换电池产品演示

1、一、大巴车换电池设备的发展过程一、大巴车换电池设备的发展过程 1、第一、第一代代大巴车换电池设备照片大巴车换电池设备照片国网北京高安屯换电站一、大巴车换电池设备的发展过程一、大巴车换电池设备的发展过程 2、第二、第二代代大巴车换电池设备照片大巴车换电池设备照片山东沂星换电站一、大巴车换电池设备的发展过程一、大巴车换电池设备的发展过程 3、第三、第三代代大巴车换电池设备照片大巴车换电池设备照片山西省忻州市五台县换电站一、大巴车换电池设备的发展过程一、大巴车换电池设备的发展过程 4、第四、第四代代大巴车换电池设备照片大巴车换电池设备照片山东沂星换电站一、大巴车换电池设备的发展过程一、大巴车换电池设

2、备的发展过程 5、第五、第五代代大巴车换电池设备照片大巴车换电池设备照片临汾侯马换电站换电站一、大巴车换电池设备的发展过程一、大巴车换电池设备的发展过程 6、第六、第六代代大巴车换电池设备照片大巴车换电池设备照片南京高新区电站换电站自动化大巴车换电池设备大巴车换电池设备 设计及生产说明沈阳中德物流设备安装工程有限公司地址：沈阳市于洪区黑山路地址：沈阳市于洪区黑山路12-2312-23号号-2-2门门邮编：邮编：110034 110034 电话：电话：024-62768253024-62768253传真：传真：024-86528899024-86528899手机：手机：1359163391513

3、591633915二、大巴车换电池设备的机械方案二、大巴车换电池设备的机械方案2.1 设备用途设备用途该设备为电池快换系统，主要由带有双货位固定暂存架的快换机器人组成。可用于替代人工电池更换。本设备具有更换速度快，稳定性高，安全性高，便于操作和便于维护等特点。 在设备运行过程中完全由智能系统控制并具备半自动及手动操作模式。2.2设备规格设备规格2.2.1设备尺寸设备尺寸电池快换系统设备总体长为3640、宽为1768、高为3780，自重为3.5t，货叉前伸量为900KG。1.2.2设备供电电源设备供电电源380V（-5%+10%），50Hz设备总功率约15KW，平均负载为主设备功率的30%系统电

4、源部分主要由交流220V和DC24V、DC5V组成。 2.2.3技术参数技术参数系统更换整车电池的时间为不大于6.8分钟。基本指标如下：系统整机更换时间 6.8min行走速度 60M/min 电机功率5.5kw升降速度 15M/min 电机功率3kw旋转速度 15R/min 电机功率0.75kw推手速度 28M/min 电机功率0.75kw货叉速度 30M/min 电机功率0.75kw俯仰速度 6M/min 电机功率0.4kw解锁速度 26R /min 电机功率0.2kw寻找靶点精度 2mm旋转精度 0.2俯仰精度 0.2 二、大巴车换电池设备的机械方案二、大巴车换电池设备的机械方案带有双货位

5、固定暂存架的快换机器人：其他指标同上水平旋转范围： 180俯仰修正范围： 5设备的工作条件： 电 源： 380 V10 50 Hz工作温度： -2035环境湿度： 2080 二、大巴车换电池设备的机械方案二、大巴车换电池设备的机械方案二、大巴车换电池设备的机械方案二、大巴车换电池设备的机械方案 1、ZD-350-1型带有双货位固定暂存架的快换机器人型带有双货位固定暂存架的快换机器人 快换系统由ZD-350-1型带有双货位固定暂存架的快换机器人组成。带有双货位固定暂存架的快换机器人系统主要包含：带有双货位固定暂存架的快换机器人、电控柜、触摸屏及无线遥控器。二、大巴车换电池设备的机械方案二、大巴车

6、换电池设备的机械方案 2、电池快换旋转部分、电池快换旋转部分二、大巴车换电池设备的机械方案二、大巴车换电池设备的机械方案 3、电池快换解锁俯仰货叉部分、电池快换解锁俯仰货叉部分 当设备进行取出、放回电池的动作时，货叉和推手起到了最重要的作用。在取电池的时候，推手解锁头伸出并旋转，同时锁推杆头压解锁器解锁，电池箱锁完全打开后，推手解锁头往回拉动电池箱，伴随着货叉的移动从而取出电池箱，最后被送到暂存架。在向车里送电池的时候，推手推杆推住电池箱向车内送，电池箱送倒位后，锁推杆头压解锁器、同时由推手锁推杆向前推锁盘将电池箱在车中锁住4、电池推手和解锁部分、电池推手和解锁部分二、大巴车换电池设备的机械方

7、案二、大巴车换电池设备的机械方案二、大巴车换电池设备的机械方案二、大巴车换电池设备的机械方案 5、货叉部分、货叉部分二、大巴车换电池设备的机械方案二、大巴车换电池设备的机械方案 2） 俯仰转动部分当公交车前部与后部在高度上不等高的时候，导致电池箱出现倾斜现象，这时就需要调控俯仰转动机构，使电磁推手的解锁部分倾斜到一定程度，即与电池箱的倾斜程度相等，并通过随动装置保证解锁器与电池箱的倾斜同步，然后进行取、放电池。3） 货叉部分货叉部分主要由上叉，下叉，齿轮，齿条等部件组成。当设备想要取电池箱的时候，是由货叉先靠近车体， 然后由推手完成后边的工作；当设备送回电池箱的时候，同样是由货叉先带动推手以及

