CN108820769B - 一种基于物流装置定位控制的系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于物流装置定位控制的系统及方法，所述系统包括：多个按键、远程I/O单元、第一控制器、第二无线光通讯电路、条形码测量电路、第二控制器、伺服电机、伺服电机驱动电路；本发明通过条形码测量电路测量实时扫描条形码，获得条形码信息；第二控制器根据所述条形码扫描获得的条形码信息确定物流装置的当前位置，对位置信号进行物理地址解析，获得目标位置，并将上一时刻物流装置停止的位置作为起始位置；最后第二控制器根据起始位置、当前位置和目标位置通过伺服电机驱动电路驱动所述伺服电机，进而带动物流装置移动到目标位置，实现物流装置在装配流水线上与固定工位模块之间精确定位控制，提高了控制精度，使控制精度控制在1mm内。
Description
技术领域
本发明涉及工业自动化控制技术领域，特别是涉及一种基于物流装置定位控制的系统及方法。
背景技术
高端电力装备智能制造新模式对配网成套开关设备基于流水线装备生产工艺提出新的需求。传统物流装置应用到流水线时，由于沿线布置的固定工位模块都配备有独立控制的电动机和减速机构为站位提供进出件动力，一般不考虑物流装置与固定工位模块之间存在机械配合和动力过渡，因此对物流装置与固定工位模块之间的定位控制精度不高，另外，现有采用在停止位置设置接近开关直接定位或将停止位置采用换算为脉冲的方式直接给定脉冲数到伺服放大器，没有进一步的反馈定位或再纠偏的措施，处于一种简单的相对位置定位，这样的方式一般定位控制精度为5-6mm偏差，从而保证产品安全顺利的在物流装置与固定工位模块之间传递，显然现有采用配备独立控制电动机和减速机构的固定工位模块进行定位控制，不仅存在定位控制精度低的问题，还存在电动机和减速机构待机时间长、利用率不高，且施工时控制回路复杂、费时费力，对流水线装备系统长期运行运行稳定性留下隐患，更重要的是由于电动机使用的大量增加使得流水线整体的耗电量比较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于物流装置定位控制的系统及方法，提高定位控制精度、简化控制回路、降低成本以及节省耗电量的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种基于物流装置定位控制的系统，所述系统包括：
多个按键，用于发出定位请求信息；
远程I/O单元，与多个按键连接，用于获取各所述按键发出的定位请求信息；
第一控制器，与所述远程I/O单元连接，用于根据所述远程I/O单元发送的定位请求信息生成位置信号；
第二无线光通讯电路，与所述第一控制器连接，用于接收所述第一控制器发送的位置信号；
条形码测量电路，设置在物流装置上，用于实时扫描条形码，获得条形码信息；
第二控制器，分别与所述第二无线光通讯电路、所述条形码测量电路连接，用于根据所述条形码扫描获得的条形码信息确定物流装置的当前位置；对位置信号进行物理地址解析，获得目标位置；并将上一时刻物流装置停止的位置作为起始位置；根据起始位置和目标位置确定控制参数；
伺服电机，用于带动物流装置移动；
伺服电机驱动电路，与所述第二控制器连接，用于按照所述第二控制器确定控制参数驱动所述伺服电机，运行完成时，第二控制器判断当前位置与目标位置是否小于1mm；如果小于1mm，则伺服电机驱动电路停止驱动伺服电机工作；如果大于或等于1mm，则第二控制器判断当前位置是否大于目标位置；如果当前位置大于目标位置，则伺服电机驱动电路驱动伺服电机点动、反转运行，如果当前位置小于目标位置，则伺服电机驱动电路驱动伺服电机点动、正转运行，点动运行结束后，第二控制器重新根据当前条形码信息确定当前位置，重新进行判断，直至当前位置与目标位置的偏差小于1mm，则确定物流装置移动到目标位置。
可选的，所述系统还包括：
电源电路，分别与所述第二无线光通讯电路、所述条形码测量电路、所述第二控制器、所述伺服电机驱动电路连接，用于给所述第二无线光通讯电路、所述条形码测量电路、所述第二控制器、所述伺服电机驱动电路提供电能；
所述电源电路包括开关电源P1、第一熔断器FU1、第二熔断器FU2、第三熔断器FU3；所述开关电源的第一端与所述第一熔断器FU1的一端连接，所述开关电源的第二端与零线连接，所述开关电源的第三端与所述第二熔断器FU2的一端连接，所述开关电源的第四端与所述第三熔断器FU3的一端连接，所述第三熔断器FU3的另一端接信号地。
可选的，所述第一控制器包括：
信号处理模块，用于根据所述远程I/O单元发送的定位请求信息生成位置信号并将位置信息和所述开机指令信号发送至所述第一无线光通讯电路；
开关，与所述信号处理模块连接，用于生成开机指令信号，并发送至所述信号处理模块；
