專利名稱：一種用于汽車總裝流水線的同步控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種同步控制裝置，尤其是一種用增量型旋轉編碼器在汽 車生產(chǎn)過程中進行兩條不同的輸送線體同步運行，以實現(xiàn)發(fā)動機與車體的精確 定位安裝。屬于輸送機控制技術領域。
背景技術：
在現(xiàn)有的汽車生產(chǎn)線中，輸送設備是汽車生產(chǎn)流水線的主干。流水線是否 流暢運行以及工人操作是否舒適對汽車的產(chǎn)能有著直接的影響，在總裝車間發(fā) 動機的安裝就是其中比較關鍵的一環(huán)。原有生產(chǎn)線的發(fā)動機安裝過程不外以下 幾種
1、 底盤工藝鏈在不停運轉，發(fā)動機放到AGV小車上，AGV小車沿著特定 的路線來回運轉，這種控制方式是，產(chǎn)量比較大的情況下需要幾臺AGV小車不 停來回交換，不然節(jié)拍跟不上，這樣成本比較高。同時要經(jīng)常給電瓶充電，電 瓶無能量后要換電瓶，使用不能很流暢。同時操作工人要進行AGV小車的路線 操作，發(fā)動機的左右調整，上下調整(按鈕操作)，再加上工人站在AGV小車 上，AGV小車與生產(chǎn)車之間的空間比較小，工人很難舒展開，因此操作不便， 使用起來非常累。
2、 底盤裝發(fā)動機處采用摩擦線控制，讓車身停在發(fā)動機安裝處，然后從側 面將發(fā)動機運過來后靜止安裝，這種設計就根本起不到流水線的用相同的時間 生產(chǎn)出更多產(chǎn)品的理念，你靜止安裝，必須要完成這個工藝的所有的安裝，這 完全是時間的浪費，只有產(chǎn)量低的小廠，這不是現(xiàn)在流水線生產(chǎn)的主流思想。
3、 還有一種就是發(fā)動機線是一個環(huán)行線，發(fā)動機線在不停運轉，同時底盤 線工藝鏈也在不停運轉，它們采用的是在各自的驅動處裝一碼盤，然后通過接 近開關對其進行檢測，進行脈沖的加減，來進行調整，這種方式精度可靠性很 差，要不幾個工位就要進行人工調整，很不可取。
發(fā)明內容
本實用新型的目的在于針對上述存在的問題，提出一種新的控制方案，從 而使兩條工業(yè)輸送流水線能夠同步運行，以至精確定位。本實用新型一種用于 汽車總裝流水線的同步控制裝置是基于旋轉編碼器控制的流水線的同步系統(tǒng)， 通過旋轉編碼器測出流水線實際距離，能夠做到同步定位精確，使用方便，運 行順暢無停滯，工人操作空間大，系統(tǒng)維護簡單。
本實用新型的技術解決方案 一種用于汽車總裝流水線的同步控制裝置，
包括同步定位校準裝置，其包括電源、CPU、 D/A (數(shù)模轉換)模塊和變頻器， 其中還包括旋轉編碼器和計數(shù)器，所述旋轉編碼器分別設置在兩個需同步運行 的輸送線上，用于分別檢測兩個流水線的速度，計數(shù)器與旋轉編碼器連接，接 收旋轉編碼器的輸出信號，并將計數(shù)器的結果傳輸給CPU檢測判斷，CPU與D/A模塊和變頻器依次連接，D/A模塊根據(jù)CPU的輸出信號使變頻器改變頻率。 一種用于汽車總裝流水線的同步控制裝置，其中旋轉編碼器為兩個增量型 旋轉編碼器。
一種用于汽車總裝流水線的同步控制裝置，還包括同步校準裝置，其包括 若干個限位開關，輸入模塊，輸出模塊，若干限位開關將檢測信號通過輸入模 塊傳輸給CPU，經(jīng)CPU處理后，將輸出信號通過輸出模塊傳輸給變頻器進行變 頻。