8、电池箱靠近车体，平移、升降、俯仰机构配合对正位置，然后推手完成以后的工作。货叉分为上，下二级，下叉固定在载货台上；上叉安装齿条，以及齿轮；上叉与推手部分相连接。齿轮绕过下叉，齿条与齿轮两端分别固定在上叉以及下叉上。此部分电机、齿轮带动上叉移动。上叉移动，使其能够前后方向运动。二、大巴车换电池设备的机械方案二、大巴车换电池设备的机械方案 6、水平旋转部分、水平旋转部分二、大巴车换电池设备的机械方案二、大巴车换电池设备的机械方案 当公交车车头距离指定位置的距离与车尾距离指定位置的距离不相等时，导致电池箱与解锁部分不平行，致使设备不能继续正常取放电池箱，这时就需要调控水平旋转装置，使解锁部分与电池箱

9、相对平行，进而继续下一步的工作。 2.1.2润滑系统润滑系统润滑系统由水平旋转齿轮、俯仰系统的齿轮齿条、伸缩货叉上的齿轮、直线导轨、导轮定期添加甘油组成。二、大巴车换电池设备的机械方案二、大巴车换电池设备的机械方案 2 2.2部件结构部件结构（1）立柱结构 立柱采用四立柱左右片架结构，上片架、下片架与行走装置框架采用高强度螺栓连接。升降载货台在四立柱轨道上下运行，左右上下片架立柱采用方钢管制作。（2）行走机构及地轨行走机构是由电机、行走轮、刹车机构等组成,通过变频器控制行走速度，行走轨道为双轨道电机 5.5Kw x 4P 行走轮 305地轨 30kg /M速度 0-60m/min。认址精度 3

10、.0mm 二、大巴车换电池设备的机械方案二、大巴车换电池设备的机械方案 （3）配重升降）配重升降上片架顶钢架上装有链轮及长轴、是由电机、链轮、刹车机构等组成，连接升降台上、下运行。电机 3.0Kw x 4P 链轮 106 速度 0-15m/min。认址精度 3.0mm配件及其他: a) 链绦拉块（配重用）， b）提升链条（升降用）（4）旋转台电机、升降架体连方式组成，转盘轴承连接载货台旋转运行。类型 齿轮类型 电机 0.75Kw 速度 0-15R/min 认址精度 2.0mm其他: 二、大巴车换电池设备的机械方案二、大巴车换电池设备的机械方案 （5）载货台 构造 : 矩形管和钢板构成，载货台上

11、的货叉可通过控制进行旋转运行。 其他: a) 安装防坠落装置（6）货叉 采用二层货叉，由电机带动齿轮齿条运行，货叉前进后退的功能 电机： 0.75Kw 速度 30m/min 认址精度 2.0mm二、大巴车换电池设备的机械方案二、大巴车换电池设备的机械方案 （7）推手 采用推手板，由电机带动齿轮齿条运行，推手板前进后退的功能 电机： 0.75Kw 速度 0-28m/min 认址精度 2.0mm（8）解锁 采用解锁头，由电机带动解锁头运转，解锁的功能 电机： 0.2Kw 速度 0-26R /min 认址精度 2.0mm（9）俯仰采用电机带动齿轮旋转运行，保证货叉板、推手板与电磁箱平行功能 电机：

12、0.4Kw 速度 0-6m/min 认址精度 2.0mm二、大巴车换电池设备的机械方案二、大巴车换电池设备的机械方案 2. 3安全装置安全装置运行部分运行部分1） 行走釆用条码定位。2）电池架两端设限位安全开关；并在地轨端头设 有机械停止装 置，距离0.2米处强制停车，控制开关设置双保险。3）极限警报装置；4）电池架釆用托链装置。2. 3安全装置安全装置升降部分升降部分1）设有垂直起升极限限制开关，当旋转台向上行驶超过解锁中 心高50mm时，上限位制动开关触发，旋转台停止向上运行。 当旋转台向下运行距离解锁中心50mm时，下限位制动开关 触发，旋转台停止向下运行；2）具有过载保护功能。二、大巴

13、车换电池设备的机械方案二、大巴车换电池设备的机械方案 2. 3安全装置安全装置旋转台部分旋转台部分1）旋转台设有前后极限原点检测开关；2）旋转台上设有180度旋转机械停止装置。3）旋转台设有相机、闪光灯；二、大巴车换电池设备的机械方案二、大巴车换电池设备的机械方案 2. 3安全装置安全装置其它安全措施其它安全措施1）货叉设有大箱电池和小箱电池兼容光电对谢大箱电池和小箱电池兼容光电对谢检测开关；2）货叉设有一个原点二个到位检测开关3）推手设有水平位移兼容兼容检测开关，一个原点一个极限检测开关；4）俯仰设有前后极限原点检测开关；5）解锁设有原点检测开关；6）电动机超负荷检测装置、运行安全联锁控制（

