CN117184908A - 一种基于反吹的管道传输物料缓冲方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及管道传输技术领域,具体为一种基于反吹的管道传输物料缓冲方法。所述基于反吹的管道传输物料缓冲方法采用一种基于反吹的管道传输物料缓冲装置,所述管道传输物料缓冲装置包括若干传感器、控制器和气流引入块;所述管道传输物料缓冲方法即通过设置不同数量的气流引入块前后的传感器,计算得出物料飞入速度或飞出速度;根据传感器的前馈信号或反馈信号或二者结合,计算反吹时间,使送料速度和保护螺钉能够兼得,且减速过程柔和,减速程度可控。
Description
技术领域
本发明涉及管道传输技术领域,具体为一种基于反吹的管道传输物料缓冲方法。
背景技术
通过压缩空气经由送钉管,将紧固件从送料机吹送到拧紧位置,是紧固件自动化组装领域自动输送物料的常用方法。但实际应用时,若螺钉在管内飞行速度太快,动能过大,螺钉在送料末端与机械结构接触被停止时,动能转化为接触部位的变形,导致螺钉头部发生变形,或者是螺钉端部的螺牙变形,使螺钉发生变形失效。
如果降低吹送气的大小,能够降低螺钉速度,但是飞行速度变慢,节拍变长,影响生产效率,较低的速度使螺钉在钉管内运动变得不稳定,在局部容易被卡住。
因此需要一种在保证较高送钉速度的情况下,非接触、柔和的降低螺钉速度,防止螺纹损伤的装置及方法。
发明内容
为避免现有技术存在的上述问题,本发明的目的在于提供一种基于反吹的管道传输物料缓冲方法,在保证较高送钉速度的情况下,在管道末端或任意位置通过反向气吹,以非接触、柔和的方式降低螺钉速度,防止螺纹损伤。
为实现上述目的,本发明提供了如下技术方案:一种基于反吹的管道传输物料缓冲方法,采用一种基于反吹的管道传输物料缓冲装置,所述缓冲装置包括若干传感器、控制器和气流引入块;所述气流引入块设置在管道需要使物料减速的位置,电磁气阀控制从气流引入块进入管道的气流,所述传感器设置在螺钉进入气流引入块方向或螺钉离开气流引入块方向的管道上;所述气流引入块与外部送气装置连接;所述控制器与传感器和电磁气阀电性连接。
所述管道传输物料缓冲装置至少包括一个位于螺钉进入气流引入块方向的第一前馈传感器。
当螺钉经过第一前馈传感器时,发出螺钉经过的信号,经过一段可以设置的延时后,控制器打开电磁气阀触发反吹,根据第一前馈传感器有信号的时间,结合螺钉长度,计算出此位置的螺钉飞行速度;根据螺钉飞行速度为控制器提供前馈信号,计算反吹的时间。
一种基于反吹的管道传输物料缓冲方法,采用上述一种基于反吹的管道传输物料缓冲装置,当螺钉经过第一前馈传感器时,第一前馈传感器发出螺钉经过的信号,控制器打开电磁气阀触发反吹,反吹的时间为固定可设置值。
一种基于反吹的管道传输物料缓冲方法,采用上述的一种基于反吹的管道传输物料缓冲装置,且所述传感器还包括一个位于螺钉进入气流引入块方向上,与第一前馈传感器间隔一定距离的第二前馈传感器;
当螺钉依次经过第二前馈传感器和第一前馈传感器,计算螺钉飞行速度;根据第一前馈传感器和第二前馈传感器发出螺钉经过的信号的时间差,以及第一前馈传感器和第二前馈传感器的距离,计算出螺钉在该位置的飞行速度;
当螺钉经过第一前馈传感器或者第二前馈传感器时,发出螺钉经过的信号,经过一段可以设置的延时后,控制器打开电磁气阀触发反吹,根据螺钉经过第一前馈传感器和第二前馈传感器的飞行速度为控制器提供前馈信号,计算反吹的时间。
一种基于反吹的管道传输物料缓冲方法,采用上述的一种基于反吹的管道传输物料缓冲装置,且所述传感器还包括一个位于螺钉离开气流引入块方向上的第一反馈传感器。
