CN105366314B - 一种滤板生产线悬挂小车控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种滤板生产线悬挂小车控制系统及其控制方法，属于悬挂输送运载领域。它包括移动控制模块、控制爪模块、单片机系统、继电器模块、无线发射模块、无线接收模块、限位开关，所述的移动控制模块的输出端与无线发射模块相连，所述的控制爪模块的一端连接限位开关，另一端连接信号输出端，所述的单片机系统的信号输入端分别连接控制爪模块的信号输出端和无线接收模块。本发明解决了现有控制系统不能利用手动来实时控制悬挂小车的运行与停止、不能自动判别轨道上其他悬挂小车的运行情况、不能够实现自动积放与自动运行、以及不能预设特定的运行命令的问题，具有操作简单，运行安全，自动化程度高，控制灵活等优点。

Description

一种滤板生产线悬挂小车控制系统及其控制方法

技术领域

本发明属于悬挂输送运载领域，更具体地说，涉及一种滤板生产线悬挂小车控制系统及其控制方法。

背景技术

滤板是一种在物理化学作用中起到过滤作用的关键装置，在冶金行业中能实现高温烟气的净化，在石油化工行业中，能对高温气体、沸腾床尾气、催化油浆等进行过滤，在制药行业中能实现催化剂的过滤分离，同时还能够过滤食用盐、饮料，并且能够用于净化过滤污水。

滤板的生产工艺一般较为繁琐复杂，比如聚丙烯塑料滤板的制造，首先需将粒状的聚丙烯利用塑料挤出机进行加热、熔融，然后将定量的熔料放入模具中压制成型，成型后对于表面凹凸不平的部分，还需要将其搬运至数控铣进行切削加工，最后还需要将产品搬运至测试间进行产品的检验，检验合格后搬运至组装车间进行组装。整个生产过程中，需要频繁的搬运，耗费了大量的人力物力。

改善物料搬运设备，可以获得明显的经济效益，同时对于降低产品的破损率，减少各种事故的发生都有着显著的作用，并且改善物料搬运设备所花费的成本远远低于物料搬运设备改善后所带来的经济效益。因此，对于生产过程中物料搬运设备的改进是提高生产效益所采用的必要手段之一。

目前根据现有滤板生产线，本公司设计出了一种新型的搬运系统——滤板生产线用悬挂小车，如图1所示，其包括承载轮、导向轮、传动轴、转轴、同步轮A、叉架、前导叉架、同步带、同步轮B、电机、承载轴、前导承载轴、固定板、横梁、吊架、吊钩、推爪、控制爪、控制柜；所述的承载轮压于轨道上，并通过螺母固连于传动轴，所述的传动轴通过滚动轴承与叉架相连，其末端装配有同步轮A，所述的叉架通过螺钉与承载轴固连，所述的承载轴上设有固定板，所述的电机固定在固定板上，所述的同步轮B连接在电机上，并通过同步带与同步轮A相连，所述的横梁装配在承载轴上，并压于承载轴的轴环上，所述的吊架通过螺栓与横梁相连，所述的吊钩连接在吊架上，所述的推爪固连在承载轴上，所述的控制柜通过螺栓连接在横梁上；所述的导向轮安装于轨道上，并通过转轴与前导叉架相连，所述的前导叉架通过螺钉与前导承载轴相连，所述的前导承载轴下端安装于横梁右端通孔中，所述的控制爪固连在前导承载轴上。

该悬挂小车机械部件很好地适应滤板生产线，但其控制系统一直处于欠缺状态，其控制系统需要满足以下要求：(1)能够利用手动来实时控制悬挂小车的运行与停止，并且在一个工位处可以遥控另一个工位处的悬挂小车的运行；(2)能够自动判别轨道上其他悬挂小车的运行情况，并将具体的判别信号作为优先决策信号送入控制中心，此信号作为最高级别的执行信号来控制悬挂小车的运行，以避免其在轨道上与其他悬挂小车发生碰撞；(3)能够实现自动积放与自动运行，当前方有悬挂小车阻挡时，自动停车以避免相撞，当前方悬挂小车离去后自动启动运行；(4)能够预设特定的运行命令，可以根据某个特定工序的特定运行情况，设定特定的运行程序，当需要执行时，悬挂小车可以按照预先设定的程序到达预设工位，停留一定的时间后，再前往另一工位。