14、电器间互锁）；7）所有电机均装有过载保护及报警系统；8）数据错误警报装置；9）超出运行极限报警装置(运行, 起升,货叉)；10）其它各种电气元件超负荷保护装置。三、大巴车换电池的基本动作三、大巴车换电池的基本动作 1、为什么必须搞清楚全部动、为什么必须搞清楚全部动作及要求作及要求1）首先要把换电池设备的工作过程及对应的每个细节和相关条件都搞情况。2）把整个换电池过程用PLC控制伺服电机和传感器来实现。3）除了正常的基本换电池流程外，还要把各种可能的意外情况考虑到 PLC程序里，给出解决方案，这个过程是不断完善的过程。三、大巴车换电池的基本动作三、大巴车换电池的基本动作 2、电池快换系统行走轴（

15、水平轴，后面叫、电池快换系统行走轴（水平轴，后面叫X轴）与举升轴（垂轴）与举升轴（垂直轴，后面叫直轴，后面叫Z轴）的定义轴）的定义三、大巴车换电池的基本动作三、大巴车换电池的基本动作 3、旋转轴、俯仰轴与货叉、推手轴和解锁轴的定义、旋转轴、俯仰轴与货叉、推手轴和解锁轴的定义三、大巴车换电池的基本动作三、大巴车换电池的基本动作 4、大巴车前轮停在两个定位减速带之间、准备进行快换电池（汽、大巴车前轮停在两个定位减速带之间、准备进行快换电池（汽车初步定位）。车初步定位）。三、大巴车换电池的基本动作三、大巴车换电池的基本动作 5、利用条码位置传感器（类似光栅尺）进行位置闭环控制，使快、利用条码位置传感

16、器（类似光栅尺）进行位置闭环控制，使快换机械人运动到理论位置（对同一种车型，每次都到这个位置）。换机械人运动到理论位置（对同一种车型，每次都到这个位置）。传感器型号为：传感器型号为：OLM100-1003（量程（量程010m)。运动前先确保。运动前先确保推手和货叉在内部位置（传感器信号），确保推手和货叉在内部位置（传感器信号），确保XZ两个轴运动时设两个轴运动时设备的安全。备的安全。三三、大巴车换电池的基本动作、大巴车换电池的基本动作 5、行走轴运动时的注意事项、行走轴运动时的注意事项1）运动前先检测对应传感器信号确保推手和货叉缩回到内部位置，）运动前先检测对应传感器信号确保推手和货叉缩回到内

17、部位置， 否则要先缩回到内部，缩回到位否以传感器信号为准。否则要先缩回到内部，缩回到位否以传感器信号为准。2）XZ两个轴同时运动，利用两个轴同时运动，利用PLC发出恒定的脉冲数及检测到到位发出恒定的脉冲数及检测到到位 信号来保证运动到位。信号来保证运动到位。3）运动过程的加速度，最高速度和减速度可以程序设定。）运动过程的加速度，最高速度和减速度可以程序设定。4）每个运动都要先检测其运动安全条件是否满足，实时检测限位）每个运动都要先检测其运动安全条件是否满足，实时检测限位 传感器，安全第一。传感器，安全第一。三三、大巴车换电池的基本动作、大巴车换电池的基本动作 6、大巴车电池仓门开启，测距传感器

18、测量出解锁头到电池箱的距、大巴车电池仓门开启，测距传感器测量出解锁头到电池箱的距离，然后离，然后PLC控制解锁头向电池箱运动，到距离为控制解锁头向电池箱运动，到距离为300mm处停止。处停止。测距传感器型号为：测距传感器型号为：OD2-P250。根据两边的测距传感器信号来。根据两边的测距传感器信号来调整转动轴。调整转动轴。三、大巴车换电池的基本动作三、大巴车换电池的基本动作 6、测距传感器的作用、测距传感器的作用1）利用两个传感器，来确定解锁头与大巴车上电池箱的距离。）利用两个传感器，来确定解锁头与大巴车上电池箱的距离。2）如果两个传感器的测量值不一样，根据其差值来确定转动轴转）如果两个传感器

19、的测量值不一样，根据其差值来确定转动轴转 动的角度，确保解锁头运动方向与电池箱解锁孔的方向平行。动的角度，确保解锁头运动方向与电池箱解锁孔的方向平行。停车时汽车的前进方向与快换机器人的行进轴的方向通常会有偏差，停车时汽车的前进方向与快换机器人的行进轴的方向通常会有偏差，所以利用两个距离传感器来测量计算这个偏差值。所以利用两个距离传感器来测量计算这个偏差值。三、大巴车换电池的基本动作三、大巴车换电池的基本动作 7、位置检测传感器开始工作，检测出大巴车上要更换电池的位置、位置检测传感器开始工作，检测出大巴车上要更换电池的位置信息（水平轴，垂直轴和俯仰）。传感器信号为信息（水平轴，垂直轴和俯仰）。传

20、感器信号为: DMP2-N11111,量程量程2002000mm。三、大巴车换电池的基本动作三、大巴车换电池的基本动作 7、位置检测传感器的作用、位置检测传感器的作用1）型号为）型号为: DMP2-N11111,量程量程2002000mm。2）由于汽车各个轮子气压不同，地面不平，停车位置也不同，要）由于汽车各个轮子气压不同，地面不平，停车位置也不同，要 用两个传感器来检测出大巴车要换电池箱停车后在水平轴，垂直用两个传感器来检测出大巴车要换电池箱停车后在水平轴，垂直轴和俯仰上存在的偏差（与理想值相比）。轴和俯仰上存在的偏差（与理想值相比）。3）这个偏差靠）这个偏差靠X轴，轴，Z轴和俯仰轴的运动来

