CN108974951B - 堆垛机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种堆垛机，属于纸卷堆垛机技术领域，包括下横梁，下横梁上竖直设置有两根相互平行的导轨，在两根导轨之间安装有沿导轨做上下滑动的载货台，在载货台上安装有货叉，在载货台正下方的下横梁上安装有激光测速装置，该激光测速装置用于测量载货台至下横梁的距离和用于测量载货台上下运动时的移动速度，在载货台底部安装有与激光测速装置进行反光配合的反光板。通过本发明所述的堆垛机，在激光测速装置和反光板的配合设置下，可检查载货台卡轨失速的情况，提前报警停止设备，避免较大事故的发生；在编码器的设置下，能让货叉在撞到纸卷的一瞬间使货叉停止，有效避免的严重事故发生。

Description

堆垛机
技术领域
本发明涉及一种堆垛机，属于纸卷堆垛机技术领域。
背景技术
在造纸行业，采用堆垛机来对纸卷进行取放是很常见的事。目前现有的堆垛机结构主要包括用于堆垛机行走的行走轮、上横梁、下横梁、支柱、载货台、货叉、导轨、安全钳、载货台驱动机构以及货叉伸缩驱动机构，其中载货台驱动机构主要包括电机、钢丝绳、用于钢丝绳收卷的转鼓、导轮以及定滑轮等，货叉伸缩驱动机构主要包括电机、主动轴、从动轴、链条以及连接主动轴和从动轴的万向联轴器等。使用时通过堆垛机的前后移动、载货台的上下运功以及货叉的伸缩运动实现了前后左右上下共6个动作，通过这6个动作之间的不同配合来完成纸卷的拿放工作，具体如下：
通过前进和升降使堆垛机运行定位到货位的准确坐标X,Y轴，然后通过货叉的左右伸缩进行取货或放货。
目前现有的堆垛机有如下不足：
一、当堆垛机定位货位有偏移的时候，货叉会撞向货位或者货架，而驱动电子的功率都不小，一般在2.2KW左右，足以通过货叉将1吨的纸卷撞至倾斜，甚至推出掉下货架，货位有23米高，越高掉下的纸卷，砸到货架或堆垛机等设备，造成的损坏就越大。
二、堆垛机上安装电机以驱动转鼓旋转，转鼓带动绕过堆垛机顶端导轮,并连接到载货台上的钢丝绳，以驱动载货台进行升降动作，将纸卷定位到对应货位上，载货台自重约1吨，在载有纸卷的情况下总重约1.6吨到2.75吨，载货台的钢丝绳最高载重2.75吨，升降高度最高23米。在载货台升降过程中，因升降轨道变形、导轮卡死、安全钳误动作卡住轨道等情况发生，导致载货台卡在轨道上无法动作，这时由于没有相应的检测和保护措施，继续旋转的转鼓带动钢丝绳还在继续拉紧(上升)或松弛(下降)，这两种情况会导致：1、上升过程中卡死：导致钢丝绳继续张紧，使驱动电机、转鼓、钢丝绳、以及导轮等承受更大的负载，甚至出现设备损坏。2、下降过程中卡死：导致钢丝绳松弛，失去张力的钢丝绳将脱离转鼓导槽，这时如果载货台突然下降，将对钢丝绳等部分造成非常大的冲击，甚至松弛的钢丝绳拉坏设备。
发明内容
根据以上现有技术中的不足，本发明要解决的技术问题是：提供一种堆垛机，可检查载货台卡轨失速的情况，提前报警停止设备，避免较大事故的发生。
本发明所述的堆垛机，包括下横梁，下横梁上竖直设置有两根相互平行的导轨，在两根导轨之间安装有沿导轨做上下滑动的载货台，在载货台上安装有货叉，其特征在于：在载货台正下方的下横梁上安装有激光测速装置，该激光测速装置用于测量载货台至下横梁的距离和用于测量载货台上下运动时的移动速度，在载货台底部安装有与激光测速装置进行反光配合的反光板。
进一步优选所述货叉上的从动轴端部连接有编码器，编码器用于测量从动轴的转速。
进一步优选所述激光测速装置通过支架安装在下横梁上。
进一步优选所述激光测速装置靠近于导轨与下横梁之间的连接处。
进一步优选所述支架包括底板，底板安装在下横梁上，在底板正上方水平设置有安装板，激光测速装置安装在安装板上，在安装板底部固定有一层绝缘垫，绝缘垫底部固定有永磁铁，永磁铁吸附在底板上。
本发明所述的堆垛机保护系统，包括集中控制器、编码器、激光测速装置和报警器，集中控制器用于集中控制编码器、激光测速装置和报警器工作。