发明内容

1.本发明要解决的技术问题

针对现有悬挂小车的控制系统不能满足上述控制需求的问题，即不能利用手动来实时控制悬挂小车的运行与停止、不能自动判别轨道上其他悬挂小车的运行情况、不能够实现自动积放与自动运行、以及不能够预设特定的运行命令的问题，本发明提供了一种滤板生产线悬挂小车控制系统及其控制方法。通过采用移动控制模块、控制爪模块、单片机系统、继电器模块、限位开关等控制模块，使得悬挂小车能够实现手动实时遥控控制、自动判别运行轨道信息、自动积放与运行和预设特定命令的功能，其利用遥控式一键操作来完成复杂的运行功能，使得操作简单化，利用控制系统自身判断运行环境，使得运行安全化，能够根据不同的生产要求设定每台悬挂小车的具体程序，使得控制灵活化。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种滤板生产线悬挂小车控制系统，包括移动控制模块、控制爪模块、单片机系统、继电器模块、无线发射模块、无线接收模块、限位开关；

所述的移动控制模块设有五个信号控制端：信号控制端A、信号控制端B、信号控制端C、信号控制端D、信号控制端E，信号控制端A为启动信号控制端，信号控制端B为停止信号控制端，信号控制端C为加工工序预设程序控制端，发送从特定工序运行到另一特定工序的运行信号，信号控制端D、信号控制端E为预留信号控制端；

所述的移动控制模块的输出端与无线发射模块相连，所述的控制爪模块的一端连接限位开关，另一端连接信号输出端，限位开关设置在悬挂小车的控制爪上；所述的单片机系统的信号输入端分别连接控制爪模块的信号输出端和无线接收模块；所述的无线接收模块接收无线发射模块所发射的信号，所述的单片机系统的信号输出端与继电器控制系统相连，所述的继电器被控制系统串联在悬挂小车直流电机与直流电源之间。

一种滤板生产线悬挂小车的控制方法，所述的移动控制模块设有的五个信号控制端中任意一个触发时，产生一高位电平，并通过无线发射模块发射出高位电平控制信号；当两个及两个以上信号控制端同时触发(触发间隔≤0.05s)时，移动控制模块不做任何响应；当两个及两个以上信号控制端的触发间隔≥0.1s时，移动控制模块按照触发的先后顺序，以此产生不同的高位控制信号，并通过无线发射模块发射出信号；

所述的控制爪模块的一端连接限位开关，当轨道上有两台悬挂小车发生相碰撞时，后方悬挂小车的控制爪被前方悬挂小车的推爪抬起，控制爪旋转一定角度后触发限位开关，此时控制爪模块产生低位电平控制信号，并传输至单片机系统的输入端；当前方悬挂小车离开后，控制爪回复，此时控制爪模块产生高位电平控制信号；

所述的继电器模块的被控制系统为常开状态；

控制系统的具体控制步骤为：

(1)控制爪模块根据限位开关的触发信号，将控制信号实时送入单片机系统的输入端；

(2)移动控制模块根据五个信号控制端的输入情况，将控制信号输出到无线发射模块；

(3)无线接收模块接收到无线发射模块的信号，并传递至单片机系统的输入端；

(4)单片机系统将输入端的两信号进行“与”计算，当计算结果为高位电平信号时，产生控制信号，并将计算的结果输出到继电器模块，当结果为低位电平信号时，不输出任何信号；

(5)继电器模块的控制系统根据输入信号，对被控制系统进行控制，改变直流电源及直流电机的接通与断开的状态及其状态维持时间。

所述的控制步骤(1)中，控制爪模块对单片机系统发射信号的频率为500Hz。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)本发明能够利用手动来实时控制悬挂小车的运行与停止，并且在一个工位处可以遥控另一个工位处的悬挂小车的运行；利用遥控式一键操作来完成复杂的运行功能，使得操作简单化。

(2)本发明能够自动判别轨道上其他悬挂小车的运行情况，并将具体的判别信号作为优先决策信号送入控制中心，此信号作为最高级别的执行信号来控制悬挂小车的运行，以避免其在轨道上与其他悬挂小车发生碰撞；利用控制系统自身判断运行环境，使得运行安全化。

(3)本发明能够实现自动积放与自动运行，当前方有悬挂小车阻挡时，自动停车以避免相撞，当前方悬挂小车离去后自动启动运行，能够自动实现积放功能，降低了人工干预，提高了自动化程度，提高了整个生产线的生产效率。

(4)本发明能够预设特定的运行命令，可以根据某个特定工序的特定运行情况，设定特定的运行程序，当需要执行时，悬挂小车可以按照预先设定的程序到达预设工位，停留一定的时间后，再前往另一工位；能够根据不同的生产要求设定每台悬挂小车的具体程序，使得控制灵活化。

(5)本发明结构简单，控制平稳，制造方便。

附图说明

图1为本发明所要控制的悬挂小车的结构示意图；

图2为本发明的控制系统结构示意图。

图1中：1—轨道，21—承载轮，22—导向轮，31—传动轴，32—转轴，4—同步轮A，51—叉架，52—前导叉架，6—同步带，7—同步轮B，8—电机，91—承载轴，92—前导承载轴，10—固定板，11—横梁，12—吊架，13—吊钩，14—推爪，15—控制爪，16—控制柜。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细描述。

