CN203581758U - 载物车位置识别系统、自行小车输送系统及输送系统 - Google Patents

Abstract

一种载物车位置识别系统，包括检测器、检测板和控制器；所述检测器包括可以发出第一检测信号的发射部以及可以接收第二检测信号的接收部；所述检测板上有表征位置信息的触发区，该触发区利用自身的几何特性可将所述第一检测信号转变成所述第二检测信号；所述控制器与所述检测器电连接，接收所述检测器发送的且根据第二检测信号产生的输出信号，并根据所述输出信号来识别所述触发区所表征的位置信息。本实用新型的载物车位置识别系统制造简单，价格便宜，适应性广，系统总体可变性强。本实用新型还提供一种自行小车输送系统以及一种输送系统。

Description

载物车位置识别系统、自行小车输送系统及输送系统

技术领域

本实用新型涉及一种识别系统，特别是一种载物车位置识别系统。本实用新型还涉及一种自行小车输送系统以及一种输送系统。

背景技术

输送线是车间物料输送的基础，在环绕库房、生产车间和包装车间的场地比较常见。随着通信技术、加工技术和控制技术的发展，传统的输送线正经历着一场前所未有的变革，开始向自动化和智能化方向发展。从传统的皮带输送线和滚筒输送线，到链条输送线和摩擦输送线，再发展到现在RGV（轨道导引）小车和AGV（自动导引）小车，自动化程度更高，柔性更好。

伴随着控制技术的不断发展和成熟，现有的控制系统具有了传统控制系统无法具有的优点。例如性价比高，柔性好，设计、安装方便和可靠性高等。现代化的生产线通常集散控制（DCS）。集散控制通常是指主控单元及相关元器件配制在地面控制柜中，而车体内部也含有相对独立的控制单元和相关元器件。DCS的主要特点归结为一句话就是：分散控制集中管理。

在由DCS组成的生产线中对位置的识别是至关重要的。载物车内部的相关元器件要准确的判断出该载物车所处的位置，才能有该载物车的控制单元准确的控制自身执行机构进行相应的动作。同时将此处的位置信息传递给主控单元，主控单元再控制该工位的其他执行元件动作。最为明显地表现在自行小车输送线上。

自行小车输送线是机电一体化发展的产物，它融合了机械、电气、计算机和自动控制等四门技术的特点，集仓储、运输、装卸、工艺操作四大物流环节为一体的柔性生产系统，在物料输送行业中发挥着举足轻重的作用。它是目前国内外广为流行的一种物料输送设备，主要适用于汽车、轻工、家电等行业自动化输送生产线。

顾名思义，自行小车输送线主要的部件就是自行小车，即载物车，该载物车自带驱动系统、相应的电器元件、电动葫芦和集电器等，在行走轨道上运动，又因为自行小车输送线通常会采用集中控制方式或多级式控制系统，所以每个载物车的自动化程度比较高。在整条生产线上每个工位具有不同的工艺要求，载物车需要识别出所停靠位置的位置信息，然后通过总的控制系统的控制完成相应的动作。

例如，当载物车Ａ停靠在涂装工位时，需将物料下降5米以满足该工位的工艺要求和加工条件，工位的执行元件执行涂装动作；当载物车Ａ停靠在焊接工位时，根据工位的工艺要求和加工条件，需要将物料提升3米，工位处的执行元件完成焊接动作。

由此可见，载物车识别出所处工位的位置信息是关键。

现有技术通常采用在载物车上安装读卡器，在工位位置安装射频卡的方法。射频卡具有可靠性高、准确等优点。但射频卡在实际应用中存在着很多问题。首先，成本高。射频卡内存储信息的读取和更改需要专门的设备和对应的软件系统，这增加了生产线的设备和软件数量，不利于工业生产线的设计和实施。

