CN114047726A - 一种高速滚床自动正反转精准定位的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高速滚床自动正反转精准定位的控制方法，包括以下步骤：S1、对于高速滚床线体的每个高速滚床工位的电气部分进行统一配置，其中，统一配置后的电气部分包括PLC、触摸屏、现场IO模块和变频器、具有增量式编码器的异步伺服电机、以及读码器和编码尺；S2、提供标准控制块，用于对实现相邻高速滚床工位的双向自动控制；以及S3、依据系统工作流程，待正反转的高速滚床工位调用标准控制块与当前工位进行同向运行控制，然后对正反转后的高速滚床进行快速精准定位控制。本控制方法可以实时监测高速滚床的运行状态，能根据不同生产工艺需求，柔性选择单向自动高速运行和双向自动高速运行模式，并实现精准定位的功能。
Description
技术领域
本发明涉及一种高速滚床自动正反转精准定位的控制方法。
背景技术
焊装工艺是汽车制造四大工艺中最复杂的工艺，汽车焊装线是汽车制造中最重要的环节之一，是保证车身外观质量及安全性的关键所在。
目前汽车焊装车间多车型切换所使用滚床硬件部分多种多样，相应的控制系统多而复杂，并且无统一标准模块化的软件控制系统，难以实现对自动化线体中的输送设备进行全套控制监控和反馈。
另外，目前滚床都是同一个方向自动运行，需要反方向输送时须打到手动模式通过触摸屏画面手动后退运行，若实现反向自动运行也是一个非常复杂而相对困难的工作。现有滚床依靠人工手动反向运行，自动效率低，人工成本高，结果依赖人为因素较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高速滚床自动正反转精准定位的控制方法，能快速实现自动切换正反转，适用于各种高速滚床的项目。
为此，本发明提供了一种高速滚床自动正反转精准定位的控制方法，包括以下步骤：S1、对于高速滚床线体的每个高速滚床工位的电气部分进行统一配置，其中，统一配置后的电气部分包括PLC、与PLC通信的触摸屏、现场IO模块和变频器、具有增量式编码器的异步伺服电机、以及读码器和编码尺；S2、提供标准控制块，用于对实现相邻高速滚床工位的双向自动控制，其中标准控制块的输入引脚依次写入工位名称、定位位置值、设定速度值、上一滚床相应信息、下一滚床相应信息、正反转运行条件，输出引脚依次写入当前滚床相应信息、变频器控制信息；以及S3、依据系统工作流程，待正反转的高速滚床工位调用标准控制块与当前工位进行同向运行控制，然后对正反转后的高速滚床进行快速精准定位控制。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
1、本控制方法可以实时监测高速滚床的运行状态，及时发现生产异常情况，提升产能，避免损失；
2、本控制方法能根据不同生产工艺需求，柔性选择单向自动高速运行和双向自动高速运行模式，并实现精准定位的功能；
3、本控制方法可以省去人工现场手动操作，提升生产效率。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明的高速滚床自动正反转精准定位的控制方法中电气系统的结构框图；
图2是根据本发明的高速滚床自动正反转精准定位的控制方法中标准控制块的结构框图；
图3是根据本发明的高速滚床的双向自动运行控制方法的流程图；
图4是根据本发明的高速滚床的双向自动切换的示意图；
图5是根据本发明的控制方法的流程图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
本发明的控制方法主要应用于焊装高速滚床线体，根据生产需求对各个滚床工位进行正反转自动切换且高速精准定位，用于生产的改良和提升，提高生产效率。
参见图5，本控制方法包括以下步骤：
S1、对每个高速滚床工位的电气部分都要按照以下范围进行配置。
参见图1，电气部分包括PLC、SEW变频器、具有增量式编码器的异步伺服电机、倍加福读码器和编码尺、触摸屏以及IO模块等，通过双闭环(由编码器读数实现速度环控制，读码器加编码尺实现位置环控制)实现滚床双向自动运行和精准定位。其中，IO模块选自现场IO模块或者安装在JB箱中的现场从站模块。
PLC通过总线与变频器进行数据交互，变频器通过编码器卡分别与编码器和读码器进行数据交互，变频器把采集到的读码器数值实时反馈给PLC，PLC根据反馈位置值来给变频器发送不同的控制指令，同时变频器内的IPOS程序根据编码器数值和读码器数值进行快速处理。
高速滚床的主要参数配置如下：a、水平移动速度：1～1.5m/sec；b、滚床节距：6m；c、升降：3-4s，水平运动时间：4-6s；d、升降高度：100mm；e、升降滚床重复定位精度：±0.1mm。其中，普通固定滚床重复定位精度：±0.5mm。
S2、提供标准控制块(例如FB功能块)，对实现相邻高速滚床工位的双向自动控制。
参见图2，按照工位划分，采用标准的控制块模板(FB功能块)，依据规划的工艺流程，输入引脚依次写入工位名称、定位位置值、设定速度值、上一滚床相应信息、下一滚床相应信息、正反转运行条件等。输出引脚依次写入当前滚床相应信息(与前后滚床交互以及动作逻辑相关)、控制信息等，其中控制信息主要是给变频器发送控制指令相关信息。这个功能块我们称之为高速滚床标准控制块(见附图2)。
正反转运行条件包括当前工位急停回路和安全回路正常、在自动启动状态、有工作完成信号、无设备故障、机器人有区域释放信号、升降滚床在上升位置、前后工位均在自动启动状态、按照工艺逻辑有正转或反转的搬送请求、有上一工位或下一工位的搬送允许信号等。
该标准控制块是一个完整的双向自动控制块，它可以适用于高速滚床的所有控制环节，其包含了所有控制工艺、逻辑处理、故障报警和前后滚床交互信息等。每个滚床均可调用该标准控制块，只是对应的背景数据块是唯一的，每个滚床都有一个专属的数据块。
