CN201125077Y - 一种可变输送频率的输送系统 - Google Patents

Abstract

一种可变输送频率的输送系统，以变频器和旋转编码器为控制基础的滑板线应用在汽车内饰线上，其特征是由汽车内饰线输送系统、现场电气设备、控制系统和输出系统构成，它们通过现场总线连接在一起。汽车内饰线输送系统是由摩擦式输送机系统构成；现场电气设备是由旋转编码器和传感器构成；控制系统由PLC、计算机、现场总线系统等构成；输出系统由计算机、HMI、显示屏、打印机等构成。本实用新型的优点：转载柔性高、维修方便、噪音低、环保。

Description

一种可变输送频率的输送系统

技术领域

本实用新型涉及一种工业生产线输送工件的输送系统，具体地说，涉及一种可变输送频率、故障率低的滑板输送系统。特别是基于运用变频器和旋转编码器的滑板线，通过两者的相互配合，可自动完成滑板的输送过程。

背景技术

随着中国汽车市场的快速发展，随着生活水平的提高，中国消费者对车辆需求的大大增加，汽车生产的生产节拍越来越快，一旦发生故障或故障解决不及时，造成的损失可想而知，因此满足柔性的生产计划、降低故障率、维修及时成为当前汽车物流系统的发展方向。

汽车物流系统传统电气控制系统由变频器、可编程控制器、传感器、现场总线等组成。对于工艺流程复杂、工艺要求较高的线体，传感器的布置复杂，故障率高，给现场调试和维护带来诸多不便，严重地影响生产，已不适应现代化汽车企业高效率的生产要求。

汽车生产线中，要求较高的内饰线传统工艺采用宽板链，一旦板链长度确定，工位数及生产节拍也相应确定，日后变更困难。宽板链采用链条传动，为多点维护，耗时耗力，因此要能柔性的应对生产计划已不再适合，必须采用其它传动方式。

发明内容

本实用新型的目的在于针对上述存在问题，提出一种可变输送频率、故障率低的输送系统。特别是基于变频器和旋转编码器的汽车内饰滑板线控制系统。电气设备飞速发展，变频器和旋转编码器应运而生。前者通过改变变频器的工作频率来改变电机的转速，为机电控制提供了灵活方便的选择余地；后者与电机轴的转数存在比例关系，反馈给变频器，形成闭环控制，其性能稳定，分辨率高、可靠使用寿命长。两者与传感器配合使用，降低控制系统的复杂性的同时，提高控制系统的精确性。

汽车内饰滑板线以摩擦轮驱动滑板为机械载体，采用变频器和旋转编码器与现场总线及传感器相配合的控制方式，通过PLC或计算机对旋转编码器的信息及各传感器的信号进行比较复杂的比较，并以此为依据改变变频器参数，达到自动平滑地调整摩擦驱动速度的目的，从而实现前后两块滑板平稳地对接。

本实用新型可变输送频率的输送系统，包括输送系统、现场电气设备、控制系统和输出系统，其中输送系统包括由摩擦式输送机、升降机、旋转台及多个检测单元；现场电气设备包括设置在生产线上所需位置的若干旋转编码器和传感器；控制系统包括可编程逻辑控制器(以下简称PLC)或者计算机，用于通过现场总线接收所需传感器及旋转编码器的信息，进行比较复杂的比较后，再由PLC或计算机改变变频器参数，调整电机速度。

本实用新型可变输送频率的输送系统，其中摩擦式输送机是整个摩擦式输送机系统的主体，安装于轨道上，通过摩擦轮旋转时与滑板产生的摩擦力使滑板运行。

本实用新型可变输送频率的输送系统，其中升降机用于不同高度输送线之间的滑板转载，升降机内轨道上亦装有摩擦式输送机，把滑板送入/送出升降机。

本实用新型可变输送频率的输送系统，其中旋转台用于调整所输送装置的运行方向，旋转台内轨道上亦装有摩擦式输送机，把滑板送入/送出旋转台。

本实用新型可变输送频率的输送系统，其中检测单元安装于滑板上，通过检测单元碰触安装于轨道上的开关，给控制系统发送信号，使摩擦式输送机启动和停止。

本实用新型可变输送频率的输送系统，其中现场电气设备包括旋转编码器和传感器，旋转编码器安装在摩擦式输送机附近，用于检测滑板的运动距离。

本实用新型可变输送频率的输送系统，其中旋转编码器可分为增量式编码器和绝对值编码器。

本实用新型可变输送频率的输送系统，其中输出系统由计算机、人机界面、显示屏或打印机构成。

滑板和摩擦驱动的结合使用是输送机技术的发展产物，相对与宽板链的优点有转载柔性高、维修方便、噪音低、环保。

本实用新型的优点：由于本实用新型为采用变频器和旋转编码器技术的滑板线，与单纯使用传感器的板链相比，具有以下特点：

1.输送系统柔性高，可根据滑板的块数协调生产节拍。

2.转载部分柔性高，可调节速度适应生产节拍要求。

3.维修方便，一旦发现可迅速抽出修理，对生产计划影响甚微。

4.无须油雾润滑，经济环保。

5.现场传感器少，布线简单，维护方便。

6.转载部分与工艺部分平稳过度，噪音小，精度高。

总之，在汽车内饰线采用以变频器和旋转编码器为基础的控制系统，配合滑板的优势，通过PLC或计算机对旋转编码器的信息及各传感器的信号进行比较复杂的比较，并以此为依据改变变频器参数，从而满足汽车生产柔性化的要求。

