CN103508371A - 一种升降机及其控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种升降机及其控制系统，通过改变升降机结构和控制系统的方式，将升降机控制系统由开环控制改变为闭环控制，并使驱动电机（11）转速直接由0平滑过渡至高速段，取消慢速段，保证升降机节拍要求；同时通过速度控制电机扭矩，保证任意频率下的扭矩输出，保证了升降机运行的稳定性。

Description

一种升降机及其控制系统

技术领域

本发明属于工程机械设备领域，尤其涉及一种升降机及其控制系统。

背景技术

现有升降机容易产生抖动，导致整个升降机晃动，运行不稳定，停线多无法满足生产节拍要求。

升降机控制方案，普遍采用两级减速，首先由0加速至慢速段，再由慢速段加速至快速段，这种逐段提速的方案在低速低负载情况下可以使升降机平稳运行，但一旦提高速度增大负载，由于其运动曲线拐点多，低速段为低频运行，稳定性会迅速下降，甚至无法正常运行。

前期升降机均采用开环控制控制，运行时不带电机速度反馈，升降机提升节拍，提高速度，高速运行时不能检测电机速度变化，不能平稳减速；生产重车，负载增大时，不能通过速度变化调节扭矩，导致运行不稳定，停线多无法满足生产节拍。

升降机节拍提升，快慢速转换时，变频器控制快慢速转换时，由于频率变化较大，转换时间较短，导致控制曲线不平滑，电机转速不稳定，升降机抖动。导致整个升降机晃动。

变频器控制快慢速转换时，由于频率变化较大，且慢速段为低频运行，普通变频器低频控制时，电机扭矩不能达到额定扭矩，容易导致电机失速，车身坠落。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种性能稳定、可靠的升降机及其控制系统。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种升降机，包括框架底板，所述框架底板上设有升降机框架，还包括可在升降机框架上上下移动的升降架，所述升降机框架顶部设有升降机驱动，所述升降机驱动包括皮带、依次连接的驱动电机、减速器和滚筒，所述滚筒与皮带摩擦啮合；

所述皮带一端与升降架固定连接，另一端与配重架固定连接；

所述升降架为长方体结构，包括由四根钢管围合而成的方形底面、四根钢管围合围成的方形顶面、连接并支撑顶面和底面的四根支柱；

所述升降机框架包括两根方形立柱；

所述顶面上部和底面下部各设有一组与立柱相适配的滚轮机构，所述滚轮机构包括两组滚轮，一组滚轮各与一根立柱相适配；

每组滚轮均包括两个相互呈90°夹角的滚轮，滚轮与底面或顶面的钢管夹角为45°，一个滚轮与立柱的一个侧面相适配；所述两组滚轮分别与升降机框架（1）的两根立柱的外侧的面相适配；

还包括与升降架固定连接的托架。

所述升降机框架上端固定有驱动固定架，所述升降机驱动固定安装在驱动固定架上，所述驱动固定架上设有吊挂和压板。

所述升降架的顶面上设有安装板，所述安装板上设有锁定机构，所述锁定机构包括锁定电机、锁杆、连杆和锁紧块，所述锁定电机输出轴与锁杆中部固接，所述锁杆端部与连杆一端铰接，所述连杆另一端与锁紧块铰接，所述锁紧块可滑动地安装在安装板上，所述锁紧块能够在连杆的驱动下卡紧或松开升降架。

所述升降架的顶面上设有平衡机构，所述平衡机构包括稳定板，所述稳定板与钢管固接，所述稳定板的四角设有平衡轮，所述平衡轮与立柱的侧面相适配。

所述立柱上设有编码尺，所述升降架上设有与编码尺相适配的编码器。

所述升降架上部设有限位开关。

所述皮带的端部与升降架上的升降架吊带连接，皮带端部通过两侧的夹板夹紧，夹板之间通过螺栓连接，螺栓的拧紧力矩大于62.3N·m，升降架与皮带连接部分使用钢丝绳进行保护。

