CN215797132U - 一种玻璃垂直堆垛机的控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种玻璃垂直堆垛机的控制系统，包括输送辊道、取片辊道、定位链条、吸盘取片机、在输送辊道终点沿输送辊道垂直方向设置的换位车、固定在换位车上的左堆垛小车和右堆垛小车，以及上述机构的堆垛控制系统，其特征是堆垛控制系统以可编程逻辑控制器为核心控制器，设有触摸屏，以变频器为吸盘取片机的调速控制器，并附加制动单元和制动电阻；以变频器为换位车的调速控制器；且上述变频器通过模拟量信号线和可编程逻辑控制器相连。整体机组运行平稳可靠，堆垛周期时间短，效率高，可获得较高精度边缘平整度，用于浮法或压延玻璃生产线在线堆垛，控制系统设计简洁，定位精准，易调试维护，综合成本低。

Description

一种玻璃垂直堆垛机的控制系统

技术领域

本实用新型涉及建材装备技术，尤其是一种玻璃垂直堆垛机的控制系统。

背景技术

玻璃堆垛机是平板玻璃生产线上的重要的机电一体化设备，其作用是自动将玻璃片从生产线上取下并堆垛到玻璃架上，以替代有较大安全隐患的人工搬运作业。现有技术中堆垛机产品基本以水平堆垛为主。也有通过抓取器将玻璃转移到集装架上，如专利公开号为CN104044924A，一种有关堆垛机械手的多轴桥架式玻璃在线堆垛机，包括机械手控制系统和视觉定位系统及应用工具，该装置由机架、主机、多功能真空抓取系统、视觉定位系统、可旋转平台、控制系统组成，机架横跨在玻璃生产线上方，采用双门型两端悬臂结构，行走横梁支架吊挂在左右两侧门型框架的吊挂支点上，主机安装于机架的行走横梁支架之间上，主机设有四个自由度串联机械手的机械结构，结构为水平行走轴、垂直提升轴、第一旋转轴、第二旋转轴构成抓取玻璃装置。这种机构采用四个自由度串联机械手的结构，运作复杂，工作效率较低，设备在卸载部位占用和跨越成品输送辊道的上方，还存在着一定的安全隐患。而一些进口的垂直堆垛机价格昂贵，维护成本很高。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决上述问题，提供一种玻璃垂直堆垛机的控制系统，它具有控制系统设计简洁、精准的定位指示和步退控制，整个动作过程层次分明、安全可靠，容易调试维护，综合成本低等特点。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种玻璃垂直堆垛机的控制系统，包括输送辊道、取片辊道、取片辊道上玻璃片横向校正定位的定位链条、吸盘取片机、在输送辊道终点沿输送辊道垂直方向设置的换位车、固定在换位车上的左堆垛小车和右堆垛小车，以及上述机构的堆垛控制系统，其特征是所述堆垛控制系统以可编程逻辑控制器为核心控制器，设有触摸屏，以变频器为吸盘取片机的调速控制器，并附加制动单元和制动电阻；以变频器为换位车的调速控制器；且上述变频器通过模拟量信号线和可编程逻辑控制器相连。

前述的一种玻璃垂直堆垛机的控制系统中，作为优选，所述堆垛控制系统，包括玻璃片在定位链条上的横向定位系统，所述横向定位系统设有基于现场总线控制系统的绝对值编码器，通过现场总线与可编程系控制器相连。

前述的一种玻璃垂直堆垛机的控制系统中，作为优选，所述堆垛控制系统，包括吸盘取片机的周期取片动作系统，所述周期取片动作系统设有基于现场总线控制系统的绝对值编码器，通过现场总线与可编程系控制器相连。

前述的一种玻璃垂直堆垛机的控制系统中，作为优选，所述堆垛控制系统，包括换位车的往复运行中心定位系统，所述中心定位系统设有基于现场总线控制系统的绝对值编码器，通过现场总线与可编程系控制器相连。