第一无线光通讯电路，与所述信号处理模块连接，用于将所述位置信号或所述开机指令信号发送至所述第二无线光通讯电路；
所述第二控制器接收所述第二无线光通讯电路发送的开机指令，并控制所述伺服电机带动物流装置回到原点位置，并将原点位置作为上一时刻物流装置停止的位置。
可选的，所述系统还包括：
安全扫描电路，与所述第二控制器连接，用于检测物流装置前和/或后是否存在障碍物，获得第一检测信息，并将第一检测信息发送至所述第二控制器，以使所述第二控制器根据第一检测信息控制物流装置是否移动；
所述安全扫描电路包括：输出继电器动合触点A1、输出继电器动合触点A2、第一中间继电器线圈K1和第二中间继电器线圈K2；其中，所述继电器动合触点A1的一端与所述第二熔断器FU2的另一端连接，所述输出继电器动合触点A1的另一端与所述第一中间继电器线圈K1的一端，所述第一中间继电器线圈K1的另一端接信号地；所述输出继电器动合触点A2的一端与与所述电源电路连接，所述输出继电器动合触点A2的另一端与所述第二中间继电器K2的一端连接，所述第二中间继电器K2的另一端接信号地。
可选的，所述系统还包括：
光电传感器，与所述第二控制器连接，用于检测物流装置上是否存在器件，获得第二检测信息，并将第二检测信息发送至所述第二控制器，以使所述第二控制器根据第二检测信息控制物流装置是否移动；所述光电传感器的一端与所述第二控制器的X6引脚连接，所述光电传感器的另一端接信号地。
可选的，所述系统还包括：
报警电路，与所述第二控制器连接，用于根据所述第一检测信息和/或第二检测信息进行报警；所述报警电路的一端与所述第二控制器的Y13引脚连接，所述报警电路的另一端接信号地。
可选的，所述系统还包括：
启停保护电路，用于控制伺服电机开启或停止工作；所述启停保护电路包括：急停开关第一动断触点ST11、停止按钮SB1、启动按钮SB2、主动力接触器的第一常开触点KM11和主动力接触器线圈KM1；所述第一动断触点ST11的一端与所述第二熔断器FU2的另一端连接，所述第一动断触点ST11的另一端与所述停止按钮SB1的一端连接，所述停止按钮SB1的另一端与所述启动按钮SB2的一端连接，所述启动按钮SB2的另一端与所述主动力接触器线圈KM1的一端连接，所述主动力接触器线圈KM1的另一端接信号地，所述主动力接触器的第一常开触点KM11的一端与所述启动按钮SB2的一端连接，所述主动力接触器的第一常开触点KM11的另一端与所述启动按钮SB2的另一端连接。
本发明还提供一种基于物流装置定位控制的方法，所述方法包括：
步骤S1：当第二控制器通过第二无线光通讯电路接收到第一控制器发送的开机指令信号时，第二控制器根据条形码测量电路检测的条形码信息确定物流装置的当前位置；
步骤S2：判断物流装置的当前位置是否为原点位置，如果物流装置不在原点位置，则第二控制器通过伺服电机驱动电路控制伺服电机带动物流装置回到原点位置，如果物流装置在原点位置，则第二控制器等待接收第一控制器通过第二无线光通讯电路发送位置信号；
步骤S3：将原点位置作为上一时刻物流装置停止的位置；
步骤S4：当第二控制器通过第二无线光通讯电路将接收的位置信号时，第二控制器根据位置信号确定物流装置的目标位置；并将上一时刻物流装置停止的位置作为起始位置；
步骤S5：第二控制器根据目标位置与起始位置之间的距离确定控制参数，第二控制器按照控制参数控制伺服电机带动物流装置前进；
步骤S6：当伺服电机按照控制参数运行完成时，第二控制器实时获取条形码测距电路检测的条形码信息，并根据条形码信息生成物流装置的当前位置；
步骤S7：判断当前位置与目标位置是否小于1mm；如果小于1mm，则控制伺服电机停止工作；如果大于或等于1mm，则第二控制器判断当前位置是否大于目标位置；如果当前位置大于目标位置，则第二控制器控制伺服电机点动、反转运行；如果当前位置小于目标位置，则控制伺服电机点动、正转运行；
步骤S8：运行完成后，则返回步骤S4。
可选的，所述当第二控制器通过第二无线光通讯电路将接收的位置信号时，第二控制器根据位置信号确定物流装置的目标位置，具体包括：
当第二控制器通过第二无线光通讯电路将接收的位置信号时，第二控制器根据安全扫描电路检测获得的第一检测信息判断物流装置前和/或后是否存在障碍物；如果第一检测信息存在障碍物，则第二控制器控制报警装置进行报警；如果第一检测信息没有障碍物，则第二控制器根据光电传感器检测的第二检测信息判断物流装置是否空闲；如果物流装置空闲，则第二控制器根据位置信号确定物流装置的目标位置，如果物流装置繁忙，则第二控制器控制报警装置进行报警。