21、消除。轴和俯仰轴的运动来消除。4）运动过程中要考虑限位开关，保证设备安全。如果误差在合理）运动过程中要考虑限位开关，保证设备安全。如果误差在合理 范围内就运动。范围内就运动。5） 如果误差超出极限，就再次检测。如果还超差，就报警（或再如果误差超出极限，就再次检测。如果还超差，就报警（或再商定）。商定）。三、大巴车换电池的基本动作三、大巴车换电池的基本动作 6）、根据经验可以再次测量调整后位置是否满足）、根据经验可以再次测量调整后位置是否满足要要 求，否则再次维求，否则再次维 调。调。7）应该检测确保）应该检测确保XZ位置误差和俯仰满足解锁头位位置误差和俯仰满足解锁头位置精度要求。置精度要求。8

22、）如果连续两次测量调整还有误差可以报警。）如果连续两次测量调整还有误差可以报警。三、大巴车换电池的基本动作三、大巴车换电池的基本动作 8、快换系统货叉轴继续向前伸出、至推手离电池箱、快换系统货叉轴继续向前伸出、至推手离电池箱100mm处停处停止。解锁头伸入到电池箱的电池杆解锁孔内，准备对电池进行解锁。止。解锁头伸入到电池箱的电池杆解锁孔内，准备对电池进行解锁。三、大巴车换电池的基本动作三、大巴车换电池的基本动作 8、如果解锁失败，就必须把推手和货叉退回到、如果解锁失败，就必须把推手和货叉退回到300mm处。处。1）再次测量计算电池箱的位置，）再次测量计算电池箱的位置，2）根据误差来调整）根据误

23、差来调整XZ轴的误差和俯仰误差。轴的误差和俯仰误差。3）推手和货叉再次推进到）推手和货叉再次推进到100mm处进行解锁。处进行解锁。4）解锁成功后才可以拉出电池箱，否则报警。）解锁成功后才可以拉出电池箱，否则报警。三、大巴车换电池的基本动作三、大巴车换电池的基本动作 9、解锁轴动作，对电池箱进行解锁操作。然后推手轴收回到位把、解锁轴动作，对电池箱进行解锁操作。然后推手轴收回到位把电池箱拉出来。电池箱拉出来。三三、大巴车换电池的基本动作、大巴车换电池的基本动作 9、解锁轴动作失败的处理、解锁轴动作失败的处理1）就必须把推手和货叉退回到）就必须把推手和货叉退回到300mm处。处。2）再次测量计算电

24、池箱的位置，）再次测量计算电池箱的位置，3）根据误差来调整）根据误差来调整XZ轴的误差和俯仰误差。轴的误差和俯仰误差。4）推手和货叉再次推进到）推手和货叉再次推进到100mm处进行解锁。处进行解锁。5）解锁成功后才可以拉出电池箱，否则报警。）解锁成功后才可以拉出电池箱，否则报警。三三、大巴车换电池的基本动作、大巴车换电池的基本动作 10、货叉轴收回到位、完成取下大巴车一块电池的过程。然后把、货叉轴收回到位、完成取下大巴车一块电池的过程。然后把取下的电池放置到暂存架里。然后从暂存架上取下一个冲满电的电取下的电池放置到暂存架里。然后从暂存架上取下一个冲满电的电池，把该电池放置到大巴车电池架上。可以

25、把全部电池更换完，每池，把该电池放置到大巴车电池架上。可以把全部电池更换完，每次的电池箱位置不同。次的电池箱位置不同。三、大巴车换电池的基本动作三、大巴车换电池的基本动作 11、把刚取下的电池放置到暂存架里。、把刚取下的电池放置到暂存架里。1）Z轴升高到对应缓存架的高度，靠轴升高到对应缓存架的高度，靠PLC控制粗步运动到位，控制粗步运动到位，2）在）在Z轴快运动到位时，减速慢速运动，靠测距仪精确定位停止。轴快运动到位时，减速慢速运动，靠测距仪精确定位停止。3）转动轴转动大约）转动轴转动大约85度，然后减速慢速运动，靠测距仪精确定位停止。度，然后减速慢速运动，靠测距仪精确定位停止。4）货叉和推手

26、运动把电池推到缓存架内部。）货叉和推手运动把电池推到缓存架内部。5）接锁轴松开，脱钩。）接锁轴松开，脱钩。6）货叉和推手退回。）货叉和推手退回。类似的可以把全部电池取下放置到缓存架上类似的可以把全部电池取下放置到缓存架上11、放置电池到暂存架里失败的处理（是否有）。、放置电池到暂存架里失败的处理（是否有）。三三、大巴车换电池的基本动作、大巴车换电池的基本动作 12、从暂存架里取出电池、从暂存架里取出电池1）Z轴升高到要取电池处对应缓存架的高度，靠轴升高到要取电池处对应缓存架的高度，靠PLC控制粗步运动到位，控制粗步运动到位，2）在）在Z轴快运动到位时，减速慢速运动，靠测距仪精确定位停止。轴快运