其次，通用性差。出于安全或商业方面的考虑，不同型号、不同厂商所生产的射频卡都采用了单独的读写设备和软件系统，相互之间无法通用。

实用新型内容

为克服以上问题，本实用新型要解决的技术问题就是提供一种载物车识别系统。本实用新型另外还提供一种自行小车输送系统以及一种输送系统。

本实用新型提供的一种载物车位置识别系统，包括检测器、检测板和控制器；

所述检测器包括可以发出第一检测信号的发射部以及可以接收第二检测信号的接收部；

所述检测板上有表征位置信息的触发区，该触发区利用自身的几何特性可将所述第一检测信号转变成所述第二检测信号；

所述控制器与所述检测器电连接，接收所述检测器发送的且根据第二检测信号产生的输出信号，并根据所述输出信号来识别所述触发区所表征的位置信息。

优选的，所述检测器为光电传感器。

可选的，所述检测板其中一表面为工作面，所述触发区的包括在所述检测板工作面上贯通该检测板的贯通区域和工作面上非贯通该检测板非贯通区域。

可选的，所述非贯通区域表面将所述第一检测信号反射为所述第二检测信号。

优选的，所述触发区以该触发区内贯通区域和非贯通区域在载物车前进方向上相对于所述检测器位置的各自的长度表征信息。

优选的，所述触发区用数目、形状和/或大小不同的孔洞组合来表征信息。

可选的，所述控制器为可编程逻辑控制器。

此外，本实用新型还提供一种自行小车输送系统，所述自行小车包括上述任意一项的载物车位置识别系统。

此外，本实用新型还提供一种输送系统，包括上述任意一项的载物车位置识别系统。

本实用新型提供的载物车识别系统，采用在载物车上安装检测器，在需识别的位置的安装检测板，所述检测板上有表征位置信息的触发区，该触发区利用自身的几何特性将所述检测器发出的所述第一检测信号转变成所述第二检测信号，并通过所述检测器对比所述第一检测信号和所述第二检测信号的方法完成位置的识别。仅仅利用所述触发区的几何特性，这种方式制造简单，价格便宜，适应性广，系统总体可变性强。

本实用新型的优选方式中采用光电传感器作为该载物车识别系统的检测器，将光电传感器安装在载物车，并与所述控制器相连。由于光电传感器发展已经相当成熟，设计、安装都很方便，比较准确可靠，且适应性很好。

针对所述触发区的位置信息，本实用新型的优选方案中采用所述检测板工作平面上贯通该检测板的贯通区域和工作平面上非贯通该检测板非贯通区域的组合作为所述检测板触发区的几何特性。这种方法利用了光电传感器的特点，设计简单，变化容易，适应性强。

本实用新型利用了所述触发区非贯通区能发射所述光电传感器的所述第一检测信号，贯通区域不能反射的特点，巧妙地利用了光电传感器和检测板触发区各自的特点，将所述触发区上的几何特性转变成光电开关第二检测信号波形的变化，从而达到所述控制器识别位置信息的要求。

本实用新型的另外优选方案中采用所述触发区以该触发区内贯通区域和非贯通区域在载物车前进方向上相对于所述检测器位置的各自的长度表示信息的方式，通过各自长度的不同所引起的所述第二检测信号波形的大小也不同，从而增加了所述触发区表示信息的多样性。

作为另外的优选方案，本实用新型采用所述触发区用数目、形状和/或大小不同的孔洞组合来表示位置信息的方法，这样加工非常方便和容易。

对于所述控制器本实用新型的优选方案为采用可编程逻辑控制器，该控制器并具有预设所述触发区不同孔洞组合代表位置信息的功能。可编程逻辑控制器的模块化发展比较成熟，这样的选择使得这种检测板应用场合更加广泛，并且可变性好。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的载物车位置识别系统的原理图；

图2是本实用新型实施例提供的第一种检测板；

图3是本实用新型实施例提供的检测器对应的第一种检测板的脉冲信号图；

图4是本实用新型实施例提供的第二种检测板；

图5是本实用新型实施例提供的检测器对应的第二种检测板的脉冲信号图。

图1至图5图例说明：

1-1，检测板，1-2，工艺区，1-3，输送轨道，1-4，载物车，1-5，检测器，1-6，第一检测信号，1-7，第二检测信号；

2-1，固定孔，2-2，检测板本体，2-3，结束信号触发区，2-4，触发区，2-5，非贯通区，2-6，圆形通孔，2-7a，第一虚线，2-7b，第二虚线，2-7，误差范围，2-8，起始信号触发区；

4-1，方形通孔。

具体实施方式

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

图1至图5示出了本实用新型提供的具体实施方式。

如图1所示，该图为本实施例的载物车位置识别系统应用于轨道式输送系统的原理图。本实施例中，载物车位置识别系统包括检测器1-5、检测板1-1和控制器。轨道式输送系统包括输送轨道1-3和设置于该输送轨道上的载物车1-4。

所述检测板1-1有表征位置信息的触发区，选择该检测板1-1的一平面为工作面，所述触发区的包括在所述检测板工作面上贯通该检测板1-1的贯通区域和工作面上非贯通该检测板非贯通区域，可选择用数目、形状和/或大小不同的孔洞组合来表征位置信息。

所述检测板1-1安装并固定在所述输送轨道1-3的一侧，所述工作面上平行于所述轨道1-3的延伸方向。

所述检测器1-5包括可以发出第一检测信号1-6的发射部以及可以接收第二检测信号1-7的接收部。当该检测器1-5发出的第一检测信号1-6投射到所述检测板1-1上的触发区时，该触发区可以利用自身的几何特性将所述第一检测信号1-6转变成所述第二检测信号1-7。