如图2所示，一种滤板生产线悬挂小车控制系统，包括移动控制模块、控制爪模块、单片机系统、继电器模块、无线发射模块、无线接收模块、限位开关；

所述的移动控制模块设有五个信号控制端：信号控制端A、信号控制端B、信号控制端C、信号控制端D、信号控制端E，信号控制端A为启动信号控制端，信号控制端B为停止信号控制端，信号控制端C为加工工序预设程序控制端，发送从特定工序运行到另一特定工序的运行信号，信号控制端D、信号控制端E为预留信号控制端；

所述的移动控制模块的输出端与无线发射模块相连，所述的控制爪模块的一端连接限位开关，另一端连接信号输出端，限位开关设置在悬挂小车的控制爪上；所述的单片机系统的信号输入端分别连接控制爪模块的信号输出端和无线接收模块；所述的无线接收模块接收无线发射模块所发射的信号，所述的单片机系统的信号输出端与继电器控制系统相连，所述的继电器被控制系统串联在悬挂小车直流电机与直流电源之间。

一种滤板生产线悬挂小车的控制方法，所述的移动控制模块设有的五个信号控制端中任意一个触发时，产生一高位电平，并通过无线发射模块发射出高位电平控制信号；当两个及两个以上信号控制端同时触发(触发间隔≤0.05s)时，移动控制模块不做任何响应；当两个及两个以上信号控制端的触发间隔≥0.1s时，移动控制模块按照触发的先后顺序，以此产生不同的高位控制信号，并通过无线发射模块发射出信号；

所述的控制爪模块的一端连接限位开关，当轨道上有两台悬挂小车发生相碰撞时，后方悬挂小车的控制爪被前方悬挂小车的推爪抬起，控制爪旋转一定角度后触发限位开关，此时控制爪模块产生低位电平控制信号，并传输至单片机系统的输入端；当前方悬挂小车离开后，控制爪回复，此时控制爪模块产生高位电平控制信号；

所述的继电器模块的被控制系统为常开状态；

控制系统的具体控制步骤为：

(1)控制爪模块根据限位开关的触发信号，将控制信号实时送入单片机系统的输入端；

(2)移动控制模块根据五个信号控制端的输入情况，将控制信号输出到无线发射模块；

(3)无线接收模块接收到无线发射模块的信号，并传递至单片机系统的输入端；

(4)单片机系统将输入端的两信号进行“与”计算，当计算结果为高位电平信号时，产生控制信号，并将计算的结果输出到继电器模块，当结果为低位电平信号时，不输出任何信号；

(5)继电器模块的控制系统根据输入信号，对被控制系统进行控制，改变直流电源及直流电机的接通与断开的状态及其状态维持时间。

所述的控制步骤(1)中，控制爪模块对单片机系统发射信号的频率为500Hz。

控制系统的具体控制过程为：

当悬挂小车在轨道上运行，路况良好，没有其他悬挂小车或不明物体的阻碍时：

(1)限位开关未触碰，其未传递任何信号至控制爪模块，控制爪模块根据限位开关的信号，将高电位电平信号传递至单片机系统的输入端；

(2)操作员手动操作信号控制端，移动控制模块根据信号控制端的操作情况，将相应的高电位电平信号传递至无线发射模块(除停止控制外，停止控制为低电位电平信号)；

(3)无线接收模块接收到无线发射模块的高电位电平信号，并传递至单片机系统的输入端；

(4)单片机系统将输入端的两高电位电平信号进行“与”计算，计算结果为高电位电平信号，其将该信号输出到继电器模块，继电器模块的控制系统开始工作，由于继电器模块的被控制系统为常开状态，此时继电器模块的被控制系统转为闭合状态，直流电机和直流电源接通，电机运行从而带动悬挂小车开始工作。当信号控制端发出运行命令时，发出高电位电平信号，悬挂小车一直处于运行状态；当信号控制端发出停止命令时，发出低电位电平信号，此时进行“与”运算后为低电位电平信号，悬挂小车停止运行；当信号控制端发出预设的控制程序命令时，根据具体的工位要求，发出一系列高低位电平信号，以控制悬挂小车在不同工位的运行或停止以及具体的运行或停止时间。

当悬挂小车在轨道上运行，前方遇到其他悬挂小车或者不明物体的阻碍时：

(1)悬挂小车的控制爪被抬起，限位开关被触发，其将信号传递至控制爪模块，控制爪模块根据限位开关的信号，将低电位电平信号传递至单片机系统输入端；

(2)由于在单片机系统的输入端需要将两信号进行“与”计算，所以不论移动控制模块发出何种信号，其结果均为低电位电平信号；

(3)单片机系统的输出端不输出任何信号，此时继电器模块的控制系统一直未工作，继电器模块的被控制系统为常开状态，因此直流电机与直流电源一直处于断开状态，悬挂小车一直处于停止状态，直到悬挂小车前方的其他悬挂小车或者不明物体离开后，控制爪被放下，控制爪模块将高电位电平信号传递至单片机系统输入端时为止，此时可以再通过操作信号控制端发出控制指令，以完成对悬挂小车运行的控制。