前述的一种玻璃垂直堆垛机的控制系统中，作为优选，所述堆垛控制系统中设有左堆垛小车和右堆垛小车的步退机构，步退方向与玻璃片运动方向相同，每次步退量与玻璃片厚度相等。

前述的一种玻璃垂直堆垛机的控制系统中，作为优选，所述左堆垛小车上设有左小车步退定位机构，右堆垛小车上设有右小车步退定位机构。

前述的一种玻璃垂直堆垛机的控制系统中，作为优选，所述左小车步退定位机构设有一对制动离合器，所述右小车步退定位机构设有一对制动离合器。

本技术方案所设计的玻璃垂直堆垛设备主要用于浮法玻璃生产线或压延玻璃生产线上在线堆垛作业。

本方案垂直堆垛机安装于玻璃生产线冷端的支线末端，其基本动作过程是：玻璃片进入取片辊道后，通过单一侧边定位装置和定位链条进行X、Y方向对准，再由吸盘取片机将玻璃吸起，放至安放在堆垛小车上的玻璃堆垛架上，然后堆垛小车后退一片玻璃厚度的距离，等待下一片玻璃的到来；一付堆垛架玻璃堆满后，换位车自动换位，将另一侧装有空堆垛架的堆垛小车送至堆垛位置，将载有满垛玻璃的堆垛小车送至取走位置，以实现连续的流水线作业目的。

本方案的堆垛控制系统基本上包括三个环节：玻璃片在定位链条上的定位、吸盘取片机的周期取片动作以及换位车的往复运行定位，三个环节均与机组的最终控制指标密切相关，在控制中采用高精度多圈绝对值编码器。绝对编码器由机械位置确定编码，它无需记忆，无需找参考点，而且不用一直计数，什么时候需要知道位置，什么时候就去读取它的位置，其抗干扰特性、数据的可靠性大大提高。

本装置的堆垛控制中，吸盘取片机采用变频器进行调速控制，并附加制动单元和制动电阻，以实现在电机停止时进入能耗制动状态，完成快速、准确的停车。PLC通过绝对值编码器指示吸盘取片机一周运行的指令动作点，如取片、加速、减速、放片、停止等等来控制变频器的输出频率和加减速时间，以达到吸盘架动作最优、运行时间最佳。

堆垛控制系统中的中心定位系统，使堆到堆垛架上的玻璃片的中心线与堆垛架的中心线重合，由于玻璃片的规格是经常变化的，因此需使两条中心线重合，本装置中，玻璃片每次进入取片辊道时，在斜辊的作用下，向右靠边机械定位，玻璃片的中心线距取片辊道右边的距离是玻璃宽度的一半，换位车每次移动换位的目标位不是固定的，需要根据玻璃的宽度来调整。采用绝对值编码器指示上述的左右小车目标位以及相应的减速目标位。

当吸盘取片机将玻璃片放至玻璃堆垛架上后，堆垛小车后退一片玻璃厚度的距离为下一片玻璃腾出空位，本方案把这个动作过程称为步退。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：整体机组运行平稳可靠，堆垛周期时间短，效率高，可获得较高精度边缘平整度，用于浮法或压延玻璃生产线在线堆垛，控制系统设计简洁，定位精准，易调试维护，综合成本低。

附图说明

图1是本实用新型的一种各组成机构平面布置结构示意图。

图2是本实用新型的一种控制系统配置示意图。

图3是本实用新型换位车中心定位结构示意图。

图4是本实用新型的一种主程序流程图。

图中：1.取片辊道，2.定位链条，3.吸盘取片机，4.取片主电机，5.左小车步退定位机构，6.右小车步退定位机构，7.左堆垛小车，8.右堆垛小车，9.换位车，10.堆垛架，11.输送辊道，12.玻璃片，13.已堆成的玻璃片。