进一步，所述的堆垛机货叉防撞保护方法，其特征在于：包括以下步骤：
S11、启动编码器；在堆垛机启动时，通过集中控制器给编码器发送启动信号，启动编码器工作；
S12、测量货叉在ts1时的实时速度Vs1；
S13、测量货叉在ts2时的实时速度Vs2；测量货叉的时间间隔周期为T1；
S14、实际速度差与设置速度差比较；将实时速度Vs2与实时速度Vs1进行比较，并通过计算公式
Vd1＝(Vs2×T1-Vs1×T1)×G
其中Vd1为当前的货叉速度差，G为货叉撞击速度设置系数，将当前的货叉速度差Vd1与系统设置的速度差进行比较，当前的货叉速度差Vd1大于或等于系统设置的速度差时执行步骤S15，当前的货叉速度差Vd1小于系统设置的速度差时执行步骤S13，继续监测，并将货叉在ts1时的实时速度Vs1的数值替换为货叉在ts2时的实时速度Vs2；
S15、触发报警同时货叉停止工作。
进一步，所述的堆垛机失速防护方法，其特征在于：包括以下步骤：
S21、启动激光测速装置；在堆垛机启动时，通过集中控制器给激光测速装置发送启动信号，启动激光测速装置工作；
S22、测量载货台在设置的延时期间内的实时速度Vm；
S23、实时速度与设定速度比较；在载货台启动后的延时时间内，载货台的实时速度Vm是否达到系统设定的速度，进而判断载货台是否失速，判断载货台是否失速通过以下计算公式得出
S＝！Vm±0.04
其中S为钢丝绳线速度，在正常工作情况下钢丝绳线速度S＝V×C/2，其中V为电机转速，C为转鼓周长，当载货台的实时速度没有达到系统设定速度时，执行步骤S24，当载货台的实时速度达到系统设定速度时，执行步骤S22，继续检测；
S24、触发报警同时货叉停止工作。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
通过本发明所述的堆垛机，在激光测速装置和反光板的配合设置下，可检查载货台卡轨和失速的情况，提前报警停止设备，避免较大事故的发生；在编码器的设置下，能让货叉在撞到纸卷的一瞬间使货叉停止，有效避免的严重事故发生。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为图1中支架的放大结构示意图；
图3为堆垛机保护系统的结构示意框图；
图4为堆垛机货叉防撞保护方法流程示意图；
图5为堆垛机失速防护方法流程示意图；
图中：1、下横梁 2、导轨 3、载货台 4、货叉 5、编码器 6、从动轴 7、反光板 8、激光测速装置 9、安装板 10、永磁铁 11、绝缘垫 12、底板 13、集中控制器 14、报警器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述：
以下通过具体实施例对本发明作进一步说明，但不用以限制本发明，凡在本发明精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
实施例
如图1至图2所示，所述堆垛机，包括下横梁1，下横梁1上竖直设置有两根相互平行的导轨2，在两根导轨2之间安装有沿导轨2做上下滑动的载货台3，在载货台3上安装有货叉4，在载货台3正下方的下横梁1上安装有激光测速装置8，该激光测速装置8用于测量载货台3至下横梁1的距离和用于测量载货台3上下运动时的移动速度，在载货台3底部安装有与激光测速装置8进行反光配合的反光板7。
本实施例中，所述货叉4上的从动轴6端部连接有编码器5(从动轴6的安装和与其它部件的配合关系均为已知，本设计的主要就是在原货叉4的从动轴6端部连接有编码器5)，编码器5用于测量从动轴6的转速；所述激光测速装置8通过支架安装在下横梁1上；所述激光测速装置8靠近于导轨2与下横梁1之间的连接处；所述支架包括底板12，底板12安装在下横梁1上，在底板12正上方水平设置有安装板9，激光测速装置8安装在安装板9上，在安装板9底部固定有一层绝缘垫11，绝缘垫11底部固定有永磁铁10，永磁铁10吸附在底板12上。在本段设计的支架技术下，方便了激光测速装置8位置调节，提高其使用寿命，方便工人从堆垛机中间通过。
