CN114900011A - 动圈式直驱环线及其系统、控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种动圈式直驱环线及其系统、控制方法，其中，动圈式直驱环线包括：第一传输机构、第二传输机构、升降机构、若干个载物滑台和零点感应部件，第一传输机构包括传输滑道和第一定子模组，第一定子模组设置于传输滑道的底部，第二传输机构在竖直方向上与第一传输机构间隔设置且相互平行，述升降机构设有两个，且分别设置于第一传输机构、第二传输机构同一侧的端部，升降机构包括伺服电机、承载滑道和第二定子模组，承载滑道通过伺服电机能够与传输滑道相平齐，以及第二定子模组能够于第一定子模组相平齐；载物滑台上设有动子模组；零点感应部件用于对载物滑台的位置进行零点校正。本申请能够使得载物滑台运动得更加平滑且提高稳定性。

Description

动圈式直驱环线及其系统、控制方法

技术领域

本申请涉及自动化环线技术领域，特别涉及一种动圈式直驱环线及其系统、控制方法。

背景技术

在一些直线环型线的使用场景中，较为常见的方式是采用动磁式直线电机控制，即有铁芯直线电机，但是在动磁式控制方式，因为涉及到复杂的运动控制，束缚了运动的平滑性。

发明内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种动圈式直驱环线及其系统、控制方法，能够使得载物滑台运动得更加平滑且提高稳定性。

第一方面，本申请提供了一种动圈式直驱环线，包括：

第一传输机构，所述第一传输机构包括传输滑道和第一定子模组，所述第一定子模组设置于所述传输滑道的底部；

第二传输机构，所述第二传输机构在竖直方向上与所述第一传输机构间隔设置，且与所述第一传输机构相互平行；

升降机构，所述升降机构设有两个，且分别设置于所述第一传输机构、所述第二传输机构同一侧的端部，所述升降机构包括伺服电机、承载滑道和第二定子模组，所述承载滑道与所述伺服电机的驱动端连接，所述第二定子模组设置于所述承载滑道的底部，所述承载滑道通过所述伺服电机能够与所述传输滑道相平齐，以及所述第二定子模组能够于所述第一定子模组相平齐；

若干个载物滑台，所述载物滑台上设有动子模组；所述载物滑台可滑动设置于所述传输滑道上且所述动子模组插设于所述第一定子模组内，或，所述载物滑台可滑动设置于所述承载滑道上且所述动子模组插设于所述第二定子模组内；

零点感应部件，所述零点感应部件用于对所述载物滑台的位置进行零点校正。

根据本申请第一方面实施例的动圈式直驱环线，至少具有如下有益效果：第一传输机构的结构与第二传输机构的结构相似，第一传输机构、第二传输机构和两个升降机构共同组成环形生产线，在该环形线上设有若干个载物滑台，载物滑台上的动子模组与第一定子模组、第二定子模组共同组成动圈式无铁芯直线电机，动子模组在第一定子模组或第二定子模组上滑动，以带动载物滑台能够在第一传输机构或第二传输机构上滑动，并通过升降机构将处于第一传输机构的载物滑台运送至第二传输机构或将处于第二传输机构的载物滑台运送至第一传输机构，从而实现载物滑台在环形生产线上循环滑动，通过零点感应部件能够为载物滑台在启动前进行零点校正，通过动子模组与第一定子模组、第二定子模组共同组成动圈式无铁芯直线电机，能够使得载物滑台运动得更加平滑且提高稳定性。

根据本申请第一方面的一些实施例，所述传输滑道的两端分别设有第一接近开关，所述第一接近开关用于感应所述载物滑台在所述传输滑道上的位置，所述承载滑道的两端分别设有第二接近开关，所述第二接近开关用于感应所述载物滑台在所述承载滑道上的位置。

根据本申请第一方面的一些实施例，所述零点感应部件包括零点感应座和零点感应开关，所述零点感应座设置于所述传输滑道上且位于所述载物滑台滑动路径的侧旁，所述零点感应开关设置于所述载物滑台靠近所述零点感应座的侧壁。

根据本申请第一方面的一些实施例，所述传输滑道的侧壁上设有磁栅尺，所述载物滑台上设有与所述磁栅尺相对应的磁栅读头。

根据本申请第一方面的一些实施例，所述动子模组呈工字型，所述第一定子模组和所述第二定子模组内设有用于所述动子模组一端滑动连接的安装槽，所述动子模组的另一端与所述载物滑台连接。