27、动到位时，减速慢速运动，靠测距仪精确定位停止。3）转动轴转动大约）转动轴转动大约85度，然后减速慢速运动，靠测距仪精确定位停止。度，然后减速慢速运动，靠测距仪精确定位停止。4）货叉和推手运动把电池推到缓存架内部。）货叉和推手运动把电池推到缓存架内部。5）接锁轴钩住电池箱。）接锁轴钩住电池箱。6）货叉和推手退回把电池箱拉到电池快换机器手内部。）货叉和推手退回把电池箱拉到电池快换机器手内部。12、从暂存架里取出电池失败的处理、从暂存架里取出电池失败的处理三、大巴车换电池的基本动作三、大巴车换电池的基本动作 13、从充电架上取下冲满电的电池箱过程、从充电架上取下冲满电的电池箱过程1）先把）先把C轴转

28、动到对应方向上，货叉和推手收缩回来，避免轴转动到对应方向上，货叉和推手收缩回来，避免XZ轴等运动时发生刮碰。轴等运动时发生刮碰。2）根据上位机的信息运动）根据上位机的信息运动X轴和轴和Z轴到对应取电池位置，轴到对应取电池位置，3）货叉和推手同时运动到理想位置，把解锁头伸入电池解锁孔内。）货叉和推手同时运动到理想位置，把解锁头伸入电池解锁孔内。4）解锁轴转动把电池箱钩紧。）解锁轴转动把电池箱钩紧。5）货叉和推手退回把电池箱拉进来。）货叉和推手退回把电池箱拉进来。按需要可以取下按需要可以取下9块电池块电池13、从充电架上取电池失败的处理、从充电架上取电池失败的处理三、大巴车换电池的基本动作三、大巴

29、车换电池的基本动作 14、向充电架上放入电池架过程。、向充电架上放入电池架过程。1）先把）先把C轴转动到对应方向上，货叉和推手收缩回来，避免轴转动到对应方向上，货叉和推手收缩回来，避免XZ轴等运动时发生刮碰。轴等运动时发生刮碰。2）根据上位机的信息运动）根据上位机的信息运动X轴和轴和Z轴到对应取电池位置，轴到对应取电池位置，3）货叉和推手同时运动到理想位置，把电池箱推入对应货柜内。）货叉和推手同时运动到理想位置，把电池箱推入对应货柜内。4）解锁轴转动实现电池箱解钩。）解锁轴转动实现电池箱解钩。5）货叉和推手退回，电池箱拉留在货柜里。）货叉和推手退回，电池箱拉留在货柜里。可以放置可以放置4块电池

30、块电池14、向充电架上放入电池失败的处理、向充电架上放入电池失败的处理四、电气控制系统组成四、电气控制系统组成 1、设计思想设计思想1）电控箱里面所用器件与原来的电控箱完全相同，电控箱布局尽可能也相同。）电控箱里面所用器件与原来的电控箱完全相同，电控箱布局尽可能也相同。 （看实际情况定）。（看实际情况定）。2）主要传感器也采用相同的生产厂家和相同的型号（主要是德国）主要传感器也采用相同的生产厂家和相同的型号（主要是德国SICK公司产品）。公司产品）。3）所有接线的端子标号尽可能也相同，所用线缆颜色和规格也尽量相同。）所有接线的端子标号尽可能也相同，所用线缆颜色和规格也尽量相同。4）采用与本项目

31、以前所用相同的欧姆龙）采用与本项目以前所用相同的欧姆龙PLC及各种配置模块。及各种配置模块。5）方便对以前出厂的设备进行维护，减少维护人员的培训及降低服务难点。）方便对以前出厂的设备进行维护，减少维护人员的培训及降低服务难点。6）便于后续软件升级，增加功能等。）便于后续软件升级，增加功能等。四、电气控制系统组成四、电气控制系统组成 2、传感器的使用、传感器的使用1）每个运动，每个物理动作都装有到位检测传感器。）每个运动，每个物理动作都装有到位检测传感器。2）每个运动到位后必须能检测到对应的传感器信号，确保每个动作都有传感器来检）每个运动到位后必须能检测到对应的传感器信号，确保每个动作都有传感器

32、来检 测到位否。测到位否。3）每个运动轴都带有两个方向的限位传感器，确保设备的安全。）每个运动轴都带有两个方向的限位传感器，确保设备的安全。4）采用两个测距传感器，）采用两个测距传感器，5）采用两个条码位置反馈传感器，类似光栅尺。）采用两个条码位置反馈传感器，类似光栅尺。6）采用两个位置检测传感器。）采用两个位置检测传感器。四、电气控制系统组成四、电气控制系统组成 3、控制系统资本组成、控制系统资本组成1）由于没有看到目前的电箱，凭动作过程来初步设计。）由于没有看到目前的电箱，凭动作过程来初步设计。2）有两天时间就能把原来电箱测绘好，）有两天时间就能把原来电箱测绘好，2周能编好周能编好PLC程

33、序。程序。四、电气控制系统组成四、电气控制系统组成 4、PLC的电源模块的电源模块电源模块型号：CJ1W-PA205r供电电压： AC100-240V总消耗功率： 25WDC5V输出容量： 5ADC24V输出容量：0.8A四、电气控制系统组成四、电气控制系统组成 5、PLC的的CPU模块模块初步选型：CJ2M-CPU11程序容量： 5K步数据存储容量：64K字 DM：32K字 EM：32K字四、电气控制系统组成四、电气控制系统组成 6、串口通讯模块、串口通讯模块初步选型：CJ1W-SCU21-V11）可以是两路RS-232C 或 两路RS422A串口。2）主要用于接收Sick条码位置传 感器数