本实用新型的技术解决方案：其结构包括汽车内饰线输送系统、现场电气设备、控制系统和输出系统。

附图说明

图1是基于运用变频器和旋转编码器的滑板线输送系统的平面示意图。

图2是运用变频器和旋转编码器的电器回路的结构示意图。

图3是采用现场总线进行通讯的运用变频器和旋转编码器的控制系统与输出系统结构示意图。

图4-图6是滑板追赶时，PLC、变频器、旋转编码器、传感器之间配合过程。

具体实施方式

下面以汽车工业生产线的滑板线输送系统为例，说明本实用新型的具体构成，但是，可以理解本实用新型不限于该实施例。在本实用新型的构思下可实现任何改进和变化。本实用新型是汽车内饰滑板线以摩擦轮驱动滑板为机械载体，采用变频器和旋转编码器与现场总线及传感器相配合的控制方式，通过PLC或计算机对旋转编码器的信息及各传感器的信号进行比较复杂的比较，并以此为依据改变变频器参数，自动平滑地调整摩擦驱动的速度。

图1是基于运用变频器和旋转编码器的滑板线输送系统的平面示意图。图中的11是上件升降机，12是下件升降机，13是轨道，14是摩擦式输送机，15是滑板升降机，16是旋转台，17是带车身的滑板，18是空滑板。本实用新型可变输送频率的输送系统，包括输送系统、现场电气设备、控制系统和输出系统，其中输送系统包括由摩擦式输送机14、上件升降机11和下件升降机12、旋转台16及多个检测单元(未示出)；现场电气设备包括设置在生产线上所需位置的若干旋转编码器和传感器；控制系统包括可编程逻辑控制器(以下简称PLC)或者计算机，用于通过现场总线接收所需传感器及旋转编码器的信息，进行比较复杂的比较后，再由PLC或计算机改变变频器参数，调整电机速度，如图2、3所示。

汽车内饰线输送系统是由摩擦式输送机系统构成。

摩擦式输送机系统主要由摩擦式输送机14、上件升降机11和下件升降机12、旋转台16及多个检测单元构成。摩擦式输送机是整个摩擦式输送机系统的主体，安装于轨道上，通过摩擦轮旋转时与带车身滑板17或空滑板18，产生的摩擦力使滑板运行；升降机用于不同高度输送线之间的滑板转载，升降机内轨道上亦装有摩擦式输送机，把滑板送入/送出升降机；旋转台16用于调整车身的运行方向，旋转台16内轨道上亦装有摩擦式输送机，把滑板送入/送出旋转台；检测单元安装于滑板上，通过检测单元碰触安装于轨道上的开关，给控制系统发送信号，使摩擦式输送机启动和停止。

现场电气设备是由旋转编码器和传感器构成，如图4-6所示。

旋转编码器是集光机电技术于一体的速度位移传感器。当旋转编码器轴带动光栅盘旋转时，经发光元件发出的光被光栅盘狭缝切割成断续光线，并被接收元件接收产生初始信号。该信号经后继电路处理后，输出脉冲或代码信号。其特点是体积小，重量轻，品种多，功能全，频响高，分辨能力高，力矩小，耗能低，性能稳定，可靠使用寿命长等特点。

旋转编码器可分为两类：增量式编码器和绝对值编码器。增量式编码器轴旋转时，有相应的相位输出。其旋转方向的判别和脉冲数量的增减，需借助后部的判向电路和计数器来实现。其计数起点可任意设定，并可实现多圈的无限累加和测量。还可以把每转发出一个脉冲的Z信号，作为参考机械零位。经济实用，可广泛采用。绝对值编码器轴旋转时，有与位置一一对应的代码(二进制，BCD码等)输出，从代码大小的变更即可判别正反方向和位移所处的位置，而无需判向电路。它有一个绝对零位代码，当停电或关机后再开机重新测量时，仍可准确地读出停电或关机位置地代码，并准确地找到零位代码，具很高的可靠性。

旋转编码器安装在摩擦式输送机附近，当摩擦式输送机驱动滑板前进时，会带从动轮盘的转动，而轮盘与旋转编码器相连，因此也精确得出滑板运动的距离，有效防止摩擦打滑。

控制系统由PLC、计算机、现场总线系统等构成，如图2，3所示。

PLC或计算机可通过现场总线等通讯方式接收需要传感器及编码器信息，进行比较复杂的比较后，再由PLC或计算机改变变频器参数，调整电机速度。

在汽车内饰线采用以变频器和旋转编码器为基础的控制系统，配合滑板的优势，通过PLC或计算机对旋转编码器的信息及各传感器的信号进行比较复杂的比较，并以此为依据改变变频器参数，从而满足汽车生产柔性化的要求，降低控制系统的复杂性的同时，提高控制系统的精确性。