第二方面，本申请还提供了一种动圈式直驱环线系统，包括：

如第一方面中任意一项实施例所述的动圈式直驱环线；

通讯模块，所述通讯模块的数量与所述载物滑台的数量相对应，所述通讯模块一一对应设置于所述载物滑台上；

主控模块，所述主控模块分别与所述动圈式直驱环线和所述通讯模块电连接；

上位机，所述上位机与所述通讯模块无线通讯连接。

根据本申请第二方面实施例的动圈式直驱环线系统，至少具有如下有益效果：在动圈式直驱环线中，第一传输机构的结构与第二传输机构的结构相似，第一传输机构、第二传输机构和两个升降机构共同组成环形生产线，在该环形线上设有若干个载物滑台，载物滑台上的动子模组与第一定子模组、第二定子模组共同组成动圈式无铁芯直线电机，动子模组在第一定子模组或第二定子模组上滑动，以带动载物滑台能够在第一传输机构或第二传输机构上滑动，并通过升降机构将处于第一传输机构的载物滑台运送至第二传输机构或将处于第二传输机构的载物滑台运送至第一传输机构，从而实现载物滑台在环形生产线上循环滑动，通过零点感应部件能够为载物滑台在启动前进行零点校正，通过动子模组与第一定子模组、第二定子模组共同组成动圈式无铁芯直线电机，能够使得载物滑台运动得更加平滑且提高稳定性。每个载物滑台上还设有通讯模块，该通讯模块可与上位机无线通讯连接，从而发送对每个载物滑台的控制指令，主控模块通过该控制指令控制对应的载物滑台，提供了一种低控制成本方便使用的动圈式直驱环线系统。

根据本申请第二方面的一些实施例，还包括无线供电系统，所述无线供电系统用于为每个动子模块供电。

根据本申请第二方面的一些实施例，所述上位机与所述通讯模块通过TCP通讯无线通讯连接，所述通讯模块为TCP/RS232转换模块。

第三方面，本申请还提供了一种动圈式直驱环线控制方法，包括：

检测并获取位于第一传输机构上的载物滑台的第一位置信息；

根据所述第一位置信息，控制所述载物滑台移动至所述第一传输机构上的零点位置进行零点校正；

依次控制零点校正后的所述载物滑台移动至预设的第一目标位置；

检测并获取位于第二传输机构上的载物滑台的第二位置信息；

根据所述第二位置信息，控制所述载物滑台移动至所述第二传输机构上的零点位置进行零点校正；

依次控制零点校正后的所述载物滑台移动至预设的第二目标位置；

发送指令控制所有所述载物滑台的运动状态，并根据所述运动状态控制位于两端的两个升降机构的升降状态。

根据本申请第三方面实施例的动圈式直驱环线控制方法，至少具有如下有益效果：在该动圈式直驱环线启动前，依次检测并获取位于第一传输机构上的载物滑台的第一位置信息，并根据第一位置信息，控制载物滑台移动至第一传输机构上的零点位置进行零点校正，依次控制零点校正后的载物滑台移动至预设的第一目标位置；检测并获取位于第二传输机构上的载物滑台的第二位置信息；根据第二位置信息，控制载物滑台移动至第二传输机构上的零点位置进行零点校正；依次控制零点校正后的载物滑台移动至预设的第二目标位置。将环形生产线上的所有载物滑台依次进行零点校正后，发送指令控制所有载物滑台的运动状态，并根据运动状态控制位于两端的两个升降机构的升降状态，提供了一种低控制成本方便使用的动圈式直驱环线控制方法。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请的附加方面和优点结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本申请的一些实施例的动圈式直驱环线的结构示意图；

图2为本申请仲图1关于区域A的局部放大示意图；

图3为本申请的一些实施例的第一定子模组和动子模组的结构示意图；

图4为本申请的一些实施例的动圈式直驱环线的结构示意图；

图5为本申请的一些实施例的动圈式直驱环线控制方法的流程图。

附图标号如下：

第一传输机构100；传输滑道110；第一定子模组120；第一接近开关130；第二传输机构200；升降机构300；伺服电机310；承载滑道320；第二定子模组330；第二接近开关340；载物滑台400；动子模组410；零点感应座510；零点感应开关520；磁栅尺530；磁栅读头540。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本申请的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本申请中的具体含义。