所述检测器1-5安装固定在所述载物车1-4上，作用方向垂直于所述载物车1-4在所述输送轨道1-3上的运动方向。在本实施例中，所述检测器1-5选用反射式光电开关。

反射式光电开关属于红外线不可见光产品，是一种小型光电元器件。它是由一个红外线发射管跟一个红外线接收管组合而成。反射式光电开关的工作原理是红外线发射管发射出红外光，红外线接收管根据反射回来的红外光强度大小来识别物体。

当然，本实用新型不局限于反射式光电开关。可以选择其他具有相同特性的检测器。

所述控制器与所述检测器1-5电连接。该控制器可接收所述检测器1-5发送的且根据第二检测信号1-7产生的输出信号，并根据所述输出信号来识别所述触发区所表征的位置信息。

在该实施例中，所述控制器为安装在所述载物车1-4上的独立控制单元。该独立控制单元和总控单元组成了所述载物车位置识别系统的控制系统。所述独立控制单元与所述检测器1-5电连接，并可根据该检测器1-5的输出信号识别出所述检测板1-1所表征的位置信息。每个载物车1-4上的独立控制单元可以操控自身的执行机构动作，并可与所述总控单元通信。所述总控单元根据独立控制单元传输过来的信号控制其他设备动作。当然，所述独立控制单元1-4也可以不必设置于所述载物车上。

这种集散控制系统的技术的主要特点是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。

在图1所示的载物车识别系统的原理图中未标示出所述控制器，但这不表示没有设置所述控制器。在该实施例中根据工艺要求选择可编程逻辑控制器作为所述控制器。

所述输送轨道1-3是输送线的基础，为载物车1-4提供承载和行走方向。输送轨道1-3包括直轨和弯轨，图1中仅仅出现直轨，但并不表明该实用新型只能应用在直轨上。

所述载物车1-4是输送线上承载工具的统称，通常行走在铺设好的输送轨道1-3上，用来承载和输送物料。该载物车上安装有所述检测器1-5、所述独立控制单元和相关执行元件。所述执行单元在本实施例中包括自驱系统和电动葫芦。所述载物车形式、种类繁多。例如，自行小车、滑板和链条驱动的车组等。

图1中的虚线框为工艺区1-2，所述载物车1-4要在这个区域内根据工艺要求独立或者协助其他设备完成工艺内容。一般情况下，每个工艺区会安装不同的加工设备，用来完成规定的工艺任务。而所述载物车1-4通常会作为辅助来配合这些加工设备的动作。载物车1-4和工艺设备的动作需在所述控制系统的控制下协调完成。

例如，在汽车车身的涂装车间，汽车车身在自行小车的输送线上输送。当所述自行小车停靠在电泳喷漆的工位时，该工位的工序内容为：汽车车身下降5米进入电泳槽，然后固定；电泳槽通电工作，电泳完成后，汽车车身上升3米进行沥水，一段时间后，汽车车身上升2米，然后自行小车前进，进入下个工位。

该载物车识别系统的工作过程如下：所述自行小车行进到电泳喷漆工位时，安装在该自行小车上的检测器会从该工位的检测板上识别出该工位的位置信息，即电泳喷漆，然后将该信号传输给所述总控单元，该总控单元会将相应的信号传输给安装在所述自行小车上的独立控制单元，所述独立控制单元会控制自行小车上的电动葫芦下降5米，然后停留；当电动葫芦下降动作完成后，所述独立控制单元会将下降完成信号传输给总控单元，总控单元会控制电泳槽开启，并执行相应的动作，当电泳槽动作完成后，总控单元会将完成信号传递给所述独立控制单元，该独立控制单元会先控制电动葫芦将汽车车身提升3米，停留时间完成后，在上升2米至原有位置，再控制自身的驱动单元驱动该自行小车沿轨道运动。

由上面整个运动过程可以看出，载物车1-4通过检测检测板1-1上的位置信息获取工艺信息。

从上面的实施例中可以看出，该载物车位置识别系统巧妙地利用所述检测板1-1的结构特点和所述检测器1-5的原理特点，采用简单的设备完成了位置的识别。相对于现有技术中的射频卡，具有价格便宜的优点。并且所述检测板1-1结构简单、制造容易，满足所述载物车位置识别系统要求的所述检测器1-5种类繁多，适应性广。最后，所述控制器选择已模块化和集成化发展相当成熟的PLC（可编程逻辑控制器），编程方便，性能可靠。

图2为应用于本实施例的一种检测板1-1的示意图，该检测板1-1包括检测板本体2-2和触发区2-4，还包括固定孔2-1、起始信号触发区2-8和结束信号触发区2-3。