可选的，所述控制参数包括脉冲数、加速时间、减速时间、运行速度。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明通过条形码测量电路测量实时扫描条形码，获得条形码信息；第二控制器根据所述条形码扫描获得的条形码信息确定物流装置的当前位置，对位置信号进行物理地址解析，获得目标位置，最后第二控制器根据起始位置、当前位置和目标位置通过伺服电机驱动电路驱动所述伺服电机，进而带动物流装置移动到目标位置，实现物流装置在装配流水线上与固定工位模块之间精确定位控制，提高了控制精度，使控制精度控制在1mm以内。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例基于物流装置定位控制的系统结构图；
图2为本发明实施电源电路结构图；
图3为本发明实施例条形码测量电路结构图；
图4为本发明实施例伺服电机驱动电路；
图5为本发明实施例第二控制器结构图；
图6为本发明实施第二无线光通讯电路结构图；
图7为本发明实施例安全扫描电路结构图；
图8为本发明实施伺服电机供电装置结构图；
图9为本发明实施启停保护电路结构图；
图10为本发明实施例基于物流装置定位控制的方法流程图。其中，1、按键，2、远程I/O单元，3、第一控制器，31、开关，32、信号处理模块，33、第一无线光通讯电路，4、第二无线光通讯电路，5、第二控制器，6、条形码测量电路，7、伺服电机驱动电路，8、伺服电机，9、安全扫描电路，10、光电传感器、11、报警电路，12、启停保护电路。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种基于物流装置定位控制的系统及方法，提高定位控制精度、简化控制回路、降低成本以及节省耗电量的问题。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例基于物流装置定位控制的系统结构图，如图1所示，本发明提供一种基于物流装置定位控制的系统，所述系统包括：多个按键1、远程I/O单元2、第一控制器3、第二无线光通讯电路4、条形码测量电路6、第二控制器5、伺服电机8、伺服电机驱动电路7。
多个按键1，用于发出定位请求信息；
远程I/O单元2，与多个按键1连接，用于获取各所述按键1发出的定位请求信息；
第一控制器3，与所述远程I/O单元2连接，用于根据所述远程I/O单元2发送的定位请求信息生成位置信号；
第二无线光通讯电路4，与所述第一控制器3连接，用于接收所述第一控制器3发送的位置信号；
条形码测量电路6，设置在物流装置上，用于实时扫描条形码，获得条形码信息；
第二控制器5，分别与所述第二无线光通讯电路4、所述条形码测量电路6连接，用于根据所述条形码扫描获得的条形码信息确定物流装置的当前位置；对位置信号进行物理地址解析，获得目标位置；并将上一时刻物流装置停止的位置作为起始位置；根据起始位置和目标位置确定控制参数；
伺服电机8，用于带动物流装置移动；
伺服电机驱动电路7，与所述第二控制器5连接，用于按照所述第二控制器5确定控制参数驱动所述伺服电机8，运行完成时，第二控制器5判断当前位置与目标位置是否小于1mm；如果小于1mm，则伺服电机驱动电路7停止驱动伺服电机8工作；如果大于或等于1mm，则第二控制器5判断当前位置是否大于目标位置；如果当前位置大于目标位置，则伺服电机驱动电路7驱动伺服电机8点动、反转运行，如果当前位置小于目标位置，则伺服电机驱动电路7驱动伺服电机8点动、正转运行，点动运行结束后，第二控制器5重新根据当前条形码信息确定当前位置，重新进行判断，直至当前位置与目标位置的偏差小于1mm，则确定物流装置移动到目标位置。
本发明中第二无线光通讯电路4与第二控制器5的可编程控制装置C1之间通过屏蔽线连接，能够实现数据同时在第二无线光通讯电路4与可编程控制装置C1之间传输。
本发明中的第一控制单元与远程I/O单元2之间通过CC-Link总线方式通信进行数据交互。
本发明所述系统还包括：
电源电路，分别与所述第二无线光通讯电路4、所述条形码测量电路6、所述第二控制器5、所述伺服电机驱动电路7连接，用于给所述第二无线光通讯电路4、所述条形码测量电路6、所述第二控制器5、所述伺服电机驱动电路7提供电能；
图2为本发明实施电源电路结构图，如图2所示，所述电源电路包括开关电源P1、第一熔断器FU1、第二熔断器FU2、第三熔断器FU3；所述开关电源P1的第一端与所述第一熔断器FU1的一端连接，所述第一熔断器FU1的另一端与伺服电机供电装置相连，所述开关电源P1的第二端与零线连接，所述开关电源P1的第三端与所述第二熔断器FU2的一端连接，所述开关电源P1的第四端与所述第三熔断器FU3的一端连接，所述第三熔断器FU3的另一端接信号地。
图3为本发明实施例条形码测量电路6结构图；如图3所示，本发明中的条形码测量电路6包括：条形码扫描装置S3；条形码扫描装置S3的端子485A、485B、COM1分别与可编程控制装置C1的端子SDA1、SDB1、SG1连接，条形码扫描装置S3的端子PE接地。