框架底板固定安装在地面，地面平面度小于5mm，两个立柱的平行度小于2mm，立柱与地面的垂直度小于5mm。

一种升降机的控制系统，包括触摸屏、PLC、远程控制模块、变频器和编码器，触摸屏与PLC连接，PLC连接并控制远程控制模块、变频器和编码器；

编码器包括读码器和编码尺，通过读码器和编码尺检测驱动电机转速，并将转速反馈给PLC，PLC再将读取的转速信息传至变频器；

变频器与驱动电机连接，变频器通过设定的行程自动生成最佳运行曲线，运行曲线为：转速由0直接平滑地过渡至高速段，减速过程为由高速段直接平滑地过渡到0。

本发明的优点在于，升降机运行平稳、可靠，满足生产节拍需要，同时通过速度控制电机扭矩，保证任意频率下的扭矩输出，保证了升降机运行的稳定性。

附图说明

图1为本发明一种升降机的结构示意图；

图2为图1升降机的侧视图；

图3为图1升降机的后视图；

图4为图3的局部放大图；

图5为图3的A-A剖视图；

图6为升降机控制系统的流程框图；

图7为驱动电机运行曲线图；

上述图中的标记均为：1、升降机框架，2、升降机驱动，3、提升架，4、升降架，5、升降架吊带，6、配重架，7、托架，8、吊挂，9、压板，10、皮带，11、驱动电机，12、减速器，13、滚筒，14、滚轮，15、立柱，16、框架底板，17、锁定电机，18、锁杆，19、连杆，20、锁紧块，21、稳定板，22、平衡轮。

具体实施方式

图1～3为本发明一种升降机的结构示意图，包括框架底板16，框架底板16上设有升降机框架1，还包括可在升降机框架1上上下移动的升降架4，升降机框架1顶部设有升降机驱动2，升降机驱动2包括皮带10、依次连接的驱动电机11、减速器12和滚筒13，滚筒13与皮带10摩擦啮合；

皮带10一端与升降架4固定连接，另一端与配重架6固定连接；

升降架4为长方体结构，包括由四根钢管围合而成的方形底面、四根钢管围合围成的方形顶面、连接并支撑顶面和底面的四根支柱；

升降机框架1包括两根方形立柱15；

顶面上部和底面下部各设有一组与立柱15相适配的滚轮机构，滚轮机构包括两组滚轮14，一组滚轮14各与一根立柱15相适配；

每组滚轮14均包括两个相互呈90°夹角的滚轮14，滚轮14与底面或顶面的钢管夹角为45°，一个滚轮14与立柱15的一个侧面相适配；两组滚轮14分别与升降机框架1的两根立柱15的外侧的面相适配，从而从外侧卡紧立柱15，提高升降架4的稳定性，同时滚轮14夹角为90°，卡紧立柱15的同时，限制了升降架4前后方向的运动，更加稳定可靠。

还包括与升降架4固定连接的托架7。升降架4上还固接有提升架3。

升降机框架1上端固定有驱动固定架，升降机驱动2固定安装在驱动固定架上，保证了升降机驱动2的稳定可靠，驱动固定架上设有吊挂8和压板9。

升降架4的顶面上设有安装板，安装板上设有锁定机构，如图4和图5所示，锁定机构包括锁定电机17、锁杆18、连杆19和锁紧块20，锁定电机17与锁杆18中部固接，锁杆18端部与连杆19一端铰接，连杆19另一端与锁紧块20铰接，锁紧块20可滑动地安装在安装板上，锁紧块20能够在连杆19的驱动下卡紧或松开升降架4。通过锁定机构锁定升降架4，安全可靠。

升降架4的顶面上设有平衡机构，如图5所示，平衡机构包括稳定板21，稳定板21与钢管固接，稳定板21的四角设有平衡轮22，平衡轮22与立柱15的侧面相适配。平衡机构通过平衡轮22从立柱15内侧卡紧立柱15，从而与外侧卡紧立柱15的滚轮14相平衡，提高了升降架4的稳定性。

立柱15上设有编码尺，升降架4上设有与编码尺相适配的编码器。升降架4上部设有限位开关。皮带10的端部与升降架4上的升降架吊带5连接，皮带10端部通过两侧的夹板夹紧，夹板之间通过螺栓连接，螺栓的拧紧力矩大于62.3N·m，升降架4与皮带10连接部分使用钢丝绳进行保护。

框架底板16固定安装在地面，地面平面度小于5mm，两个立柱15的平行度小于2mm，立柱15与地面的垂直度小于5mm。

技术要求：

1.立柱15地基平面必须先找平。两立柱15地基平面度小于5mm，螺栓位置度小于3mm；

2.立柱15安装后，两立柱15的平行度小于2mm，与水平面垂直度小于5mm，传动轴水平度小于3mm，与滚床纵向中心平行度小于5mm；

3.安装完毕后升降机应空载试车几次，无问题后再加负载并调整配重，升降机安装应依照厂房顶部吊点进行加固；

4.限位开关装配应根据实际行程进行调整，托盘支架升降行程不得超过5mm；

5.升降机四周加上护栏，护栏高2000mm；

6.皮带10端部夹板螺栓的拧紧力矩应大于62.3Nm；

7.升降架4与皮带10吊挂之间使用钢丝绳进行保护连接。

一种升降机的控制系统，包括触摸屏、PLC、远程控制模块、变频器和编码器，触摸屏与PLC连接，PLC连接并控制远程控制模块、变频器和编码器；

编码器包括读码器和编码尺，通过读码器和编码尺检测驱动电机11转速，并将转速反馈给PLC，PLC再将读取的转速信息传至变频器；

变频器与驱动电机11连接，变频器通过设定的行程自动生成最佳运行曲线，运行曲线为：转速由0直接平滑地过渡至高速段，减速过程为由高速段直接平滑地过渡到0。

闭环控制采用类伺服控制器的变频器控制减速电机，减速电机后部带编码器检测电机转速，转速反馈给变频器，变频器通过设定的行程自动生成最佳运行曲线，直接由0平稳加速至高速段，取消慢速段和加减速时间，保证升降机节拍要求；同时通过速度控制电机扭矩，保证任意频率下的扭矩输出，保证了升降机运行的稳定性。