如图3所示，本发明所述的堆垛机保护系统，包括集中控制器、编码器5、激光测速装置8和报警器，集中控制器13用于集中控制编码器5、激光测速装置8和报警器14工作。
集中控制器13控制编码器5的开启和关闭，并将编码器5检测的数据进行分析处理。
集中控制器13控制激光测速装置8的开启和关闭，并将激光测速装置8检测的数据进行分析处理。
如图4所示，所述的堆垛机货叉防撞保护方法，包括以下步骤：
S11、启动编码器；在堆垛机启动时，通过集中控制器给编码器发送启动信号，启动编码器工作；
S12、测量货叉在ts1时的实时速度Vs1；编码器在测量货叉在ts1时的实时速度Vs1后将货叉在ts1时的实时速度Vs1传输给集中控制器；
S13、测量货叉在ts2时的实时速度Vs2；测量货叉的时间间隔周期为T1；以下测量货叉指的是测量货叉的实时速度，编码器在测量货叉在ts2时的实时速度Vs2后将货叉在ts2时的实时速度Vs2传输给集中控制器；这里的ts1和ts2指的是系统设置的测量货叉的任一时间间隔周期T1之间的测量时间，为了保证测量的准确性，测量货叉的时间间隔周期T1为50ms～500ms，本实施方式中所述的测量货叉的时间间隔周期T1为50ms。
S14、实际速度差与设置速度差比较；通过步骤S12和步骤S13传输至集中控制器货叉的实时速度Vs2与实时速度Vs1，将实时速度Vs2与实时速度Vs1进行比较，并通过计算公式
Vd1＝(Vs2×T1-Vs1×T1)×G
其中Vd1为当前的货叉速度差，G为货叉撞击速度设置系数，系数G的设置范围为1～1.2，将当前的货叉速度差Vd1与系统设置的速度差进行比较，当前的货叉速度差Vd1大于或等于系统设置的速度差时执行步骤S15，当前的货叉速度差Vd1小于系统设置的速度差时执行步骤S13，继续监测，并将货叉在ts1时的实时速度Vs1的数值替换为货叉在ts2时的实时速度Vs2；
当货叉撞到物体时，当前货叉实时速度Vs2在瞬间就会有速度降，本发明根据实际情况，设置编码器5速度差在600步/秒以上就触发报警，立即使货叉停止运行，进而达到当任何情况致使货叉定位偏移，撞向货物或货架时，货叉无法停止，会继续推动货物外移，甚至将货物推下货架，造成较大的生产和设备损失，甚至发生安全事故的保护目的，编码器600步/秒的速度，换算到货叉上是约1cm/秒的速度。
S15、触发报警同时货叉停止工作。集中控制器13分析出现步骤S14的当前货叉实时速度的速度差大于600步/秒时，集中控制器13控制报警器14启动报警，并控制货叉停止工作。
如图5所示，所述的堆垛机失速防护方法，包括以下步骤：
S21、启动激光测速装置；在堆垛机启动时，通过集中控制器给激光测速装置发送启动信号，启动激光测速装置工作；
S22、测量载货台在设置的延时期间内的实时速度Vm；当堆垛机运行时，集中控制器给出信号控制驱动升降电机，使载货台升降动作，集中控制器的控制信号输出后，载货台同时进行升降动作，进而激光测速装置就会检测到载货台升降的速度，激光测速装置将测量载货台在设置的延时期间内的实时速度Vm传输给集中控制器。
S23、实时速度与设定速度比较；集中控制器通过在载货台启动后的延时时间内，载货台的实时速度Vm是否达到系统设定的速度，进而判断载货台是否失速，判断载货台是否失速通过以下计算公式得出
S＝！Vm±0.04
其中S为钢丝绳线速度，！表示判断，判断钢丝绳线速度S是否等于载货台的实时速度Vm加上误差值，0.04为误差范围，在正常工作情况下钢丝绳线速度S＝V×C/2，其中V为电机转速，C为转鼓周长，在正常工作情况下，载货台的实时速度Vm与钢丝绳线速度S差值在误差范围内，本实施方式中，为了比较准确检测载货台启动后的实时速度Vm，设定集中控制器通过在载货台启动后的1秒延时后进行载货台的实时速度Vm检测，当载货台的实时速度没有达到系统设定速度时，换句话说，载货台的实时速度Vm与钢丝绳线速度S差值不在误差范围内，执行步骤S24，进而解决了堆垛机无法检测载货台卡轨的问题，避免了因载货台卡轨导致的设备损坏；当载货台的实时速度达到系统设定速度时，执行步骤S22，继续检测；