34、据（OLM100），用于 运动过程中准确定位。四、电气控制组成四、电气控制组成 6、串口通讯模块、串口通讯模块四、电气控制系统组成四、电气控制系统组成 7、位置控制模块、位置控制模块选型结果：CJ1W-NC4131）选配两个位置控制模块、集电极开路输出。2）每个位置控制模块能独立控制4台伺服电机。3）两个位置控制模块用于控制7台伺服电机的各 种运动，实现换电池的全部运动。四、电气控制系统组成四、电气控制系统组成 7、位置控制模块、位置控制模块四、电气控制系统组成四、电气控制系统组成 8、模拟量输入模块、模拟量输入模块选择型号：CJ1W-AD0421）模块有4路或8路模拟输入端口， 2） 输入信

35、号范围（可以选择）： 1-5VDC（分辨率1/10000） 0-10V、-5V- +5V（分辨率1/20000） -10V- +10V（分辨率1/40000） 4-20mA （分辨率1/10000）四、电气控制系统组成四、电气控制系统组成 8、模拟量输入模块、模拟量输入模块选择型号：CJ1W-AD0421）两路用于接收来自SICK激光测距仪的数据 （激光测距仪型号：OD2-P250W150I0）。2）四路用于接收两个方位传感器数据(型号 DMP2-N11111）。3）每个DMP2-N11111传感器有两路模拟量输 出信号用于计算出与电池的左右和上下位 置，控制伺服电机运动。四、电气控制系统组成

36、四、电气控制系统组成 四、电气控制系统组成四、电气控制系统组成 9、数字输出模块、数字输出模块CJ1W-OC2111) 型号：CJ1W-OC211：2） 16点输出、16点输出有一 公共点。CJ1W-ID231型号：CJ1W-ID231： 32点输入、32点输入有一公共点、外部连接富士通连接二、电气控制系统组成二、电气控制系统组成 10、I/O模块的主要用处模块的主要用处各轴原点、限位各轴原点、限位指示灯、状态灯指示灯、状态灯二、电气控制系统组成二、电气控制系统组成 11、HMI 人机界面人机界面四、电器控制系统组成四、电器控制系统组成 15、如何利用传感器精确定位、如何利用传感器精确定位1）

37、冲电电池架是焊接件，可以存数千快电池，可以十多米长，几米高。）冲电电池架是焊接件，可以存数千快电池，可以十多米长，几米高。2）个别的存放电池位置误差可达几十毫米，误差来源：焊接件误差大，安装误差（地面）个别的存放电池位置误差可达几十毫米，误差来源：焊接件误差大，安装误差（地面 不平，组装误差），温度变化变形，电池架自身应力变形，地面变形等等。不平，组装误差），温度变化变形，电池架自身应力变形，地面变形等等。3）PLC控制粗步到位开始减速，例如水平轴还差控制粗步到位开始减速，例如水平轴还差500，Z轴还差轴还差100（原始速度也低），（原始速度也低），4）当水平轴还差）当水平轴还差50mm时运动

38、速度低，开始利用测距仪检测特定电池架特定边。时运动速度低，开始利用测距仪检测特定电池架特定边。5）检测到电池架特定边就停止或按编程需要再精确运动一定距离，定位精度）检测到电池架特定边就停止或按编程需要再精确运动一定距离，定位精度1mm。Z轴的运动方式类似，定位精度可以达轴的运动方式类似，定位精度可以达0.5mm XZ两个轴的定位精度主要取决机械部分精度和惯量大小。两个轴的定位精度主要取决机械部分精度和惯量大小。在从冲电架上取电池和放置电池时采用这种传感器精确定位方式。在从冲电架上取电池和放置电池时采用这种传感器精确定位方式。四、电器控制系统组成四、电器控制系统组成 16、利用传感器精确定位简化

39、编程、利用传感器精确定位简化编程1）编程简单，不需要精确定位，避免反复试走，反复修改数据。）编程简单，不需要精确定位，避免反复试走，反复修改数据。2）电脑离线编程，传感器精确寻找位置，非常快捷，省时，减少劳动量和强度。）电脑离线编程，传感器精确寻找位置，非常快捷，省时，减少劳动量和强度。3）不再担心电池架以后的自身微小变形等。）不再担心电池架以后的自身微小变形等。17、力矩控制方式介绍、力矩控制方式介绍1）伺服电机驱动力的大小与驱动电流成线性关系，电流大出力大，反之出力小。）伺服电机驱动力的大小与驱动电流成线性关系，电流大出力大，反之出力小。2）位置控制）位置控制+力矩控制方式时，电机转动时最

40、多出力小于设定值。力矩控制方式时，电机转动时最多出力小于设定值。3）如果伺服驱动器感觉运动时阻力过大就加大电流来增大电机的出力。）如果伺服驱动器感觉运动时阻力过大就加大电流来增大电机的出力。4）但电机的最大出力不超过设定值。）但电机的最大出力不超过设定值。5）如果电机出力超过设定值就减速，或停止或反向运动使电机出力不超过设定值。）如果电机出力超过设定值就减速，或停止或反向运动使电机出力不超过设定值。6）类似恒张力控制方式。）类似恒张力控制方式。四、电器控制系统组成四、电器控制系统组成 18、力矩控制方式在电池快换设备上的应用、力矩控制方式在电池快换设备上的应用1）如何保护设备的安全，不发生碰撞