图4为本发明实施例伺服电机驱动电路7，如图4所示，本发明中的伺服电机驱动电路7包括：伺服驱动装置MR、第三中间继电器K3、第四中间继电器K4、第五中间继电器K5；伺服驱动装置MR的端子ALM、RD、MEND分别与第三中间继电器K3、第四中间继电器K4、第五中间继电器K5的一端相连，第三中间继电器K3、第四中间继电器K4、第五中间继电器K5的另一端分别接信号地，伺服驱动装置MR的端子V+、V-、CN2端子分别与伺服电机8的端子B1、B2、B连接；伺服驱动装置MR的端子MOD(16)、ST1(17)、ST2(18)、LSP(43)、LSN(44)、DI1(19)、DI2(41)、DI3(10)、DI4(35)分别与可编程控制装置C1的端子Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7、Y10、Y11、Y12相连，可编程控制装置C1的端子COM与伺服驱动装置MR的端子DICOM相连，可编程控制装置C1的端子Y0经急停开关31第二动断触点ST12与伺服驱动装置MR的端子EM2(42)相连，从可编程控制装置C1的端子Y1依次经过第一中间继电器第二触点K12、第二中间继电器第二触点K22与伺服驱动装置MR的端子SON(15)相连。
图5为本发明实施例第二控制器5结构图；如图5所示，本发明中的第二控制器5包括：可编程控制装置、伺服驱动装置MR故障输出继电器ALM的常开触点K3、准备完成输出继电器RD的常开触点K4、定位完成输出继电器MEND的常开触点K5、主动力接触器的第二常开触点KM12、第一中间继电器的第一触点K11、第二中间继电器的第一触点K21；
伺服驱动装置MR故障输出继电器ALM的常开触点K3、准备完成输出继电器RD的常开触点K4、定位完成输出继电器MEND的常开触点K5、主动力接触器的第二常开触点KM12、第一中间继电器的第一触点K11、第二中间继电器的第一触点K21的一端分别与可编程控制装置C1的端子X0,X1,X2,X3,X4,X5连接，伺服驱动装置MR故障输出继电器ALM的常开触点K3、准备完成输出继电器RD的常开触点K4、定位完成输出继电器MEND的常开触点K5、主动力接触器的第二常开触点KM12、第一中间继电器的第一触点K11、第二中间继电器的第一触点K21的另一端接信号地。
图6为本发明实施第二无线光通讯电路4结构图，如图6所示，本发明中的第二无线光通讯电路4包括无线光通讯装置S2；无线光通讯装置S2的端子A+、B-、COM分别与可编程控制装置C1的端子SDA2、SDB2、SG2连接，无线光通讯装置S2的端子PE接地。
本发明所述第一控制器3包括：信号处理模块32、开关31、第一无线光通讯电路33。
信号处理模块32，用于根据所述远程I/O单元2发送的定位请求信息生成位置信号并将位置信息和所述开机指令信号发送至所述第一无线光通讯电路33；
开关31，与所述信号处理模块32连接，用于生成开机指令信号，并发送至所述信号处理模块32；
第一无线光通讯电路33，与所述信号处理模块32连接，用于将所述位置信号或所述开机指令信号发送至所述第二无线光通讯电路4；
所述第二控制器5接收所述第二无线光通讯电路4发送的开机指令，并控制所述伺服电机8带动物流装置回到原点位置，并将原点位置作为上一时刻物流装置停止的位置，以使运动初期时，将原点位置作为起始位置，为第一次运动作准备。
本发明中的第一无线光通讯电路33与第二无线光通讯电路4是一对红外光通信装置。
本发明所述系统还包括：
安全扫描电路9，与所述第二控制器5连接，用于检测物流装置前和/或后是否存在障碍物，获得第一检测信息，并将第一检测信息发送至所述第二控制器5，以使所述第二控制器5根据第一检测信息控制物流装置是否移动；具体的，当安全扫描电路9检测第一检测信息为物流装置前和/或后存在障碍物时，则第二控制器5无法控制物流装置移动，当安全扫描电路9检测第一检测信息为物流装置前和/或后不存在障碍物时，则第二控制器5控制物流装置移动。
图7为本发明实施例安全扫描电路9结构图，如图7所示，所述安全扫描电路9包括：输出继电器动合触点A1、输出继电器动合触点A2、第一中间继电器线圈K1和第二中间继电器线圈K2；其中，所述继电器动合触点A1的一端与所述第二熔断器FU2的另一端连接，所述输出继电器动合触点A1的另一端与所述第一中间继电器线圈K1的一端，所述第一中间继电器线圈K1的另一端接信号地；所述输出继电器动合触点A2的一端与与所述电源电路连接，所述输出继电器动合触点A2的另一端与所述第二中间继电器K2的一端连接，所述第二中间继电器K2的另一端接信号地。