一種用于汽車總裝流水線的同步控制裝置，其中限位開關為4個，分別設 置在兩個輸送線上。
本實用新型是基于增量式旋轉編碼器基礎上的同步定位設備，它具有經(jīng)濟 實用，科學合理，定位精度高，系統(tǒng)穩(wěn)定，使用簡單，維護方便，安全可靠等 多種優(yōu)點。
圖1是本實用新型用于汽車總裝流水線的同步控制裝置實施例的示意圖； 圖2是圖1實施例的控制單元的布置圖； 圖3是數(shù)模轉換模塊的接線示意圖； 圖4是發(fā)動機合裝線變頻器接線圖 圖5是底盤工藝鏈變頻器接線示意圖； 圖6是旋轉編碼器與高速計數(shù)模塊的接線示意圖； 圖7是輸入信號的接線示意圖； 圖8是輸出信號的接線示意圖； 圖9是增量式旋轉編碼器原理。
具體實施方式
圖1是本實用新型用于汽車總裝流水線的同步控制裝置實施例的示意圖，
它主要由三條線體組成，發(fā)動機分裝線l、發(fā)動機環(huán)形線2、底盤工藝鏈3、發(fā) 動機吊架4。在A點將發(fā)動機分裝線1的發(fā)動機從發(fā)動機吊架4上取下放置在 發(fā)動機環(huán)形線2的臺車5上，臺車5在不停的循環(huán)運轉，兩個旋轉編碼器(圖 中未示出)分別設置在發(fā)動機合裝線2和底盤工藝鏈3上，并且兩旋轉編碼器 分別接到高速計數(shù)模塊的CH1 (通道l)、 CH2 (通道2)，接收旋轉編碼器的輸 出信號，并將計數(shù)器的結果傳輸給CPU檢測判斷，CPU與D/A模塊和變頻器依 次連接，D/A模塊根據(jù)CPU的輸出信號使變頻器改變頻率。通過編碼器(圖中 未示出)的數(shù)值改變發(fā)動機環(huán)形線2的速度，發(fā)動機環(huán)形線2將臺車5輸送至B 點處，將與底盤工藝鏈3進行組裝。每一臺車5經(jīng)過B點時進行發(fā)動機合裝線 與底盤工藝鏈的同步定位校準，使發(fā)動機合裝線與底盤工藝鏈同步運行，這樣 實行發(fā)動機與車身的同步組裝。
本實用新型主要同步定位校準控制方式為兩旋轉編碼器分別接到高速計 數(shù)模塊的CH1 (通道l)、 CH2 (通道2)，變頻器的頻率通過D/A (數(shù)模轉換) 模塊的數(shù)模轉換輸出電壓來改變。首先將地面發(fā)動機環(huán)形線2和底盤工藝鏈3 的速度設定到大致一致，就是說輸送線走相同的時間，它們的行程基本一致。然后假定底盤工藝鏈3的速度不變化，我們通過改變發(fā)動機環(huán)行線的速度來進 行同步定位調整。
當兩條輸送鏈同步啟動運行時，兩旋轉編碼器在不停的運轉，高速計數(shù)模 塊在不停的計數(shù)，通過計數(shù)值我們可以知道兩條輸送鏈行走的實際距離，從而
知道發(fā)動機環(huán)行線2是超前于底盤工藝鏈3還是滯后于底盤工藝鏈3。如果超前 的話這時可以通過D/A (數(shù)模轉換)模塊改變變頻器速度，使發(fā)動機線減速， 如果滯后的話，同樣使發(fā)動機環(huán)形線2加速。這樣，使發(fā)動機環(huán)行線2和底盤 工藝鏈3在組裝前進行一次同步定位校準。