采用这样的结构后，升降机运行平稳、可靠，满足生产节拍需要，同时通过速度控制电机扭矩，保证任意频率下的扭矩输出，保证了升降机运行的稳定性。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种升降机，包括框架底板（16），所述框架底板（16）上设有升降机框架（1），其特征在于，还包括可在升降机框架（1）上上下移动的升降架（4），所述升降机框架（1）顶部设有升降机驱动（2），所述升降机驱动（2）包括皮带（10）、依次连接的驱动电机（11）、减速器（12）和滚筒（13），所述滚筒（13）与皮带（10）摩擦啮合；

所述皮带（10）一端与升降架（4）固定连接，另一端与配重架（6）固定连接；

所述升降架（4）为长方体结构，包括由四根钢管围合而成的方形底面、四根钢管围合围成的方形顶面、连接并支撑顶面和底面的四根支柱；

所述升降机框架（1）包括两根方形立柱（15）；

所述顶面上部和底面下部各设有一组与立柱（15）相适配的滚轮机构，所述滚轮机构包括两组滚轮（14），一组滚轮（14）各与一根立柱（15）相适配；

每组滚轮（14）均包括两个相互呈90°夹角的滚轮（14），滚轮（14）与底面或顶面的钢管夹角为45°，一个滚轮（14）与立柱（15）的一个侧面相适配；所述两组滚轮（14）分别与升降机框架（1）的两根立柱（15）的外侧的面相适配；

还包括与升降架（4）固定连接的托架（7）。

2.如权利要求1所述的升降机，其特征在于，所述升降机框架（1）上端固定有驱动固定架，所述升降机驱动（2）固定安装在驱动固定架上，所述驱动固定架上设有吊挂（8）和压板（9）。

3.如权利要求1或2所述的升降机，其特征在于，所述升降架（4）的顶面上设有安装板，所述安装板上设有锁定机构，所述锁定机构包括锁定电机（17）、锁杆（18）、连杆（19）和锁紧块（20），所述锁定电机（17）输出轴与锁杆（18）中部固接，所述锁杆（18）端部与连杆（19）一端铰接，所述连杆（19）另一端与锁紧块（20）铰接，所述锁紧块（20）可滑动地安装在安装板上，所述锁紧块（20）能够在连杆（19）的驱动下卡紧或松开升降架（4）。

4.如权利要求3所述的升降机，其特征在于，所述升降架（4）的顶面上设有平衡机构，所述平衡机构包括稳定板（21），所述稳定板（21）与钢管固接，所述稳定板（21）的四角设有平衡轮（22），所述平衡轮（22）与立柱（15）的侧面相适配。

5.如权利要求4所述的升降机，其特征在于，所述立柱（15）上设有编码尺，所述升降架（4）上设有与编码尺相适配的编码器。

6.如权利要求5所述的升降机，其特征在于，所述升降架（4）上部设有限位开关。

7.如权利要求6所述的升降机，其特征在于，所述皮带（10）的端部与升降架（4）上的升降架吊带（5）连接，皮带（10）端部通过两侧的夹板夹紧，夹板之间通过螺栓连接，螺栓的拧紧力矩大于62.3N·m，升降架（4）与皮带（10）连接部分使用钢丝绳进行保护。

8.如权利要求7所述的升降机，其特征在于，框架底板（16）固定安装在地面，地面平面度小于5mm，两个立柱（15）的平行度小于2mm，立柱（15）与地面的垂直度小于5mm。

9.一种如权利要求1所述的升降机的控制系统，其特征在于，包括触摸屏、PLC、远程控制模块、变频器和编码器，触摸屏与PLC连接，PLC连接并控制远程控制模块、变频器和编码器；

编码器包括读码器和编码尺，通过读码器和编码尺检测驱动电机（11）转速，并将转速反馈给PLC，PLC再将读取的转速信息传至变频器；

变频器与驱动电机（11）连接，变频器通过设定的行程自动生成最佳运行曲线，运行曲线为：转速由0直接平滑地过渡至高速段，减速过程为由高速段直接平滑地过渡到0。

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