A.左取走位置；B.堆垛位置；C.右取走位置。

D.基准点；E.玻璃片中心线；P.左堆垛架中心线；Q.右堆垛架中心线。

中心线标示：

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

本实施例一种玻璃垂直堆垛机的控制系统，平面布置如图1所示，以玻璃片12的成品输送辊道11为基准，设置堆垛控制系统及装置，在输送辊道11终点部位沿输送辊道11垂直方向设有换位车9，换位车9的两侧分别设有由换位车9控制左、右动作的左堆垛小车7和右堆垛小车8。左堆垛小车7和右堆垛小车8在工作过程中至少有一部小车即时位于玻璃片止点位，用来堆垛下线玻璃片12。玻璃片12止点位设有定位链条2以及吸盘取片机3。输送辊道11和玻璃片止点位通过取片辊道1过渡，吸盘取片机3由取片主电机4驱动。左堆垛小车7和右堆垛小车8上分别设有堆垛架10，且左堆垛小车7上设有左小车步退定位机构5，右堆垛小车8上设有右小车步退定位机构6。在堆垛控制系统及装置中还设有左堆垛小车7和右堆垛小车8的步退机构，步退方向与玻璃片12运动方向相同，每次步退量与玻璃片12厚度相等。

堆垛控制系统还包括换位车9的中心定位系统，玻璃片12进入取片辊道1的位置以单靠边定位，玻璃片12的中心线距取片辊道1单边距离为玻璃片12宽度的一半。

换位车9以及两侧的左堆垛小车7、右堆垛小车8形成三个工位，即：堆垛位置B、左取走位置A、右取走位置C。堆垛控制系统主要有三个组成部分：一中玻璃片12在定位链条2上的定位机构，二是吸盘取片机3的周期取片动作机构，三是换位车9的往复运行定位机构。

本实施例基本动作过程是：玻璃片12进入取片辊道1后，通过侧边(单靠边)定位装置和定位链条2进行X、Y方向对准，再由吸盘取片机3将玻璃吸起，并放至在相应堆垛小车上的玻璃堆垛架10上，然后相应的堆垛小车后退一片玻璃厚度的距离，等待下一片玻璃片的到来。一架玻璃堆垛架10堆满后，换位车9自动换位，将另一台放有空堆垛架10的堆垛小车送至堆垛位置，将载有满垛玻璃片12的堆垛小车送至取走位置。

本实施例控制系统的硬件构成：选用PLC作为系统的核心控制器，变频器作为各主要传动电机的调速控制器。本控制系统的可编程逻辑控制器PLC的具体配置如图2所示。配置中的触摸屏用于显示和设定堆垛机的运行参数，如已堆片数、满垛片数、板长板宽设定、故障代码等。

进一步，本实施例采用基于现场总线控制系统Profibus的绝对值编码器：玻璃片12在定位链条2上的定位、吸盘取片机3的周期取片运行以及换位车9的往复运行定位，这三个环节均与机组的最终控制指标密切相关，在控制中采用高精度多圈绝对值编码器。本实施系统采用带Profibus-DP总线接口的绝对值编码器。PLC作为DP主站，三个编码器为DP从站。

吸盘取片机3的控制：吸盘取片机3采用变频器进行调速控制，附加制动单元和制动电阻。主要目的是在电机停止时进入能耗制动状态，实现快速、准确的停车。

换位车9中心定位：参见图3，选定一个基准点D,玻璃片12进入取片辊道1位置R单靠边定位与基准点D的距离为L，左堆垛架中心线P与基准点D的距离为X_L，右堆垛架中心线Q与基准点D的距离为X_R，玻璃片中心线E(一半为M/2)。中心定位的目标是使堆到堆垛架10上的玻璃片12的中心线与堆垛架10的中心线(P或Q)重合，由于玻璃片12的规格是经常变化的，因此需使两条中心线重合，本实施例堆垛机组采用换位车9中心定位的方法，玻璃片12每次进入取片辊道1时，在斜辊的作用下，向右靠边机械定位，玻璃片12的中心线距取片辊道1右边的距离是玻璃宽度的一半(M/2)，换位车9每次移动换位的目标位不是固定的，需要根据玻璃的宽度来调整。采用绝对值编码器指示上述的左右小车目标位以及相应的减速目标位。