本发明中所述系统还包括伺服电机供电装置，如图8所示，所述伺服电机供电装置包括：断路器ZK1、主动力接触器主触点KM1、伺服驱动装置MR；所述断路器ZK1的一端接入电源滑触线触指上，所述断路器ZK1的另一端与所述的主动力接触器主触点KM1的一端连接，所述主动力接触器主触点KM1的另一端分别与伺服驱动装置MR的L1、L2、L3连接，伺服驱动装置MR的U、V、W分别与伺服电机8的U、V、W端连接。
本发明所述系统还包括：
光电传感器10，与所述第二控制器5连接，用于检测物流装置上是否存在器件，获得第二检测信息，并将第二检测信息发送至所述第二控制器5，以使所述第二控制器5根据第二检测信息控制物流装置是否移动；所述光电传感器10的一端与所述第二控制器5的X6引脚连接，所述光电传感器10的另一端接信号地。
具体的工作原理是：当光电传感器10检测第二检测信息为物流装置上存在器件时，则第二控制器5无法控制物流装置移动，当光电传感器10检测第二检测信息为物流装置上不存在器件时，则第二控制器5控制物流装置移动。
本发明所述系统还包括：
报警电路11，与所述第二控制器5连接，用于根据所述第一检测信息和/或第二检测信息进行报警；所述报警电路11的一端与所述第二控制器5的Y13引脚连接，所述报警电路11的另一端接信号地。
报警电路11工作原理是：当第一检测信息检测到有障碍物和/或第二检测信息检测到存在器件时，则第二控制器5通过Y13引脚控制报警电路11进行报警。
当所述安全扫描电路9随物流装置移动过程中辨识出前方有障碍物体时，其输出继电器动合触点A1会闭合，从而使得第一中间继电器线圈K1得电，相应的第一中间继电器的第一触点K11闭合，为可编程控制装置C1提供安全信号输入，触发可编程控制装置C1运行相应报警程序。
当所述安全扫描电路9随物流装置移动过程中辨识出后方有障碍物体时，其输出继电器动合触点A2会闭合，从而使得第一中间继电器线圈K2得电，相应的第一中间继电器的第一触点K21闭合，为可编程控制装置C1提供安全信号输入，触发可编程控制装置C1运行相应报警程序。
当光电传感器10检测第二检测信息为物流装置上存在器件时，则第二控制器5无法控制物流装置移动，并触发可编程控制装置C1运行相应报警程序。
本发明所述系统还包括：
启停保护电路12，用于控制伺服电机8开启或停止工作；图9为本发明实施启停保护电路12结构图，如图9所示，所述启停保护电路12包括：急停开关31第一动断触点ST11、停止按钮SB1、启动按钮SB2、主动力接触器的第一常开触点KM11和主动力接触器线圈KM1；所述第一动断触点ST11的一端与所述第二熔断器FU2的另一端连接，所述第一动断触点ST11的另一端与所述停止按钮SB1的一端连接，所述停止按钮SB1的另一端与所述启动按钮SB2的一端连接，所述启动按钮SB2的另一端与所述主动力接触器线圈KM1的一端连接，所述主动力接触器线圈KM1的另一端接信号地，所述主动力接触器的第一常开触点KM11的一端与所述启动按钮SB2的一端连接，所述主动力接触器的第一常开触点KM11的另一端与所述启动按钮SB2的另一端连接。
具体的工作原理：是在电路初始化环节中操作人员按下启动按钮SB2,使得主动力接触器线圈KM得电，主动力接触器的第一常开触点KM11自保持，当启动按钮SB2松开后，主动力接触器线圈KM一直得电，使得主动力接触器主触点KM1长期吸合为伺服电机8提供动力供电。当发生以外或想要停止电路是，则按下停止按钮SB1，则使得主动力接触器线圈KM失电，主动力接触器的第一常开触点KM11断开，当启动按钮SB2松开后，主动力接触器线圈KM一直失电，使得主动力接触器主触点KM1长期断开，不能为伺服电机8提供动力供电。
本发明中的无线光通讯装置S2的端子VCC、条形码扫描装置S3的端子VCC、可编程控制装置C1的端子VCC、伺服驱动装置MR的端子VCC分别与所述第二熔断器FU2的另一端连接；无线光通讯装置S2的端子GND、条形码扫描装置S3的端子GND、可编程控制装置C1的端子GND、伺服驱动装置MR的端子GND分别接信号地。
功能说明：接收的输入信号K3、K4、K5、KM12、K11、K21主要用于辨识伺服电机8是否故障、准备好和定位是否完成(是否空闲状态)，和辨识主动力接接触器是否吸合、物流装置前后方有无障碍物；根据输入状态运行程序输出信号Y0、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7、Y10、Y11、Y12主要功能是：
Y0常态为闭合状态，当辨识有安全信号输入或主动力接触器未吸合或者急停俺就ST1被按下时，伺服故障时运行程度段输出为断开状态，进而控制伺服电机8处于停止状态；
Y1常态为闭合状态，当辨识有安全信号输入时运行程度段输出为断开状态，进而控制伺服电机8处于停止状态；
Y2常态为闭合状态，当可编程控制器装置C1程度段执行点动运行条件满足是输出为断开状态，进而控制伺服电机8处于点动运行状态；
Y3常态为断开状态，当可编程控制器装置C1程度段执行点动正转运行条件满足是输出为闭合状态，进而控制伺服电机8处于点动正转运行状态；