當發(fā)動機環(huán)行線2的臺車5和底盤工藝鏈3繼續(xù)前行到達C點時，此時發(fā) 動機環(huán)形線2和底盤工藝鏈3必須同步運行，在此處通過限位開關對兩個輸送 線進行同步校準。在發(fā)動機環(huán)行線2和底盤工藝鏈3的C點處分別設置兩組限 位開關LS1—LS4，限位開關LS1—LS2設置在發(fā)動機環(huán)行線2上，兩者間隔一 定距離。限位開關LS3—LS4設置在底盤工藝鏈3上，兩者間隔距離與限位開關 LS1—2相同。如果發(fā)動機環(huán)行線先到B點，當發(fā)號桿首先在LS1 (限位開關l) 處給出信號，這時對兩計數(shù)值進行清零，然后發(fā)動機環(huán)行線2開始計數(shù)，底盤 工藝鏈3不計數(shù)，當?shù)妆P工藝鏈3在LS3 (限位開關3)處給出一個信號時，這 時底盤工藝鏈3開始計數(shù)。如果發(fā)動機環(huán)行線2到達LS2 (限位開關2)處時， 底盤工藝鏈3還沒有到達LS3 (限位開關3)處時，限位開關將檢測信號通過輸 入模塊傳輸給CPU，經(jīng)CPU處理后，將輸出信號通過輸出模塊傳輸給變頻器進 行變頻，使發(fā)動機環(huán)行線2暫停運轉，當?shù)妆P工藝鏈3到達LS3 (限位開關3) 處時，發(fā)動機環(huán)行線2和底盤線3—起運轉。由于LS1(限位開關1)和LS3(限 位開關3)是在同步初始的位置，這樣發(fā)動機環(huán)行線2超前的實際距離測出，對 發(fā)動機進行適當減速。
如果底盤工藝鏈先到B點，當發(fā)號桿首先在LS3 (限位開關3)處給出信號 時，這時對兩計數(shù)值進行清零，然后底盤工藝鏈3開始計數(shù)，發(fā)動機環(huán)行線2 不計數(shù)，當發(fā)動機環(huán)行線2在LS1 (限位開關l)處給出一個信號時，這時發(fā)動 機環(huán)行線2開始計數(shù)。如果底盤工藝鏈3到達LS4 (限位開關4)處時，發(fā)動機 環(huán)行線2還沒有到達LS1 (限位開關l)處時，底盤工藝鏈3暫停運轉，當發(fā)動 機環(huán)行線2到達LS1 (限位開關1)處時，發(fā)動機環(huán)行線2和底盤線3 —起運轉。 由于LS1 (限位開關l)和LS3 (限位開關3)是在同步初始的位置，這樣發(fā)動 機環(huán)行線2超前的實際距離測出，對發(fā)動機進行適當加速。
附圖3是數(shù)模轉換模塊的接線示意圖，它的輸出接到圖4、圖5的速度設定 處，可以改變變頻器的速度。
附圖4、 5是變頻器的接線示意圖。
附圖6是旋轉編碼器與高速計數(shù)模塊的接線示意圖。
附圖7、 8輸入、輸出信號的接線示意圖。
圖9是增量式旋轉編碼器原理
增量式旋轉編碼器通過內部兩個光敏接受管轉化其角度碼盤的時序和相位 關系，得到其角度碼盤角度位移量增加(正方向)或減少(負方向)。在接合數(shù)字電路特別是單片機后，增量式旋轉編碼器在角度測量和角速度測量較絕對式 旋轉編碼器更具有廉價和簡易的優(yōu)勢。
下面對增量式旋轉編碼器的內部工作原理(附圖9)
A,B兩點對應兩個光敏接受管，A,B兩點間距為S2 ,角度碼盤的光柵間距分別為 S0和Sl。當角度碼盤以某個速度勻速轉動時，那么可知輸出波形圖中的SO: Sh S2比值與實際圖的SO: Sl: S2比值相同，同理角度碼盤以其他的速度勻