所述检测板本体2-2可以为金属矩形板块，为使用方便，四角有倒圆角，但这不是必须的。如图2所述，选择矩形板块的一平面为工作面。

所述检测板1-1上的虚线框2-4组成区域为所述触发区2-4，该触发区2-4的包括在所述检测板工作面上贯通该检测板的贯通区域和工作面上非贯通该检测板非贯通区域。同样，该触发区2-4内贯通区域和非贯通区域在载物车1-4前进方向上相对于所述检测器1-5位置的各自的长度也是几何特性的一个重要元素。

在本实施例中选择开设圆形通孔2-6作为所述贯通区域。为保证所述贯通区域的有效性，即可以被所述检测器1-5所检测到，所述圆形通孔2-6需要沿所述载物车1-4运动方向排列。

在所述触发区2-4相对于所述检测器运动的起始两端开设有专门的区域表示起始信号和结束信号。分别是起始信号触发区2-8及结束信号触发区2-3，这两个区域可以使检测器检测到两个特殊的脉冲信号，作为开始或结束记录所述触发区信号特性的标志。

为保证所述触发区2-4内的位置信息可以被所述检测器1-5准确的检测到，检测板的安装必须保证定位的准确性。因此，在所述检测板本体2-2左上角开设有通孔，为固定孔2-1。本实施例中由3个共线的通孔组成。

图2中箭头所指的方向为所述检测器1-5随所述载物车1-4的运动方向，沿该运动方向的第一虚线2-7a和第二虚线2-7b之间的区域为所述检测器1-5的误差范围2-7。

为保证所述触发区2-4上的几何特性可以被所述检测器1-5所检测到，需满足所述贯通区域在垂直于所述检测器1-5运动方向上的长度要大于所述虚线2-7a和虚线2-7b之间的间距。

由上面的实施例中可知，所述检测器为反射式光电开关。

由于圆形通孔2-6是贯穿所述检测板1-1的，未开设孔洞的区域为普通平面。当所述光电开关检测到起始信号后会开始记录所述触发区2-4内信号特性。该反射式光电开关的发射部会发出第一检测信号1-6，当所述第一检测信号1-6投射到圆形通孔2-6上时会穿过所述圆孔2-6，所述发射式光电开关的接收部能接收到的第二检测信号1-7强度近似为零或为零；当所述第一检测信号1-6投射到所述检测板1-1上非贯通区域2-5时，所述第二检测信号1-7会反射回来，被所述接收部接收，这种情况下所能接收到的所述第二检测信号的强度是很高的。

因此，整个触发区2-8内的信号是一个单值的信号或脉冲信号，根据图2所示的检测板1-1的几何特性可以得到检测器1-5对应的信号形状如图3所示。所述控制器根据脉冲信号的不同来判断出该检测板1-1所要表示的信号，然后调用该控制器相应的控制指令，来实现该检测板1-1上位置信息的内容。

图4所示为本实用新型提供的第二种检测板的实施例。第二种检测板的原理跟第一种检测板的原理相同。本实施例中采用方形贯通区域为几何特性，即方形通孔4-1。作用原理相同。

图4为第二种检测板所对应的信号图。

由以上两种检测板的实施例中可以看出，首先，所述检测板选材要求不高，设计、制造简单，只需用钻机在相应位置打孔即可，并且可系统化批量加工；其次，所采用的光电开关技术也相当成熟，准确性和适用性可以保证；再次，所述检测板触发区上的所述贯通区域和非贯通区域的组合多种多样，理论上讲有无穷多个排列组合，可以有多种不同的变化，以适应不同的场合。

本实用新型虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本实用新型的保护范围应当以本实用新型权利要求所界定的范围为准。

Claims (7)

1.一种载物车位置识别系统，其特征在于： 

包括检测器、检测板和控制器； 

所述检测器包括可以发出第一检测信号的发射部以及可以接收第二检测信号的接收部； 

所述检测板上有表征位置信息的触发区，该触发区利用自身的几何特性可将所述第一检测信号转变成所述第二检测信号； 

所述控制器与所述检测器电连接，接收所述检测器发送的且根据第二检测信号产生的输出信号，并根据所述输出信号来识别所述触发区所表征的位置信息。 

2.根据权利要求1所述的载物车位置识别系统，其特征在于：所述检测器为光电传感器。 

3.根据权利要求1所述的载物车位置识别系统，其特征在于：所述检测板其中一表面为工作面，所述触发区的包括在所述检测板工作面上贯通该检测板的贯通区域和工作面上非贯通该检测板非贯通区域。 

4.根据权利要求3所述的载物车位置识别系统，其特征在于，所述贯通区域为沿所述载物车运动方向排列的圆形通孔或方向通孔。 

5.根据权利要求1所述的载物车位置识别系统，其特征在于：所述控制器为可编程逻辑控制器。 

6.一种自行小车输送系统，其特征在于：所述自行小车包括权利要求1-5任意一项的载物车位置识别系统。 

7.一种输送系统，其特征在于：包括权利要求1-5任意一项的载物车位置识别系统。 

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