸出并取货，同时左夹板20和右夹板21张开（间隔距离增大）；当丝杆轴19逆时针转动时，货叉4回缩并将收取的货物放置在提升框架3上，同时左夹板20和右夹板21夹紧（间隔距离减小），并将收取的货物抱紧，以防止堆垛机在快速启停时因惯性而发生晃动。

本实施例中所述主体机架1的左立柱101、右立柱102均由若干根高强度铝合金导轨依次对接而成，主体机架1的高度大于20m。

本实施例中所述下横梁104的左、右两端各装有除尘刷23，以确保堆垛机的水平高速行走。

本实施例中在上横梁103的左右两端及用于承载堆垛机水平行走的地轨的左右两端均装有防撞装置24，防撞装置24采用聚氨酯缓冲器或液压缓冲器。