Y4常态为断开状态，当可编程控制器装置C1程度段执行点动反转运行条件满足是输出为闭合状态，进而控制伺服电机8处于点动反转运行状态；
Y5常态为闭合状态，当可编程控制器装置C1程度段运行监测到条码扫描装置扫描信息超过100米(安全极限)时，条件满足是输出为断开状态，进而控制伺服电机8处于停止状态；
Y6常态为闭合状态，当可编程控制器装置C1程度段运行监测到条码扫描装置扫描信息小于1米(安全极限)时，条件满足是输出为断开状态，进而控制伺服电机8处于停止状态；
Y7、Y10、Y11、Y12静止时为常开状态，表示为“0”，Y7、Y10、Y11、Y12动作时为瞬间闭合状态，表示为“1”，直接控制伺服驱动装置MR的DI1(19)、DI2(41)、DI3(10)、DI4(35)外部输入端子的闭合和断开，按照8421码规则对应的伺服放大器MR内部内置程序代码分别是从“1111”到“0000”的16种不同状态，进而每一种状态对于可编程控制装置C1是对应一个起点位置；相应地每一种状态对于伺服驱动装置MR来说对应的是一段内置定位程序。举例来说：如10#站位有定位需求，可编程控制器装置C1将输出Y10/Y12瞬动闭合，进而传递给联伺服放大器MR的DI2(41)、DI4(35)外部输入端子的闭合，伺服放大器按照8421码规格识别调用状态为“1010”，即调用内置定位程序编号为第“10”号程序段进行执行。
本发明运行初期，第二控制器5通过伺服电机驱动电路7按照控制参数控制伺服电机8，当伺服电机8按照控制参数运行完成时，第二控制器5通过伺服电机驱动电路7按照点动方式控制伺服电机8，具体控制过程是：
可编程控制装置C1的输出Y2闭合，可编程控制装置C1根据目标位置与起始位置之间的距离从点位表中选择控制参数，第二控制器5按照控制参数控制伺服电机8带动物流装置前进；当伺服电机8按照控制参数运行完成时，可编程控制装置C1的输出Y2断开实行点动控制。当当前位置大于目标位置，可编程控制装置C1的输出Y4闭合，控制伺服驱动装置MR运行点动反转后退补偿，当当前位置与目标位置偏离小于1mm时，定位结束，可编程控制装置C1的输出Y4断开，控制伺服驱动装置MR运行点动反转停止。当当前位置小于目标位置，可编程控制装置C1的输出Y3闭合，控制伺服驱动装置MR运行点动控制模式下的正转命令前进补偿，当当前位置与目标位置偏离小于1mm时，定位结束，可编程控制装置C1的输出Y3断开，控制伺服驱动装置MR运行点动控制模式下的正转停止。
本发明中的控制参数是根据目标位置与起始位置之间的距离确定的，控制参数包括脉冲数、加速时间、减速时间、运行速度；不同距离选择不同的控制参数，各控制参数存储点位表内，所述点位表是提前编辑写入可编程控制装置C1内部的。
本发明在物流装置上设置一组对所有固定工位模块都能通用的电动机和减速传动机构，在物流装置精确定位的基础上，将上述通用的电动机和减速传动机构产生的动力通过机械装置传递和过渡给固定工位模块使用，使得固定工位模块不需要配置电动机和减速机构，节约流水线体成本，提升设备利用率，降低使用能耗。
本发明通过条形码测量电路6测量实时扫描条形码，获得条形码信息；第二控制器5根据所述条形码扫描获得的条形码信息确定物流装置的当前位置，对位置信号进行物理地址解析，获得目标位置，将上一时刻物流装置停止的位置作为起始位置，最后第二控制器5根据起始位置、当前位置和目标位置通过伺服电机驱动电路7驱动所述伺服电机8，进而带动物流装置移动到目标位置，进而能够实现物流装置在装配流水线上与固定工位模块之间精确定位控制，提高了控制精度，以使控制精度控制在1mm范围内。
图10为本发明实施例基于物流装置定位控制的方法流程图，如图10所示，本发明还提供一种基于物流装置定位控制的方法，所述方法包括：
步骤S1：当第二控制器5通过第二无线光通讯电路4接收到第一控制器3发送的开机指令信号时，第二控制器5根据条形码测量电路6检测的条形码信息确定物流装置的当前位置；
步骤S2：判断物流装置的当前位置是否为原点位置，如果物流装置不在原点位置，则第二控制器5通过伺服电机驱动电路7控制伺服电机8带动物流装置回到原点位置，如果物流装置在原点位置，则第二控制器5等待接收第一控制器3通过第二无线光通讯电路4发送位置信号；
步骤S3：将原点位置作为上一时刻物流装置停止的位置；
步骤S4：当第二控制器5通过第二无线光通讯电路4将接收的位置信号时，第二控制器5根据位置信号确定物流装置的目标位置；并将上一时刻物流装置停止的位置作为起始位置；
步骤S5：第二控制器5根据目标位置与起始位置之间的距离确定控制参数，第二控制器5按照控制参数控制伺服电机8带动物流装置前进；
步骤S6：当伺服电机8按照控制参数运行完成时，第二控制器5实时获取条形码测距电路检测的条形码信息，并根据条形码信息生成物流装置的当前位置；