S24、触发报警同时货叉停止工作。当载货台的实时速度没有达到系统设定速度时，集中控制器13控制报警器14启动报警，并控制货叉停止工作。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种堆垛机，包括下横梁(1)，下横梁(1)上竖直设置有两根相互平行的导轨(2)，在两根导轨(2)之间安装有沿导轨(2)做上下滑动的载货台(3)，在载货台(3)上安装有货叉(4)，其特征在于：在载货台(3)正下方的下横梁(1)上安装有激光测速装置(8)，该激光测速装置(8)用于测量载货台(3)至下横梁(1)的距离和用于测量载货台(3)上下运动时的移动速度，在载货台(3)底部安装有与激光测速装置(8)进行反光配合的反光板(7)；
所述货叉(4)上设置从动轴(6)，在从动轴(6)端部连接有编码器(5)，编码器(5)用于测量从动轴(6)的转速，从而测量货叉(4)的实时速度；
所述激光测速装置(8)通过支架安装在下横梁(1)上；
所述支架包括底板(12)，底板(12)安装在下横梁(1)上，在底板(12)正上方水平设置有安装板(9)，激光测速装置(8)安装在安装板(9)上，在安装板(9)底部固定有一层绝缘垫(11)，绝缘垫(11)底部固定有永磁铁(10)，永磁铁(10)吸附在底板(12)上；
堆垛机货叉防撞保护方法，其特征在于：包括以下步骤：
S11、启动编码器；在堆垛机启动时，通过集中控制器给编码器发送启动信号，启动编码器工作；
S12、测量货叉在ts1时的实时速度Vs1；
S13、测量货叉在ts2时的实时速度Vs2；测量货叉的时间间隔周期为T1；
S14、实际速度差与设置速度差比较；将实时速度Vs2与实时速度Vs1进行比较，并通过计算公式：
Vd1＝(Vs2×T1-Vs1×T1)×G；
其中Vd1为当前的货叉速度差，G为货叉撞击速度设置系数，将当前的货叉速度差Vd1与系统设置的速度差进行比较，当前的货叉速度差Vd1大于或等于系统设置的速度差时执行步骤S15，当前的货叉速度差Vd1小于系统设置的速度差时执行步骤S13，继续监测，并将货叉在ts1时的实时速度Vs1的数值替换为货叉在ts2时的实时速度Vs2；
S15、触发报警同时货叉停止工作。
2.根据权利要求1所述的堆垛机，其特征在于：所述激光测速装置(8)靠近于导轨(2)与下横梁(1)之间的连接处。
3.根据权利要求1或2任一项所述的堆垛机，其特征在于：包括集中控制器(13)、编码器(5)、激光测速装置(8)和报警器(14)，集中控制器(13)用于集中控制编码器(5)、激光测速装置(8)和报警器(14)工作。
4.根据权利要求1至3任一项所述的堆垛机，其特征在于：包括以下步骤：
S21、启动激光测速装置；在堆垛机启动时，通过集中控制器给激光测速装置发送启动信号，启动激光测速装置工作；
S22、测量载货台在设置的延时期间内的实时速度Vm；
S23、实时速度与设定速度比较；在载货台启动后的延时时间内，载货台的实时速度Vm是否达到系统设定的速度，进而判断载货台是否失速，判断载货台是否失速通过以下计算公式得出：
S＝！Vm±0.04；
其中S为钢丝绳线速度，！表示判断，判断钢丝绳线速度S是否等于载货台的实时速度Vm加上误差值，0.04为误差范围，在正常工作情况下钢丝绳线速度S＝V×C/2，其中V为电机转速，C为转鼓周长，当载货台的实时速度没有达到系统设定速度时，执行步骤S24，当载货台的实时速度达到系统设定速度时，执行步骤S22，继续检测；
S24、触发报警同时货叉停止工作。
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