当螺钉经过第一前馈传感器时,发出螺钉经过的信号,控制器打开电磁气阀触发反吹,对螺钉缓冲后,螺钉经过第一反馈传感器,根据第一反馈传感器有信号的时间,结合螺钉长度,计算出此位置的螺钉吹出速度;根据螺钉吹出速度为控制器提供反馈信号,计算下一次反吹的时间。
一种基于反吹的管道传输物料缓冲方法,采用上述的一种基于反吹的管道传输物料缓冲装置,且所述传感器还包括一个位于螺钉离开气流引入块方向上,与第一反馈传感器间隔一定距离的第二反馈传感器。
当螺钉经过第一前馈传感器时,发出螺钉经过的信号,控制器打开电磁气阀触发反吹,对螺钉缓冲后,螺钉依次经过第一反馈传感器和第二反馈传感器,根据第一反馈传感器和第二反馈传感器发出信号的时间差,结合第一反馈传感器和第二反馈传感器的距离,计算此时螺钉吹出速度;
根据螺钉的吹出速度为控制器提供反馈信号,用于计算下一次反吹的时间。
一种基于反吹的管道传输物料缓冲方法,采用上述的一种基于反吹的管道传输物料缓冲装置,且所述传感器还包括第二前馈传感器、第一反馈传感器和第二反馈传感器;所述第二前馈传感器位于螺钉进入气流引入块方向上,与第一前馈传感器间隔一定距离;第一反馈传感器位于螺钉离开气流引入块方向上的管道;第二反馈传感器位于螺钉离开气流引入块方向上,与第一反馈传感器间隔一定距离。
螺钉依次经过第二前馈传感器和第一前馈传感器,根据第二前馈传感器和第一前馈传感器的间距以及第二前馈传感器和第一前馈传感器的触发时间差计算螺钉进入气流引入块前的飞入速度;
再计算上一次的螺钉吹出速度,上一次的螺钉飞出时,依次经过第一反馈传感器和第二反馈传感器,根据第一反馈传感器和第二反馈传感器发出信号的时间差,结合第一反馈传感器和第二反馈传感器的距离,计算上一次螺钉的吹出速度;
结合本次螺钉的飞入速度和上一次的螺钉吹出速度,计算本次反吹的时间。
进一步地:控制器为专用PCB控制板、PC板卡或PLC控制器中任意一种。
进一步地:所述传感器为接近传感器、光电传感器、激光传感器、超声波传感器或霍尔传感器中任意一种。
综上,本发明的上述技术方案的有益效果如下:
1、螺钉送料过程中,保证较高送钉速度的情况下,在管道输送需调速的位置,通过控制器控制电磁气阀反向气吹,实现非接触、柔和的降低螺钉速度,防止螺纹损伤。
反吹的流速或者压力可以等于或者大于输送流速,可在输送行程的任意位置设置本发明结构,通过大压力、流量、超短时间的反吹来减速,反吹时间短,对输送总节拍时间小,生产率高。
2、本发明在反向气吹缓冲的同时,反向气流可以对螺钉进行擦洗,去除其表面的灰尘和颗粒。
3、设置若干传感器,采用了螺钉进入、离开的速度值作为前馈、反馈信号,来计算反吹时间,实现非接触精确控制,减速过程柔和。采用普通电磁阀控制,成本低易维护。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述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1和实施例6所述基于反吹的管道传输物料缓冲装置结构示意图。
图2为本发明实施例2所述基于反吹的管道传输物料缓冲装置结构示意图。
图3本发明实施例3所述基于反吹的管道传输物料缓冲装置结构示意图。
图4本发明实施例4所述基于反吹的管道传输物料缓冲装置结构示意图。
图5本发明实施例5所述基于反吹的管道传输物料缓冲装置结构示意图。
图6为本发明实施例中基于反馈信号的PID算法控制图。
图7为本发明实施例中基于前馈信号和反馈信号的PID算法控制图。
附图中,各标号所代表的部件列表如下:
1-气流引入块,11-电磁气阀,21-第一前馈传感器,22-第二前馈传感器,31-第一反馈传感器,32-第二反馈传感器。
具体实施方式