步骤S7：判断当前位置与目标位置是否小于1mm；如果小于1mm，则控制伺服电机8停止工作；如果大于或等于1mm，则第二控制器5判断当前位置是否大于目标位置；如果当前位置大于目标位置，则第二控制器5控制伺服电机8点动、反转运行；如果当前位置小于目标位置，则控制伺服电机8点动、正转运行；
步骤S8：运行完成后，则返回步骤S4。
下面对各步骤进行详细分析：
所述当第二控制器5通过第二无线光通讯电路4将接收的位置信号时，第二控制器5根据位置信号确定物流装置的目标位置，具体包括：
当第二控制器5通过第二无线光通讯电路4将接收的位置信号时，第二控制器5根据安全扫描电路9检测获得的第一检测信息判断物流装置前和/或后是否存在障碍物；如果第一检测信息存在障碍物，则第二控制器5控制报警装置进行报警；如果第一检测信息没有障碍物，则第二控制器5根据光电传感器10检测的第二检测信息判断物流装置是否空闲；如果物流装置空闲，则第二控制器5根据位置信号确定物流装置的目标位置，如果物流装置繁忙，则第二控制器5控制报警装置进行报警。
在第二控制器5根据条形码信息生成物流装置的当前位置之前，还包括：第二控制器5根据条形码信息在安全极限范围内；如果不在安全极限范围内，则第二控制器5控制伺服电动机停止工作；如果在安全极限范围内，则第二控制器5根据条形码信息生成物流装置的当前位置。所述安全极限范围为1米～100米之间。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种基于物流装置定位控制的系统，其特征在于，所述系统包括：
多个按键，用于发出定位请求信息；
远程I/O单元，与多个按键连接，用于获取各所述按键发出的定位请求信息；
第一控制器，与所述远程I/O单元连接，用于根据所述远程I/O单元发送的定位请求信息生成位置信号；
第二无线光通讯电路，与所述第一控制器连接，用于接收所述第一控制器发送的位置信号；
条形码测量电路，设置在物流装置上，用于实时扫描条形码，获得条形码信息；
第二控制器，分别与所述第二无线光通讯电路、所述条形码测量电路连接，用于根据所述条形码扫描获得的条形码信息确定物流装置的当前位置；对位置信号进行物理地址解析，获得目标位置；并将上一时刻物流装置停止的位置作为起始位置；根据起始位置和目标位置确定控制参数；
伺服电机，用于带动物流装置移动；
伺服电机驱动电路，与所述第二控制器连接，用于按照所述第二控制器确定控制参数驱动所述伺服电机，运行完成时，第二控制器判断当前位置与目标位置是否小于1mm；如果小于1mm，则伺服电机驱动电路停止驱动伺服电机工作；如果大于或等于1mm，则第二控制器判断当前位置是否大于目标位置；如果当前位置大于目标位置，则伺服电机驱动电路驱动伺服电机点动、反转运行，如果当前位置小于目标位置，则伺服电机驱动电路驱动伺服电机点动、正转运行，点动运行结束后，第二控制器重新根据当前条形码信息确定当前位置，重新进行判断，直至当前位置与目标位置的偏差小于1mm，则确定物流装置移动到目标位置。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
电源电路，分别与所述第二无线光通讯电路、所述条形码测量电路、所述第二控制器、所述伺服电机驱动电路连接，用于给所述第二无线光通讯电路、所述条形码测量电路、所述第二控制器、所述伺服电机驱动电路提供电能；
所述电源电路包括开关电源P1、第一熔断器FU1、第二熔断器FU2、第三熔断器FU3；所述开关电源的第一端与所述第一熔断器FU1的一端连接，所述开关电源的第二端与零线连接，所述开关电源的第三端与所述第二熔断器FU2的一端连接，所述开关电源的第四端与所述第三熔断器FU3的一端连接，所述第三熔断器FU3的另一端接信号地。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一控制器包括：
信号处理模块，用于根据所述远程I/O单元发送的定位请求信息生成位置信号并将位置信息和开机指令信号发送至第一无线光通讯电路；
开关，与所述信号处理模块连接，用于生成开机指令信号，并发送至所述信号处理模块；
第一无线光通讯电路，与所述信号处理模块连接，用于将所述位置信号或所述开机指令信号发送至所述第二无线光通讯电路；
所述第二控制器接收所述第二无线光通讯电路发送的开机指令，并控制所述伺服电机带动物流装置回到原点位置，并将原点位置作为上一时刻物流装置停止的位置。
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
安全扫描电路，与所述第二控制器连接，用于检测物流装置前和/或后是否存在障碍物，获得第一检测信息，并将第一检测信息发送至所述第二控制器，以使所述第二控制器根据第一检测信息控制物流装置是否移动；