以下以应用于摩擦式输送机汽车内饰线中的变频器和旋转编码器为例，来说明变频器和旋转编码器是如何在汽车内饰线中实现平稳过渡的。

汽车内饰线的任务是把带车身的滑板在进入工艺段前，根据要求平稳对接，完成工艺后再分开滑板，逐一输送至下一工艺段，如图1所示。

对接段的摩擦式输送机均采用变频器和旋转编码器配合的控制回路。传感器及编码器信息传入PLC或计算机，进行比较复杂的比较后，由PLC或计算机改变变频器参数，调整电机速度，如图2所示。

传感器及旋转编码器的信号通过现场总线进行通讯，其控制系统与输出系统结构如图3所示。

以下图4，5，6为滑板追赶时，PLC、变频器、旋转编码器、传感器之间配合过程：

国内目前滑板线主驱动的线速度一般在6米/分～1米/分之间可调。本案主驱动最大线速度为4.3m/min，中速驱动最大为速度19.3m/min。主要介绍一下图4，5，6中的设备名称。

①快速驱动

②第一从动轮

③主驱动

④第二从动轮

⑤第一旋转编码器

⑥第二旋转编码器

⑦第一旋转编码器记数复位(行程开关)

⑧第二旋转编码器记数复位(行程开关)

⑨主线一时停止(行程开关)

其动作原理是：主驱动带动前一块滑板18运转，第一旋转编码器2随第一从动轮2的转动开始记数。通过PLC运算将前一块滑板运转的距离转化成编码器的脉冲数。旋转编码器5连接在高速记数模块上，通过读取记数缓存中的数据得到前一块滑板前进的距离。记为L1。当触发第二旋转编码器6记数复位(行程开关)时后一块滑板开始追赶，触发到第一旋转编码器5记数复位后，第一旋转编码器5开始记数，通过读取记数缓存中的数据得到后一块滑板前进的距离。记为L2。两块滑板中的原始距离记为L3，原始距离为第一旋转编码器5记数复位开关和第二旋转编码器6记数复位开关之间的距离减去一个滑板长。这时我们可以通过以上数据可以的出两块滑板之间的当前距离L。

L＝L1+L3-L2根据L的变化控制快速驱动的转速，通过对快速驱动变频器频率的调整得到不同的转速，一般根据要求我们将快速驱动的转速作四个速度的调整及快速、中速、主驱动速度和低速。

动作过程：

1、主驱动3运转，滑板8触发⑧第二旋转编码器26数复位(行程开关)，NEXT滑板允许进入；(图4)

2、中速驱动运转，触发⑦第一旋转编码器5记数复位(行程开关)，开始计算滑板之间间距；(图5)

3、滑板之间间距大于300P时，触发⑨主线一时停止(行程开关)，主驱动一时停止；

4、NEXT滑板追赶，当D300大于1500P时，中速驱动以D32的值运转；当D300小于1500P，大于150P时，中速驱动以D33的值运转；当D300小于150P时，主驱动运转，中速驱动以D34的值运转；当D300小于150P时，主驱动停止，中速驱动以最低运转(见图6)。

Claims (8)

1、一种可变输送频率的输送系统，包括输送系统、现场电气设备、控制系统和输出系统，其特征在于输送系统包括由摩擦式输送机、升降机、旋转台及多个检测单元；现场电气设备包括设置在生产线上所需位置的若干旋转编码器和传感器；控制系统包括可编程逻辑控制器PLC或者计算机，用于通过现场总线接收所需传感器及旋转编码器的信息，进行比较复杂的比较后，再由可编程逻辑控制器PLC或计算机改变变频器参数，调整电机速度。

2、根据权利要求1所述的一种可变输送频率的输送系统，其特征在于摩擦式输送机是整个摩擦式输送机系统的主体，安装于轨道上，通过摩擦轮旋转时与滑板产生的摩擦力使滑板运行。

3、根据权利要求1或2所述的一种可变输送频率的输送系统，其特征在于升降机用于不同高度输送线之间的滑板转载，升降机内轨道上亦装有摩擦式输送机，把滑板送入/送出升降机。

4、根据权利要求3所述的一种可变输送频率的输送系统，其特征在于旋转台用于调整所输送装置的运行方向，旋转台内轨道上亦装有摩擦式输送机，把滑板送入/送出旋转台。

5、根据权利要求1所述的一种可变输送频率的输送系统，其特征在于检测单元安装于滑板上，通过检测单元碰触安装于轨道上的开关，给控制系统发送信号，使摩擦式输送机启动和停止。

6、根据权利要求1或2所述的一种可变输送频率的输送系统，其特征在于现场电气设备包括旋转编码器和传感器，旋转编码器安装在摩擦式输送机附近，用于检测滑板的运动距离。

7、根据权利要求1或6所述的一种可变输送频率的输送系统，其特征在于旋转编码器可分为增量式编码器和绝对值编码器。

8、根据权利要求1所述的一种可变输送频率的输送系统，其特征在于输出系统由计算机、人机界面、显示屏或打印机构成。

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