S3、依据系统工作流程，待正反转的高速滚床工位调用所述标准控制块进行同向运行控制，然后再进行快速精准定位运行控制。
参见图3，高速滚床线体的系统工作流程如下：
S10、当前滚床工位工作完成；
S20、根据工艺要求，判断自动正转或反转，若判断自动正转，则执行S30，若判断自动反转则执行S40；
S30、判断自动正转请求是否满足，若条件不满足则继续正转请求，若条件满足，执行下一步S31；
S31、下一工位滚床与当前工位滚床同时运行，台车向下一工位输送；
S32、下一工位滚床变频器先以速度模式运行；
S33、接近定位位置时自动变更为位置模式运行；
S34、精确到位后自动停止；
S35、等待机器人焊接等工作；
S36、工位工作完成，台车根据工艺要求，等待输送；
S40、判断自动翻转条件是否满足，若条件不满足则继续反转请求，若条件满足，执行下一步S41；
S41、上一工位滚床与当前工位滚床同时运行，台车向上一工位输送；
S42、上一工位滚床变频器先以速度模式运行；
S43、接近定位位置时自动变更为位置模式运行；
S44、精确到位后自动停止；
S45、等待机器人焊接等工作；
S46、工位工作完成，台车根据工艺要求，等待输送。
台车快速精准定位运行控制方法如下：变频器根据PLC发送的不同控制指令，会执行速度控制和位置控制的相互转换，同时在接近定位位置时会在IPOS程序中执行定位模式，调节不同参数实现快速精准定位。
参见图4，以UB030工位为例，按照以往控制方法，若把该工位上的台车输送到UB025工位，需把两个工位模式都切换到手动模式，然后点击“后退”按钮，台车会低速输送到UB025工位。
采用本发明的高速滚床自动正反转精准定位的控制方法后，无需切换手动模式，当台车从横移机上自动运行至UB030工位，在UB030工位有工作完成条件后，PLC会根据生产工艺要求，经过程序逻辑处理来判断正转或反转，然后给标准控制块输入需要运行方向的信号点，且无论正转或反转，台车都会高速向目标工位输送并精准定位，从而实现自动正转或自动反转高速运行以及精准定位的功能。
鉴于目前高速滚床仅是单向自动运行定位的控制方法，根据工艺要求，我们在配置各工位硬件和软件的基础上，通过修改PLC软件条件和变频器参数，实现了高速滚床的双向自动运行和定位功能，以满足不同项目、不同工艺的生产需求。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，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。
Claims (7)
1.一种高速滚床自动正反转精准定位的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、对于高速滚床线体的每个高速滚床工位的电气部分进行统一配置，其中，统一配置后的电气部分包括PLC、与PLC通信的触摸屏、现场IO模块和变频器、具有增量式编码器的异步伺服电机、以及读码器和编码尺；
S2、提供标准控制块，用于对实现相邻高速滚床工位的双向自动控制，其中标准控制块的输入引脚依次写入工位名称、定位位置值、设定速度值、上一滚床相应信息、下一滚床相应信息、正反转运行条件，输出引脚依次写入当前滚床相应信息、变频器控制信息；
S3、依据系统工作流程，待正反转的高速滚床工位调用标准控制块与当前工位进行同向运行控制，然后对正反转后的高速滚床进行快速精准定位控制。
2.根据权利要求1所述的高速滚床自动正反转精准定位的控制方法，其特征在于，对正反转后的高速滚床进行快速精准定位控制包括：所述变频器根据PLC发送的控制指令，先执行速度环控制，后执行位置控制环控制，同时在接近定位位置时在IPOS程序中执行定位模式，调节变频器参数以实现台车快速精准定位。
3.根据权利要求1所述的高速滚床自动正反转精准定位的控制方法，其特征在于，所述系统工作流程包括：
S10、当前滚床工位工作完成；
S20、根据工艺要求，判断自动正转或反转，若判断自动正转，则执行正转工作流程S30，若判断自动反转则执行反转工作流程S40。
4.根据权利要求1所述的高速滚床自动正反转精准定位的控制方法，其特征在于，所述正转工作流程包括：
S30、判断自动正转请求是否满足，若条件不满足则继续正转请求，若条件满足，则执行下一步；
S31、下一位工位滚床与当前工位滚床同时运行，台车向下一工位输送；
S32、下一工位滚床变频器先以速度模式运行；
S33、接近定位位置时自动变更为位置模式运行；
S34、精确到位后自动停止。
5.根据权利要求1所述的高速滚床自动正反转精准定位的控制方法，其特征在于，所述反转工作流程包括：
S40、判断自动翻转条件是否满足，若条件不满足则继续反转请求，若条件满足，执行下一步；
S41、上一工位滚床与当前工位滚床同时运行，台车向上一工位输送；
S42、上一工位滚床变频器先以速度模式运行；
S43、接近定位位置时自动变更为位置模式运行；
S44、精确到位后自动停止。
6.根据权利要求1所述的高速滚床自动正反转精准定位的控制方法，其特征在于，所述高速滚床的参数配置如下：a、水平移动速度：1～1.5m/sec；b、滚床节距：6m；c、升降：3-4s，水平运动时间：4-6s；d、升降高度：100mm；e、滚床重复定位精度：±0.1mm。
7.根据权利要求1所述的高速滚床自动正反转精准定位的控制方法，其特征在于，所述PLC通过总线与变频器进行数据交互，变频器通过编码器卡分别与编码器和读码器进行数据交互，变频器把采集到的读码器数值实时反馈给PLC，PLC根据反馈位置值来给变频器发送不同的控制指令，同时变频器内的IPOS程序根据编码器数值和读码器数值进行处理。
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