第一方面，参照图1和图4，本申请提供了一种动圈式直驱环线，包括：第一传输机构100、第二传输机构200、升降机构300、若干个载物滑台400和零点感应部件，第一传输机构100包括传输滑道110和第一定子模组120，第一定子模组120设置于传输滑道110的底部；第二传输机构200在竖直方向上与第一传输机构100间隔设置，且与第一传输机构100相互平行；升降机构300设有两个，且分别设置于第一传输机构100、第二传输机构200同一侧的端部，升降机构300包括伺服电机310、承载滑道320和第二定子模组330，承载滑道320与伺服电机310的驱动端连接，第二定子模组330设置于承载滑道320的底部，承载滑道320通过伺服电机310能够与传输滑道110相平齐，以及第二定子模组330能够于第一定子模组120相平齐；载物滑台400上设有动子模组410；载物滑台400可滑动设置于传输滑道110上且动子模组410插设于第一定子模组120内，或，载物滑台400可滑动设置于承载滑道320上且动子模组410插设于第二定子模组330内；零点感应部件用于对载物滑台400的位置进行零点校正。

第一传输机构100的结构与第二传输机构200的结构相似，第一传输机构100、第二传输机构200和两个升降机构300共同组成环形生产线，在该环形线上设有若干个载物滑台400，载物滑台400上的动子模组410与第一定子模组120、第二定子模组330共同组成动圈式无铁芯直线电机，动子模组410在第一定子模组120或第二定子模组330上滑动，以带动载物滑台400能够在第一传输机构100或第二传输机构200上滑动，并通过升降机构300将处于第一传输机构100的载物滑台400运送至第二传输机构200或将处于第二传输机构200的载物滑台400运送至第一传输机构100，从而实现载物滑台400在环形生产线上循环滑动，通过零点感应部件能够为载物滑台400在启动前进行零点校正，通过动子模组410与第一定子模组120、第二定子模组330共同组成动圈式无铁芯直线电机，能够使得载物滑台400运动得更加平滑且提高稳定性。

继续参照图1和图4，可以理解的是，传输滑道110的两端分别设有第一接近开关130，第一接近开关130用于感应载物滑台400在传输滑道110上的位置，承载滑道320的两端分别设有第二接近开关340，第二接近开关340用于感应载物滑台400在承载滑道320上的位置。通过第一接近开关130感应载物滑台400在传输滑道110上的位置，对应的，第二传输机构200的传输滑道110的两端也设有第二接近开关340。例如，第一传输机构100上传输滑道110其中一端的第一接近开关130感应到载物滑台400接近时，检测对应位置的升降机构300的承载滑道320所处的位置，若升降机构300的承载滑道320位于上层，则载物滑台400继续滑动至承载滑道320处停止；若升降机构300的承载滑道320位于下层，则载物滑台400在传输滑道110的上停止等待，直至承载滑道320升至上层，则继续启动滑动至承载滑道320处。同理，第二接近开关340除了可以感应载物滑台400在承载滑道320上的位置，还可以判断承载滑道320上是否存在载物滑台400，避免多个载物滑台400同时进入到同一个承载滑道320上发生碰撞。

继续参照图1和图4，可以理解的是，零点感应部件包括零点感应座510和零点感应开关520，零点感应座510设置于传输滑道110上且位于载物滑台400滑动路径的侧旁，零点感应开关520设置于载物滑台400靠近零点感应座510的侧壁。当载物滑台400在传输滑道110上滑行时，位于载物滑台400侧壁上的零点感应开关520感应到对应的零点感应座510时，代表该载物滑台400位于零点位置处，可用于本申请的动圈式直驱环线在启动时的复位校正。

参照图2，可以理解的是，传输滑道110的侧壁上设有磁栅尺530，载物滑台400上设有与磁栅尺530相对应的磁栅读头540。通过载物滑台400上的磁栅读头540与传输滑道110侧壁上的磁栅尺530配合，能够准确反馈得到载物滑台400的位置。

参照图3，动子模组410呈工字型，第一定子模组120和第二定子模组330内设有用于动子模组410一端滑动连接的安装槽，动子模组410的另一端与载物滑台400连接。动子模组410呈工字型能够使得动子模组410能够稳定在第一定子模组120和第二定子模组330内的安装槽滑动，不容易脱落，提高了整体的稳定性。