41、，或发生碰撞自动保护设定停止运动非常重要。）如何保护设备的安全，不发生碰撞，或发生碰撞自动保护设定停止运动非常重要。2）伺服电机采用力矩控制方式，当推手或解锁头与其它物体有接触时减速恒推力运动。）伺服电机采用力矩控制方式，当推手或解锁头与其它物体有接触时减速恒推力运动。3）当推手或解锁头与其它物体碰撞时推进阻力大约额定设置值，就停止运动或退回点。）当推手或解锁头与其它物体碰撞时推进阻力大约额定设置值，就停止运动或退回点。4）转动轴转动时如果发生与暂存架等发生碰撞等或转动阻力过大就自动停止或反转点。）转动轴转动时如果发生与暂存架等发生碰撞等或转动阻力过大就自动停止或反转点。19、关键停靠位置传感

42、器信号、关键停靠位置传感器信号1）7个伺服电机各有唯一的零点及关键位置要有传感器确保到位（或到范围内）。个伺服电机各有唯一的零点及关键位置要有传感器确保到位（或到范围内）。2）解锁轴就两个位置，零点和解锁点两个角度，要有转动传感器确定位置。）解锁轴就两个位置，零点和解锁点两个角度，要有转动传感器确定位置。3）转动轴有自身的零点，还要每）转动轴有自身的零点，还要每90度有一个到位传感器挡板，确保每个动作到位有检测。度有一个到位传感器挡板，确保每个动作到位有检测。4）推手和货叉有原始零点，还有两端限位传感器，确保安全。）推手和货叉有原始零点，还有两端限位传感器，确保安全。6）X轴除了零点外在换电池

43、位置要有传感器，确保运动初步到位。轴除了零点外在换电池位置要有传感器，确保运动初步到位。四、电器控制系统组成四、电器控制系统组成 20、各轴原点、各轴原点1）7个伺服电机驱动轴都各有其唯一的零点。个伺服电机驱动轴都各有其唯一的零点。2）回零方式很多，可以按需要选择。）回零方式很多，可以按需要选择。3）回零点过程必须按特定顺序进行，确保设备的安全，不发生碰撞。）回零点过程必须按特定顺序进行，确保设备的安全，不发生碰撞。4）每个轴可以单独回零点，但必须先满足特定安全条件才可以，每个轴的安全条件不同。）每个轴可以单独回零点，但必须先满足特定安全条件才可以，每个轴的安全条件不同。5）可以）可以7个轴按

44、特定顺序回零点：解锁，推手，货叉，转动轴，俯仰轴，个轴按特定顺序回零点：解锁，推手，货叉，转动轴，俯仰轴，Z轴和轴和X轴。轴。四、电器控制系统组成四、电器控制系统组成 21、硬限开关和软限位设置、硬限开关和软限位设置1）7个伺服电机驱动轴都各有两个限位开关，正向限位和反向限位。个伺服电机驱动轴都各有两个限位开关，正向限位和反向限位。2）限位开关要选择高质量，常闭式（正常一直有信号），防止线断了，坏了等误动作。）限位开关要选择高质量，常闭式（正常一直有信号），防止线断了，坏了等误动作。3）采用绝对坐标编程，）采用绝对坐标编程，PLC记录下当前的位置。这样程序段间不相互依赖。记录下当前的位置。这样

45、程序段间不相互依赖。4）软限位是程序内部设置的值，如果一个运动超过软限位，系统就不走及提示报警。）软限位是程序内部设置的值，如果一个运动超过软限位，系统就不走及提示报警。5）软限位可以软件设置及取消。）软限位可以软件设置及取消。6）碰到硬限位开关就仅能反方向运动，直到离开限位开关。）碰到硬限位开关就仅能反方向运动，直到离开限位开关。7）碰限位后或按急停按钮的处理，双方讨论。如伺服轴全部使能信号自动取消，）碰限位后或按急停按钮的处理，双方讨论。如伺服轴全部使能信号自动取消， 确保安全，查出原因排除问题后再上电。确保安全，查出原因排除问题后再上电。五、操作规程五、操作规程 整个大巴车换电池的过程分

46、手动操作和自动操作两种。整个大巴车换电池的过程分手动操作和自动操作两种。1、手动操作又包含、手动操作又包含 1）无线操作器操作和）无线操作器操作和 2）利用触摸屏手动操作。）利用触摸屏手动操作。2、自动操作包含、自动操作包含 1）利用触摸屏给出操作信息进行自动操作（半自动操作）利用触摸屏给出操作信息进行自动操作（半自动操作） 2）利用触摸屏命令进行全自动操作。）利用触摸屏命令进行全自动操作。五、操作规程五、操作规程 1、无线操作器操作、无线操作器操作（仅在手动操作模式下可以）五、操作规程五、操作规程 1、无线操作器操作、无线操作器操作（仅手动操作模式下可以）1）通过无线通信把无线操作器的运动命