为了使本领域的人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合本发明的附图,对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述,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的前提下所获得的其它类同实施例,都应当属于本发明保护的范围。
下面结合附图和较佳的实施例对本发明作进一步说明。
实施例1:
如图1所示为本发明较佳实施例,一种基于反吹的管道传输物料缓冲方法,采用一种基于反吹的管道传输物料缓冲装置,所述管道传输物料缓冲装置包括若干传感器、控制器和气流引入块1;所述气流引入块1设置在管道末端,气流引入块1内设置有电磁气阀11,所述传感器设置在螺钉进入气流引入块1方向或螺钉离开气流引入块1方向的管道上;所述气流引入块1与外部送气装置连接。
所述管道传输物料缓冲装置至少包括一个位于螺钉进入气流引入块1方向的第一前馈传感器21。述控制器与传感器和电磁气阀11电性连接。
其中,图1所示实心箭头所指方向为螺钉的飞行方向,即螺钉进入气流引入块方向;虚线箭头所指方向为气流引入块对螺钉的反吹方向,即缓冲方向。
所述控制器为专用PCB控制板、PC板卡或PLC控制器中任意一种,本实施例中为专用PCB控制板。
所述传感器为接近传感器、光电传感器、激光传感器、超声波传感器或霍尔传感器中任意一种。本实施例中为接近传感器,优选环形接近传感器。
当螺钉经过第一前馈传感器21时,发出螺钉经过的信号,经过一段可以设置的延时后,控制器打开电磁气阀11触发反吹,根据第一前馈传感器21有信号的时间,结合螺钉长度,计算出此位置的螺钉飞入速度,
根据螺钉飞行速度为控制器提供前馈信号,采用线性法、拟合函数法或查表法中任意一种形式计算电磁线圈通电时间计算本次反吹的时间T。
所述线性法公式如下:T=a*Vin+b;
其中T为反吹时间,a为速度调整系数,b为固定反吹时间。
所述拟合函数法计算公式如下:T=f(Vin);f(Vin)是一个以v为自变量的函数,这个函数是根据已知的若干组最优(Vin,T)数据点拟合得到。
所述查表法是在程序内置了若干最优的离散数据组合,(V1<V2<V3<…Vn),将最优的离散数据制成表格:
进入速度Vin | 最优时间T |
V1 | T1 |
V2 | T2 |
V3 | T3 |
… | … |
Vn | Tn |
若实际测得速度符合Vi-1<Vin≤Vi,对应表内的最佳数据(Vi-1,Ti-1),(Vi,Ti),则
根据上式求得反吹时间T。
实施例2:
如图2所示,一种基于反吹的管道传输物料缓冲方法,本实施例中所述管道传输物料缓冲装置与实施例1的区别仅在于,所述传感器还包括一个位于螺钉进入气流引入块方向上,与第一前馈传感器21间隔一定距离的第二前馈传感器22。
螺钉依次经过第二前馈传感器22和第一前馈传感器21,根据第一前馈传感器21和第二前馈传感器22发出螺钉经过的信号的时间差,以及第一前馈传感器21和第二前馈传感器22的距离,计算出螺钉在该位置的飞行速度;
根据下式求得前馈信号螺钉速度:
当螺钉经过第一前馈传感器21或者第二前馈传感器22时,发出螺钉经过的信号,经过一段可以设置的延时后,控制器打开电磁气阀11触发反吹,根据螺钉经过第一前馈传感器21和第二前馈传感器22的飞行速度为控制器提供前馈信号,为控制器提供前馈信号计算本次反吹的时间,计算方法与实施例1中所述方法一致。
实施例3:
一种基于反吹的管道传输物料缓冲方法,本实施例中所述管道传输物料缓冲装置如图3所示,与实施例1的区别仅在于,所述传感器还包括一个位于螺钉离开气流引入块方向上的第一反馈传感器31。
当螺钉经过第一前馈传感器21时,发出螺钉经过的信号,经过一段可以设置的延时后,控制器打开电磁气阀11触发反吹,对螺钉缓冲后,螺钉经过第一反馈传感器31,根据第一反馈传感器31有信号的时间,结合螺钉长度,计算出此位置的螺钉吹出速度,根据螺钉吹出速度为控制器提供反馈信号,