第二方面，本申请还提供了一种动圈式直驱环线系统，包括如第一方面任一实施例的动圈式直驱环线、通讯模块、主控模块和上位机，通讯模块的数量与载物滑台400的数量相对应，通讯模块一一对应设置于载物滑台400上；主控模块分别与动圈式直驱环线和通讯模块电连接；上位机与通讯模块无线通讯连接。在动圈式直驱环线中，第一传输机构100的结构与第二传输机构200的结构相似，第一传输机构100、第二传输机构200和两个升降机构300共同组成环形生产线，在该环形线上设有若干个载物滑台400，载物滑台400上的动子模组410与第一定子模组120、第二定子模组330共同组成动圈式无铁芯直线电机，动子模组410在第一定子模组120或第二定子模组330上滑动，以带动载物滑台400能够在第一传输机构100或第二传输机构200上滑动，并通过升降机构300将处于第一传输机构100的载物滑台400运送至第二传输机构200或将处于第二传输机构200的载物滑台400运送至第一传输机构100，从而实现载物滑台400在环形生产线上循环滑动，通过零点感应部件能够为载物滑台400在启动前进行零点校正，通过动子模组410与第一定子模组120、第二定子模组330共同组成动圈式无铁芯直线电机，能够使得载物滑台400运动得更加平滑且提高稳定性。每个载物滑台400上还设有通讯模块，该通讯模块可与上位机无线通讯连接，从而发送对每个载物滑台400的控制指令，主控模块通过该控制指令控制对应的载物滑台400，提供了一种低控制成本方便使用的动圈式直驱环线系统。

需要说明的是，该主控模块设置的数量可以与载物滑台400的数量相对应，单独控制对应的载物滑台400，也可以设有一个，同时对多个载物滑台400进行控制，在本申请对此不作限定。同时，上位机可以为电脑终端、也可以为手机终端等，在本申请对此不作限定，在上位机处可以控制每个载物滑台400的运动状态，也同时可以查看每个滑块当前的运动的位置，还可以查看承载滑道320具体的位置等，在本申请对此不作限定。

可以理解的是，本申请提供的动圈式直驱环线系统，还包括无线供电系统，无线供电系统用于为每个动子模块供电。通过无线供电系统为每个动子模块供电，能够省去有线供电线路布局的干扰，提高了载物滑台400滑动的稳定性。

可以理解的是，上位机与通讯模块通过TCP通讯无线通讯连接，通讯模块为TCP/RS232转换模块。使得让载物滑台400和上位机之间通讯更加稳定，减少丢包率。

第三方面，本申请还提供了一种动圈式直驱环线控制方法，应用于动圈式直驱环线，具体为第一方面任意一项实施例的动圈式直驱环线，包括但不仅限于一下步骤：

步骤S110：检测并获取位于第一传输机构上的载物滑台的第一位置信息；

步骤S120：根据第一位置信息，控制载物滑台移动至第一传输机构上的零点位置进行零点校正；

步骤S130：依次控制零点校正后的载物滑台移动至预设的第一目标位置；

步骤S140：检测并获取位于第二传输机构上的载物滑台的第二位置信息；

步骤S150：根据第二位置信息，控制载物滑台移动至第二传输机构上的零点位置进行零点校正；

步骤S160：依次控制零点校正后的载物滑台移动至预设的第二目标位置；

步骤S170：发送指令控制所有载物滑台的运动状态，并根据运动状态控制位于两端的两个升降机构的升降状态。

在该动圈式直驱环线启动前，依次检测并获取位于第一传输机构100上的载物滑台400的第一位置信息，并根据第一位置信息，控制载物滑台400移动至第一传输机构100上的零点位置进行零点校正，依次控制零点校正后的载物滑台400移动至预设的第一目标位置；检测并获取位于第二传输机构200上的载物滑台400的第二位置信息；根据第二位置信息，控制载物滑台400移动至第二传输机构200上的零点位置进行零点校正；依次控制零点校正后的载物滑台400移动至预设的第二目标位置。将环形生产线上的所有载物滑台400依次进行零点校正后，发送指令控制所有载物滑台400的运动状态，并根据运动状态控制位于两端的两个升降机构300的升降状态，提供了一种低控制成本方便使用的动圈式直驱环线控制方法。

可以理解的是，在步骤S110之前，还包括但不限于以下步骤：

获取与每个载物滑台的通讯状态，并根据通讯状态检测载物滑台的异常状况。

先确定每个载物滑台400是否能够进行无线通讯，以免部分子载物滑台400未收到操作指令与其他载物滑台400运动的轨迹存在冲突而导致的碰撞。

需要说明的是，本申请的动圈式直驱环线可用于生产线上，例如，第一传输机构100位于上层生产线，第二传输机构200位于下层生产线，载物滑台400放置代加工的产品，第一传输机构100上设有若干个加工工位，载物滑台400从第一传输机构100依次在每个加工工位上按顺序移动，并在每个加工工位上停止等待完成预设的加工后，继续启动移动到下一工位，当经过第一传输机构100所有的加工工位时，则代表该产品加工完成，通过一端的升降机构300将位于第一传输机构100的载物滑台400运输至第二传输机构200，产品随着第二传输机构200移动到指定位置下料，如通过机械手抓取载物滑台400上的产品完成下料，载物滑台400随着第二传输机构200滑动至另一端，通过另一端的升降机构300重新运输至第一传输机构100的始点并重新上料，并不断重复，形成环形生产线。对于本申请提供的动圈式直驱环线的具体应用场景在本申请不作具体限定。