47、令发送给PLC。2）可以完成每个运动轴的独立运动，运动速度，运动方式等 可以设定。有低速和高速连续运动选择开关，有点动运动 操作（也叫寸动运动，运动量可以选择）。3）由PLC根据各个轴的位置信息（记录各个轴的位置）和相 关传感器来判断手动运动合理否？安全否等。仅在满足安 全下才可以进行对应的操作。五、操作规程五、操作规程 2、触摸屏手动操作、触摸屏手动操作1）选择进入手动操作界面。2）可以选择每个运动轴的独立运动，运动速度，运动方式等 可以设定。有低速和高速连续运动选择开关，有点动运动 操作（也叫寸动运动，运动量可以选择，例如0.5mm）。3）由PLC根据各个轴的位置信息（记录各个轴的位置）和

48、相 关传感器来判断手动运动合理否？安全否等。仅在满足安 全下才可以进行对应的操作。五、操作规程五、操作规程 2、目前触摸屏手动操作界面、目前触摸屏手动操作界面五、操作规程五、操作规程 3、触摸屏半自动操作、触摸屏半自动操作1）选择进入半自动操作界面。2）可以选择从（1）冲电架上取电池箱操作，（2）放置电池 到充电架，（3）放置电池到暂存架上，（4）从暂存架上 取电池，（5）换一个电池。3）通过触摸屏输入对应的数据。4）可以对上面的操作进行单步操作，操作速度可以另外设置五五、操作规程、操作规程 4、触摸屏自动操作、触摸屏自动操作1）选择进入自动操作界面。2）可以选择全自动操作，连续完成，进入自治

49、自动操作。3）通过触摸屏输入对应的数据。4）可以进行单步自动操作，操作速度可以另外设置，来检测 全自动操作的正确性等。五、操作规程五、操作规程 4、目前的触摸屏自动操作界面、目前的触摸屏自动操作界面五、操作规程五、操作规程 5、示教编程、示教编程1）选择进入示教操作界面。2）可以选择从全部换电池操作，也可以选择一个基本动作组 式示教，软件自动把全部动作组合起来。3）通过触摸屏输入对应的数据或读取当前的位置数据。4）可以仿真运行换电池的全部过程或部分过程。5）可以进行单步自动操作，操作速度可以另外设置，来检测 全自动操作的正确性等。6）可以对示教方式产生的程序进行进行编辑。五、操作规程五、操作规

50、程 6、多级操作权限设置、多级操作权限设置1）仅仅进行手动运行权限，回零点操作权限。2）进入全自动操作权限。3）数据修改权限：通过触摸屏输入对应的数据。4）程序修改，覆盖权限5）程序读出权限7、回零点操作、回零点操作1）、一个轴一个轴的回零点过程。2）、全部轴按顺序逐个回零点过程六、诊断功能六、诊断功能 1、可以诊断各个伺服轴的使能信号是否正常，、可以诊断各个伺服轴的使能信号是否正常，2、各个限位开关是否好用。、各个限位开关是否好用。3、可以检测全部的传感器工作是否正常。、可以检测全部的传感器工作是否正常。4、要根据实际需要不断完善诊断内容，显示内容。、要根据实际需要不断完善诊断内容，显示内容

51、。5、给出各个诊断页面，显示对应各个部分的状态。、给出各个诊断页面，显示对应各个部分的状态。七、电气控制可靠性的保证电气控制部分主要从以下三点保证可靠性电气控制部分主要从以下三点保证可靠性1、精确运动伺服电机采用位置控制的控制方式，由上位控制器发出位置脉冲给伺服驱动器，伺服驱动器驱动伺服电机运行到位。运动到不同位置有对应唯一的脉冲数。在运动到某一位置时，PLC发生出的脉冲数一定，并配合常闭到位检测信号。如果运动到指定的脉冲数后，必须检测到对应的到位传感器的信号。把这一信号反馈给上位控制器PLC，确保伺服电机运行到位。排除了因电机丢失脉冲、丢失转数等原因导致电机运行不到位而发生故障的可能性。2、

52、电箱合理布局、电箱合理布局1）电控箱里面各个期间和线缆进行合理布局，不仅强电与弱 电分开排列，不同弱电信号之间也要采用分隔板。2）编码器信号线等关键部件线缆全部使用高性能屏蔽电缆， 线径要粗些来减少电阻值。3）地线全部采用星形接地，以此将线缆之间的信号干扰降到 最低。可以排除因线缆之间相互干扰而造成故障的可能性。七、电气控制可靠性的保证3 3、控制器程序逻辑信号采集（多次采集）、控制器程序逻辑信号采集（多次采集）控制器在进行循环扫描采集数据过程中，如果设定信号有效时间过短，甚至仅为上升沿有效（一个脉冲有效），偶尔会发生因信号干扰，而进行信号误采集的情况。因此我们的设备所有运动触发信号，均采用10ms以上的长信号，保证采集到的信号真实有效，排除了因信号干扰而进行信号误采集导致设备发生故障的可能性。七、电气控制可靠性的保证七、电气控制可靠性的保证1）、电箱布局，所用器件，配置等目前已用的电箱、电箱布局，所用器件，配置等目前已用的电箱100%相同，相同，2）、只要更换、只要更换PLC的的CPU模块和软件就可以使以前的设备工作。模块和软件就可以使以前的设备工作。3）、便于服务和功能升级、便于服务和功能升级4、对以前设备的服务、对以前设备的服务5