结合图6所示PID算法控制图计算下一次反吹的时间。
实施例4:
一种基于反吹的管道传输物料缓冲方法,本实施例中所述基于反吹的管道传输物料缓冲装置如图4所示,与实施例3的区别仅在于,所述传感器还包括一个位于螺钉离开气流引入块方向上,与第一反馈传感器31间隔一定距离的第二反馈传感器32。
当螺钉经过第一前馈传感器21时,发出螺钉经过的信号,经过一段可以设置的延时后,控制器打开电磁气阀11触发反吹,对螺钉缓冲后,螺钉依次经过第一反馈传感器31和第二反馈传感器32,根据第一反馈传感器31和第二反馈传感器32发出信号的时间差,结合第一反馈传感器31和第二反馈传感器32的距离,计算此时螺钉吹出速度;
根据螺钉的吹出速度为控制器提供反馈信号,结合图6所示PID算法控制图计算下一次反吹的时间。
实施例5:
一种基于反吹的管道传输物料缓冲方法,采用一种基于反吹的管道传输物料缓冲装置,本实施例中基于反吹的管道传输物料缓冲装置如图5所示,与实施例1的区别仅在于,所述传感器还包括第二前馈传感器22、第一反馈传感器31和第二反馈传感器32;所述第二前馈传感器22位于螺钉进入气流引入块1方向上,与第一前馈传感器21间隔一定距离;第一反馈传感器31位于螺钉离开气流引入块1方向上的管道;第二反馈传感器32位于螺钉离开气流引入块1方向上,与第一反馈传感器31间隔一定距离。
螺钉依次经过第二前馈传感器22和第一前馈传感器21,根据第二前馈传感器22和第一前馈传感器21的间距以及第二前馈传感器22和第一前馈传感器21的触发时间差计算螺钉进入气流引入块前的飞入速度;
再计算上一次的螺钉吹出速度,上一次的螺钉飞出时,依次经过第一反馈传感器31和第二反馈传感器32,根据第一反馈传感器31和第二反馈传感器32发出信号的时间差,结合第一反馈传感器31和第二反馈传感器32的距离,计算上一次螺钉的吹出速度;
当螺钉本次经过第一前馈传感器21或者第二前馈传感器22时,发出螺钉经过的信号,经过一段可以设置的延时后,控制器打开电磁气阀11触发反吹,如图7所示PID算法控制图,结合本次螺钉的飞入速度和上一次的螺钉吹出速度,计算本次反吹的时间。
实施例6:
如图1所示,一种基于反吹的管道传输物料缓冲方法,采用实施例1所述的一种基于反吹的管道传输物料缓冲装置,当螺钉经过第一前馈传感器21时,第一前馈传感器21发出螺钉经过的信号,经过一段可以设置的延时后,控制器打开电磁气阀11触发反吹,反吹时间为一个可设置的固定时间值。
综上所述,本发明提供了一种基于反吹的管道传输物料缓冲方法及装置。所述管道传输物料缓冲装置包括若干传感器、控制器和气流引入块;所述管道传输物料缓冲方法即通过设置不同数量的气流引入块前后的传感器,计算得出物料飞入速度或飞出速度;根据传感器的前馈信号或反馈信号或二者结合,计算反吹时间,使送料速度和保护螺钉能够兼得,且减速过程柔和,减速程度可控。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种基于反吹的管道传输物料缓冲方法,其特征在于,采用一种基于反吹的管道传输物料缓冲装置,所述缓冲装置包括若干传感器、控制器和气流引入块;所述气流引入块设置在管道上需要使物料减速的位置,电磁气阀控制从气流引入块进入管道的气流,所述传感器设置在螺钉进入气流引入块方向或螺钉离开气流引入块方向的管道上;所述气流引入块与外部送气装置连接;所述控制器与传感器和电磁气阀电性连接;
所述管道传输物料缓冲装置至少包括一个位于螺钉进入气流引入块方向的第一前馈传感器;
当螺钉经过第一前馈传感器时,发出螺钉经过的信号,经过一段可以设置的延时后,控制器打开电磁气阀触发反吹,根据第一前馈传感器有信号的时间,结合螺钉长度,计算出此位置的螺钉飞行速度;根据螺钉飞行速度为控制器提供前馈信号,计算反吹的时间。
