在連接打葉復(fù)烤和制絲生產(chǎn)線的物流線上，通常采用叉車將煙包從汽車上卸下來，再用叉車上料到輸送輥道，這樣不僅效率不高，同時還需要使用許多叉車和人力的配合。為了提高效率，卸包機器人應(yīng)運而生。借由Lenze的8400 TopLine可實現(xiàn)同步提升和夾包，可降低方案成本。目前完成的升級版夾包機器人是世界上第一個改造項目，相信未來市場空間會很大。
1、夾包機器人驅(qū)動方案原理
夾包機器人需要完成的驅(qū)動要求是，兩個同步升降的獨立驅(qū)動可完成汽車上煙包不同層面的要求。一般共有三層煙包，每一層有兩個煙包，也就是說每次要夾包兩個煙包;在夾包時，需要確保夾包伺服電機碰到煙包時會停下來，等兩側(cè)的伺服電機都碰到了煙包后，再用大一點的力矩把兩個煙包夾緊，然后用兩個升降伺服電機來把煙包放到輸送小車上。此外，輸送小車是連接夾包機器人和輸送輥道的橋梁。夾包機器人的控制系統(tǒng)拓?fù)鋱D如下：
從拓?fù)鋱D可以看出，PLC系統(tǒng)是通過ProfitNet與4臺8400 TopLine建立通信的。其中兩臺8400 TopLine控制器用于完成升降。PLC通過ProfitNet發(fā)送命令至升降控制的主機，主機通過CAN總線把主機的位置值發(fā)送到升降的從機，主機在控制器主要進行速度跟隨控制，而從機則接受主機通過CAN總線傳遞過來的位置做位置跟隨控制，從而實現(xiàn)位置同步。在做同步跟隨之前，主機和從機都需要做位置清零的命令，保證在整個行程過程中保持位置的同步，以借此進一步保證主從控制器驅(qū)動的伺服減速機帶動的絲桿不會由于位置的不同步而受到扭力。在升降控制的控制器中，PLC通過ProfitNet只發(fā)送命令到升降控制器的主機;另外兩個8400 TopLine夾包控制器需要完成的是力矩跟隨控制和速度跟隨控制兩種控制方式。在夾緊控制中，需要做兩次夾包控制。第一次是碰到煙箱時以較小的力矩停下來，第二次夾包是用較大的力矩把兩箱煙包夾緊，以免掉下來。
2、Lenze解決方案
(1)8400 TopLine伺服控制器
Lenze8400 Topline伺服控制器，該驅(qū)動器具有2 x In-3s的電流輸出特性，在減小體積、降低成本的同時還可充分發(fā)揮伺服電機的過載能力。
具備超寬的直流母線電壓輸入范圍，電壓可低至140VDC，可非?？煽康貪M足低電壓穿越的技術(shù)要求。
8400 TopLine伺服具備開環(huán)電機控制功能，即使在電機反饋元件損壞的情況下也可以控制電機。
8400 TopLine伺服驅(qū)動器內(nèi)置功能塊編程能力，可完成主從控制器中多種控制任務(wù)，如CAN總線狀態(tài)的監(jiān)控，主機和從機轉(zhuǎn)臺的監(jiān)控等等，用戶可以根據(jù)現(xiàn)場實際情況靈活修改同步升降程序邏輯，并且在用戶需要時可以任意增加適配其他通訊協(xié)議的接口模塊(例如EtherCAT)。伺服驅(qū)動器將直接與主控系統(tǒng)進行通訊，并完成全部的運動控制和邏輯控制，從而節(jié)省成本。
(2)Lenze 伺服減速機
功率范圍廣泛，結(jié)構(gòu)緊湊。
高效率、高過載能力、采用加強型軸承。
完美的定子封裝使電機能承受極端的振動條件，具有防腐涂層，動態(tài)響應(yīng)高、轉(zhuǎn)動慣量低。
完美的伺服電機特性，在特定轉(zhuǎn)速下，力矩特性完美。
3、技術(shù)關(guān)鍵點
Lenze可提供包含電機和驅(qū)動器的整體解決方案，電機效能發(fā)揮得更好，故障率更低。
Lenze只提供最具備技術(shù)優(yōu)勢的產(chǎn)品，客戶可根據(jù)Lenze提供的方案選擇市面上性價比最高的其它配套產(chǎn)品，客戶自主程度更高，靈活性更佳，方案擴展性更好。
同步升降系統(tǒng)無需運動控制型的PLC，驅(qū)動器本身就能完成核心的同步升降運動控制功能、安全鏈控制邏輯、用戶自定義控制邏輯及一些簡單的算法，且編程環(huán)境完全開放，用戶可在Lenze開放的編程平臺上完全自主地研發(fā)自己的升降和夾包程序。
4、展望
一直以來，在連接打葉復(fù)烤和制絲線的物流線上都是采用人工和叉車來完成，自動化程度低且不環(huán)保，效率低下。這是首個完成的改造方案，目前有很多煙廠希望進行此項改造。
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