上面结合附图对本申请实施例作了详细说明，但是本申请不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请宗旨的前提下，作出各种变化。

Claims (10)

1.一种动圈式直驱环线，其特征在于，包括：

第一传输机构，所述第一传输机构包括传输滑道和第一定子模组，所述第一定子模组设置于所述传输滑道的底部；

第二传输机构，所述第二传输机构在竖直方向上与所述第一传输机构间隔设置，且与所述第一传输机构相互平行；

升降机构，所述升降机构设有两个，且分别设置于所述第一传输机构、所述第二传输机构同一侧的端部，所述升降机构包括伺服电机、承载滑道和第二定子模组，所述承载滑道与所述伺服电机的驱动端连接，所述第二定子模组设置于所述承载滑道的底部，所述承载滑道通过所述伺服电机能够与所述传输滑道相平齐，以及所述第二定子模组能够于所述第一定子模组相平齐；

若干个载物滑台，所述载物滑台上设有动子模组；所述载物滑台可滑动设置于所述传输滑道上且所述动子模组插设于所述第一定子模组内，或，所述载物滑台可滑动设置于所述承载滑道上且所述动子模组插设于所述第二定子模组内；

零点感应部件，所述零点感应部件用于对所述载物滑台的位置进行零点校正。

2.根据权利要求1所述的动圈式直驱环线，其特征在于，所述传输滑道的两端分别设有第一接近开关，所述第一接近开关用于感应所述载物滑台在所述传输滑道上的位置，所述承载滑道的两端分别设有第二接近开关，所述第二接近开关用于感应所述载物滑台在所述承载滑道上的位置。

3.根据权利要求1所述的动圈式直驱环线，其特征在于，所述零点感应部件包括零点感应座和零点感应开关，所述零点感应座设置于所述传输滑道上且位于所述载物滑台滑动路径的侧旁，所述零点感应开关设置于所述载物滑台靠近所述零点感应座的侧壁。

4.根据权利要求1所述的动圈式直驱环线，其特征在于，所述传输滑道的侧壁上设有磁栅尺，所述载物滑台上设有与所述磁栅尺相对应的磁栅读头。

5.根据权利要求1所述的动圈式直驱环线，其特征在于，所述动子模组呈工字型，所述第一定子模组和所述第二定子模组内设有用于所述动子模组一端滑动连接的安装槽，所述动子模组的另一端与所述载物滑台连接。

6.一种动圈式直驱环线系统，其特征在于，包括：

如权利要求1至5任意一项所述的动圈式直驱环线；

通讯模块，所述通讯模块的数量与所述载物滑台的数量相对应，所述通讯模块一一对应设置于所述载物滑台上；

主控模块，所述主控模块分别与所述动圈式直驱环线和所述通讯模块电连接；

上位机，所述上位机与所述通讯模块无线通讯连接。

7.根据权利要求6所述的动圈式直驱环线系统，其特征在于，还包括无线供电系统，所述无线供电系统用于为每个动子模块供电。

8.根据权利要求6所述的动圈式直驱环线系统，其特征在于，所述上位机与所述通讯模块通过TCP通讯无线通讯连接，所述通讯模块为TCP/RS232转换模块。

9.一种动圈式直驱环线控制方法，其特征在于，应用于动圈式直驱环线，所述控制方法包括：

检测并获取位于第一传输机构上的载物滑台的第一位置信息；

根据所述第一位置信息，控制所述载物滑台移动至所述第一传输机构上的零点位置进行零点校正；

依次控制零点校正后的所述载物滑台移动至预设的第一目标位置；

检测并获取位于第二传输机构上的载物滑台的第二位置信息；

根据所述第二位置信息，控制所述载物滑台移动至所述第二传输机构上的零点位置进行零点校正；

依次控制零点校正后的所述载物滑台移动至预设的第二目标位置；

发送指令控制所有所述载物滑台的运动状态，并根据所述运动状态控制位于两端的两个升降机构的升降状态。

10.根据权利要求9所述的动圈式直驱环线控制方法，其特征在于，在所述检测并获取位于第一传输机构上的若干个载物滑台的第一位置信息的步骤之前，还包括：

获取与每个所述载物滑台的通讯状态，并根据所述通讯状态检测所述载物滑台的异常状况。

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