本发明在具体的生产操作过程中，能够利用手动来实时控制悬挂小车的运行与停止，特别对于处于远处的悬挂小车，利用遥控控制其运行至工位处，使得在一个工位处可以遥控另一个工位处的悬挂小车的运行。利用遥控式一键操作来完成复杂的运行功能，使得操作简单化。操作简化有利于集中工人的注意力，提高生产效率。同时能够自动判别轨道上其他悬挂小车的运行情况，并将具体的判别信号作为优先决策信号送入控制中心，此信号作为最高级别的执行信号来控制悬挂小车的运行，以避免其在轨道上与其他悬挂小车发生碰撞；利用控制系统自身判断运行环境，使得运行安全化。

本发明能够实现自动积放与自动运行，当前方有悬挂小车阻挡时，自动停车以避免相撞，当前方悬挂小车离去后自动启动运行，能够自动实现积放功能，降低了人工干预，提高了自动化程度，提高了整个生产线的生产效率。同时能够预设特定的运行命令，可以根据某个特定工序的特定运行情况，设定特定的运行程序，当需要执行时，悬挂小车可以按照预先设定的程序到达预设工位，停留一定的时间后，再前往另一工位；能够根据不同的生产要求设定每台悬挂小车的具体程序，使得控制灵活化。

本发明使得操作简化，有利于集中工人注意力，能够自动实现积放功能，提高自动化生产程度，并能够预先设定程序，简化控制，整个生产车间效率的提高值可达20％，而该套设备的投资回收期仅为半年，同时大大提高了车间生产的安全性。

Claims (1)

1.一种滤板生产线悬挂小车控制方法，其特征在于，滤板生产线悬挂小车控制系统包括移动控制模块、控制爪模块、单片机系统、继电器模块、无线发射模块、无线接收模块、限位开关；

所述的移动控制模块设有五个信号控制端：信号控制端A、信号控制端B、信号控制端C、信号控制端D、信号控制端E，信号控制端A为启动信号控制端，信号控制端B为停止信号控制端，信号控制端C为加工工序预设程序控制端，发送从特定工序运行到另一特定工序的运行信号，信号控制端D、信号控制端E为预留信号控制端；

所述的移动控制模块的输出端与无线发射模块相连，所述的控制爪模块的一端连接限位开关，另一端连接信号输出端，限位开关设置在悬挂小车的控制爪上；所述的单片机系统的信号输入端分别连接控制爪模块的信号输出端和无线接收模块；所述的无线接收模块接收无线发射模块所发射的信号，所述的单片机系统的信号输出端与继电器控制系统相连，所述的继电器被控制系统串联在悬挂小车直流电机与直流电源之间；

所述的移动控制模块设有的五个信号控制端中任意一个触发时，产生一高位电平，并通过无线发射模块发射出高位电平控制信号；当两个及两个以上信号控制端同时触发，即触发间隔≤0.05s时，移动控制模块不做任何响应；当两个及两个以上信号控制端的触发间隔≥0.1s时，移动控制模块按照触发的先后顺序，以此产生不同的高位控制信号，并通过无线发射模块发射出信号；

所述的控制爪模块的一端连接限位开关，当轨道上有两台悬挂小车发生相碰撞时，后方悬挂小车的控制爪被前方悬挂小车的推爪抬起，控制爪旋转一定角度后触发限位开关，此时控制爪模块产生低位电平控制信号，并传输至单片机系统的输入端；当前方悬挂小车离开后，控制爪回复，此时控制爪模块产生高位电平控制信号；

所述的继电器模块的控制系统为常开状态；

控制系统的具体控制步骤为：

(1)控制爪模块根据限位开关的触发信号，将控制信号实时送入单片机系统的输入端；

(2)移动控制模块根据五个信号控制端的输入情况，将控制信号输出到无线发射模块；

(3)无线接收模块接收到无线发射模块的信号，并传递至单片机系统的输入端；

(4)单片机系统将输入端的两信号进行“与”计算，当计算结果为高位电平信号时，产生控制信号，并将计算的结果输出到继电器模块，当结果为低位电平信号时，不输出任何信号；

(5)继电器模块的控制系统根据输入信号，对被控制系统进行控制，改变直流电源及直流电机的接通与断开的状态及其状态维持时间；

所述的控制步骤(1)中，控制爪模块对单片机系统发射信号的频率为500Hz。