速轉動時，輸出波形圖中的SO: Sl: S2比值與實際圖的S0: SI: S2比值仍相
同。如果角度碼盤做變速運動，把它看成為多個運動周期(在下面定義)的組
合，那么每個運動周期中輸出波形圖中的SO: Sl: S2比值與實際圖的S0: Sl:
S2比值仍相同。
通過輸出波形圖可知每個運動周期的時序為
順時針運動 AB 逆時針運動 AB
11 11
0 1 10 00 0 0 10 0 1
我們把當前的A，B輸出值保存起來，與下一個A，B輸出值做比較，就可以輕易 的得出角度碼盤的運動方向，如果光柵格SO等于Sl時，也就是SO和Sl弧度 夾角相同，且S2等于S0的1/2，那么可得到此次角度碼盤運動位移角度為SO 弧度夾角的1/2，除以所消耗的時間，就得到此次角度碼盤運動位移角速度。 SO等于Sl時，且S2等于SO的1/2時，1/4個運動周期就可以得到運動方向位 和位移角度，如果S0不等于S1， S2不等于S0的1/2，那么要l個運動周期才 可以得到運動方向位和位移角度了。
權利要求1、一種用于汽車總裝流水線的同步控制裝置，包括同步定位校準裝置，其包括電源、CPU、D/A數(shù)模轉換模塊和變頻器，其特征在于還包括旋轉編碼器和計數(shù)器，所述旋轉編碼器分別設置在兩個需同步運行的輸送線上，用于分別檢測兩個流水線的速度，計數(shù)器與旋轉編碼器連接，接收旋轉編碼器的輸出信號，并將計數(shù)器的結果傳輸給CPU檢測判斷，CPU與D/A數(shù)模轉換模塊和變頻器依次連接，D/A數(shù)模轉換根據(jù)CPU的輸出信號使變頻器改變頻率。
2、 根據(jù)權利要求l所述的用于汽車總裝流水線的同步控制裝置，其特征在 于旋轉編碼器為兩個增量型旋轉編碼器。
3、 根據(jù)權利要求1或2所述的用于汽車總裝流水線的同步控制裝置，其特征在于還包括同步校準裝置，其包括若干個限位開關，輸入模塊，輸出模塊， 若干限位開關將檢測信號通過輸入模塊傳輸給CPU,經(jīng)CPU處理后，將輸出信 號通過輸出模塊傳輸給變頻器進行變頻。
4、 根據(jù)權利要求3所述的用于汽車總裝流水線的同步控制裝置，其特征在 于限位開關為4個，分別設置在兩個輸送線上。
專利摘要一種用于汽車總裝流水線的同步控制裝置，包括同步定位校準裝置，其包括電源、CPU、D/A(數(shù)模轉換)模塊和變頻器，其特征是還包括旋轉編碼器和計數(shù)器，所述旋轉編碼器分別設置在兩個需同步運行的輸送線上，用于分別檢測兩個流水線的速度，計數(shù)器與旋轉編碼器連接，接收旋轉編碼器的輸出信號，并將計數(shù)器的結果傳輸給CPU檢測判斷，CPU與D/A模塊和變頻器依次連接，D/A模塊根據(jù)CPU的輸出信號使變頻器改變頻率。同步校準裝置包括若干個限位開關，輸入模塊，輸出模塊，若干限位開關將檢測信號通過輸入模塊傳輸給CPU，經(jīng)CPU處理后，將輸出信號通過輸出模塊傳輸給變頻器進行變頻。它具有經(jīng)濟實用、定位精度高、系統(tǒng)穩(wěn)定、使用簡單、維護方便、安全可靠等多種優(yōu)點。
文檔編號B62D67/00GK201163352SQ20072013171
公開日2008年12月10日 申請日期2007年12月19日 優(yōu)先權日2007年12月19日
發(fā)明者丁孟喜, 濤 袁, 華 陳 申請人:江蘇天奇物流系統(tǒng)工程股份有限公司