堆垛小车步退控制：吸盘取片机3将玻璃片12放至玻璃堆垛架10上后，堆垛小车应后退一片玻璃厚度的距离，为下一片玻璃留出空位。在电机传动轴上设置了一对制动离合器来达到精确的控制，离合器用来分离或闭合堆垛小车与电机轴之间的连接，制动器用来对堆垛小车进行制动。当步退时，制动器打开，离合器合上，电机轴与堆垛小车刚性连接，电机拖动堆垛小车后退，当步退到位时，离合器打开，将堆垛小车与电机脱离，躲开电机的减速时间，同时制动器合上，堆垛小车被制动，排除小车惯性位移的影响。离合制动器的控制信号均来自可编程逻辑控制器PLC的输出模块，而步退到位的指示信号由一套对射性光电开关发出，当一片玻璃片12堆上后，光电开关被挡住，步退到位，光电开关接通并发出信号。

本实施例程序编制：程序编制采用功能模块化的子程序结构，将整个机组的动作过程分为数据设定、自动初始化、取片前定位、取片放片、左堆垛小车7步退、右堆垛小车8步退、向左换位、向右换位、故障报警、手动试车等10个相对独立的子程序，均可独立编程和调试，最后设置好每个子程序的入口和出口参数，利用PLC的调子程序功能将十个子程序连接在一起，使整个程序层次分明、结构清楚、调试容易。主程序流程图见图4，这里就不作赘述。

经使用试验，本机组运行平稳可靠，堆垛周期小于5秒，边缘平整度＜±1mm，可堆最小玻璃厚度＜2mm，各数据指标均符合生产线要求。

上述实施例是对本实用新型的说明，不是对本实用新型的限定，在不脱离本技术方案原则，任何对本实用新型的简单变换后的结构等均属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种玻璃垂直堆垛机的控制系统，包括输送辊道(11)、取片辊道(1)、取片辊道上玻璃片(12)横向校正定位的定位链条(2)、吸盘取片机(3)、在输送辊道终点沿输送辊道垂直方向设置的换位车(9)、固定在换位车上的左堆垛小车(7)和右堆垛小车(8)，以及上述机构的堆垛控制系统，其特征是所述堆垛控制系统以可编程逻辑控制器为核心控制器，设有触摸屏，以变频器为吸盘取片机的调速控制器，并附加制动单元和制动电阻；以变频器为换位车的调速控制器；且上述变频器通过模拟量信号线和可编程逻辑控制器相连。

2.根据权利要求1所述的一种玻璃垂直堆垛机的控制系统，其特征在于，所述堆垛控制系统，包括玻璃片(12)在定位链条(2)上的横向定位系统，所述横向定位系统设有基于现场总线控制系统的绝对值编码器，通过现场总线与可编程系控制器相连。

3.根据权利要求1所述的一种玻璃垂直堆垛机的控制系统，其特征在于，所述堆垛控制系统，包括吸盘取片机(3)的周期取片动作系统，所述周期取片动作系统设有基于现场总线控制系统的绝对值编码器，通过现场总线与可编程系控制器相连。

4.根据权利要求1所述的一种玻璃垂直堆垛机的控制系统，其特征是，所述堆垛控制系统，包括换位车(9)的往复运行中心定位系统，所述中心定位系统设有基于现场总线控制系统的绝对值编码器，通过现场总线与可编程系控制器相连。

5.根据权利要求1所述的一种玻璃垂直堆垛机的控制系统，其特征是，所述堆垛控制系统中设有左堆垛小车(7)和右堆垛小车(8)的步退机构，步退方向与玻璃片(12)运动方向相同，每次步退量与玻璃片厚度相等。

6.根据权利要求1或5所述的一种玻璃垂直堆垛机的控制系统，其特征在于，所述左堆垛小车(7)上设有左小车步退定位机构(5)，右堆垛小车(8)上设有右小车步退定位机构(6)。

7.根据权利要求6所述的一种玻璃垂直堆垛机的控制系统，其特征在于，所述左小车步退定位机构(5)设有一对制动离合器，所述右小车步退定位机构(6)设有一对制动离合器。

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