2.一种基于反吹的管道传输物料缓冲方法,其特征在于,采用权利要求1中所述的一种基于反吹的管道传输物料缓冲装置,当螺钉经过第一前馈传感器时,第一前馈传感器发出螺钉经过的信号,控制器打开电磁气阀触发反吹,反吹的时间为固定可设置值。
3.一种基于反吹的管道传输物料缓冲方法,采用权利要求1中所述的一种基于反吹的管道传输物料缓冲装置,其特征在于,所述传感器还包括一个位于螺钉进入气流引入块方向上,与第一前馈传感器间隔一定距离的第二前馈传感器;
当螺钉依次经过第二前馈传感器和第一前馈传感器,计算螺钉飞行速度;根据第一前馈传感器和第二前馈传感器发出螺钉经过的信号的时间差,以及第一前馈传感器和第二前馈传感器的距离,计算出螺钉在该位置的飞行速度;当螺钉经过第一前馈传感器或者第二前馈传感器时,发出螺钉经过的信号,经过一段可以设置的延时后,控制器打开电磁气阀触发反吹,根据螺钉经过第一前馈传感器和第二前馈传感器的飞行速度为控制器提供前馈信号,计算反吹的时间。
4.一种基于反吹的管道传输物料缓冲方法,采用权利要求1中所述的一种基于反吹的管道传输物料缓冲装置,其特征在于,所述传感器还包括一个位于螺钉离开气流引入块方向上的第一反馈传感器;
当螺钉经过第一前馈传感器时,发出螺钉经过的信号,控制器打开电磁气阀触发反吹,对螺钉缓冲后,螺钉经过第一反馈传感器,根据第一反馈传感器有信号的时间,结合螺钉长度,计算出此位置的螺钉吹出速度;根据螺钉吹出速度为控制器提供反馈信号,计算下一次反吹的时间。
5.一种基于反吹的管道传输物料缓冲方法,采用权利要求4中所述的一种基于反吹的管道传输物料缓冲装置,其特征在于,所述传感器还包括一个位于螺钉离开气流引入块方向上,与第一反馈传感器间隔一定距离的第二反馈传感器;
当螺钉经过第一前馈传感器时,发出螺钉经过的信号,控制器打开电磁气阀触发反吹,对螺钉缓冲后,螺钉依次经过第一反馈传感器和第二反馈传感器,根据第一反馈传感器和第二反馈传感器发出信号的时间差,结合第一反馈传感器和第二反馈传感器的距离,计算此时螺钉吹出速度;
根据螺钉的吹出速度为控制器提供反馈信号,用于计算下一次反吹的时间。
6.一种基于反吹的管道传输物料缓冲方法,采用权利要求1中所述的一种基于反吹的管道传输物料缓冲装置,其特征在于,所述传感器还包括第二前馈传感器、第一反馈传感器和第二反馈传感器;所述第二前馈传感器位于螺钉进入气流引入块方向上,与第一前馈传感器间隔一定距离;第一反馈传感器位于螺钉离开气流引入块方向上的管道;第二反馈传感器位于螺钉离开气流引入块方向上,与第一反馈传感器间隔一定距离;
螺钉依次经过第二前馈传感器和第一前馈传感器,根据第二前馈传感器和第一前馈传感器的间距以及第二前馈传感器和第一前馈传感器的触发时间差计算螺钉进入气流引入块前的飞入速度;
再计算上一次的螺钉吹出速度,上一次的螺钉飞出时,依次经过第一反馈传感器和第二反馈传感器,根据第一反馈传感器和第二反馈传感器发出信号的时间差,结合第一反馈传感器和第二反馈传感器的距离,计算上一次螺钉的吹出速度;
结合本次螺钉的飞入速度和上一次的螺钉吹出速度,计算本次反吹的时间。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的一种基于反吹的管道传输物料缓冲装置,其特征在于,控制器为专用PCB控制板、PC板卡或PLC控制器中任意一种。
8.根据权利要求1-6中任一项所述的一种基于反吹的管道传输物料缓冲装置,其特征在于,所述传感器为接近传感器、光电传感器、激光传感器、超声波传感器或霍尔传感器中任意一种。
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