所述安全扫描电路包括：输出继电器动合触点A1、输出继电器动合触点A2、第一中间继电器线圈K1和第二中间继电器线圈K2；其中，所述继电器动合触点A1的一端与所述第二熔断器FU2的另一端连接，所述输出继电器动合触点A1的另一端与所述第一中间继电器线圈K1的一端，所述第一中间继电器线圈K1的另一端接信号地；所述输出继电器动合触点A2的一端与与所述电源电路连接，所述输出继电器动合触点A2的另一端与所述第二中间继电器K2的一端连接，所述第二中间继电器K2的另一端接信号地。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
光电传感器，与所述第二控制器连接，用于检测物流装置上是否存在器件，获得第二检测信息，并将第二检测信息发送至所述第二控制器，以使所述第二控制器根据第二检测信息控制物流装置是否移动；所述光电传感器的一端与所述第二控制器的X6引脚连接，所述光电传感器的另一端接信号地。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
报警电路，与所述第二控制器连接，用于根据所述第一检测信息和/或第二检测信息进行报警；所述报警电路的一端与所述第二控制器的Y13引脚连接，所述报警电路的另一端接信号地。
7.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
启停保护电路，用于控制伺服电机开启或停止工作；所述启停保护电路包括：急停开关第一动断触点ST11、停止按钮SB1、启动按钮SB2、主动力接触器的第一常开触点KM11和主动力接触器线圈KM1；所述第一动断触点ST11的一端与所述第二熔断器FU2的另一端连接，所述第一动断触点ST11的另一端与所述停止按钮SB1的一端连接，所述停止按钮SB1的另一端与所述启动按钮SB2的一端连接，所述启动按钮SB2的另一端与所述主动力接触器线圈KM1的一端连接，所述主动力接触器线圈KM1的另一端接信号地，所述主动力接触器的第一常开触点KM11的一端与所述启动按钮SB2的一端连接，所述主动力接触器的第一常开触点KM11的另一端与所述启动按钮SB2的另一端连接。
8.一种基于物流装置定位控制的方法，其特征在于，所述方法应用于根据权利要求1至权利要求7任一项所述的系统，所述方法包括
步骤S1：当第二控制器通过第二无线光通讯电路接收到第一控制器发送的开机指令信号时，第二控制器根据条形码测量电路检测的条形码信息确定物流装置的当前位置；
步骤S2：判断物流装置的当前位置是否为原点位置，如果物流装置不在原点位置，则第二控制器通过伺服电机驱动电路控制伺服电机带动物流装置回到原点位置，如果物流装置在原点位置，则第二控制器等待接收第一控制器通过第二无线光通讯电路发送位置信号；
步骤S3：将原点位置作为上一时刻物流装置停止的位置；
步骤S4：当第二控制器通过第二无线光通讯电路将接收的位置信号时，第二控制器根据位置信号确定物流装置的目标位置；并将上一时刻物流装置停止的位置作为起始位置；
步骤S5：第二控制器根据目标位置与起始位置之间的距离确定控制参数，第二控制器按照控制参数控制伺服电机带动物流装置前进；
步骤S6：当伺服电机按照控制参数运行完成时，第二控制器实时获取条形码测距电路检测的条形码信息，并根据条形码信息生成物流装置的当前位置；
步骤S7：判断当前位置与目标位置是否小于1mm；如果小于1mm，则控制伺服电机停止工作；如果大于或等于1mm，则第二控制器判断当前位置是否大于目标位置；如果当前位置大于目标位置，则第二控制器控制伺服电机点动、反转运行；如果当前位置小于目标位置，则控制伺服电机点动、正转运行；
步骤S8：运行完成后，则返回步骤S4。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述当第二控制器通过第二无线光通讯电路将接收的位置信号时，第二控制器根据位置信号确定物流装置的目标位置，具体包括：
当第二控制器通过第二无线光通讯电路将接收的位置信号时，第二控制器根据安全扫描电路检测获得的第一检测信息判断物流装置前和/或后是否存在障碍物；如果第一检测信息存在障碍物，则第二控制器控制报警装置进行报警；如果第一检测信息没有障碍物，则第二控制器根据光电传感器检测的第二检测信息判断物流装置是否空闲；如果物流装置空闲，则第二控制器根据位置信号确定物流装置的目标位置，如果物流装置繁忙，则第二控制器控制报警装置进行报警。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述控制参数包括脉冲数、加速时间、减速时间、运行速度。
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