碼垛機運行狀態(tài)監(jiān)控及自動制動方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種碼垛機運行狀態(tài)監(jiān)控及自動制動方法，將碼垛機機械手運行的速度、加速度或其它易檢測量作為控制參數(shù)，設(shè)定該控制參數(shù)的比較基準(zhǔn)值存儲在電氣控制系統(tǒng)中的存儲單元中；在碼垛機的運行過程中，通過運行狀態(tài)監(jiān)控傳感器實時監(jiān)測機碼垛機機械手運行的速度、加速度或其它易檢測量；電氣控制系統(tǒng)將所述運行狀態(tài)監(jiān)控傳感器實時監(jiān)測的量與所述存儲單元中的比較基準(zhǔn)值進行比較運算；當(dāng)所述實時監(jiān)測的量超過比較基準(zhǔn)值時，所述電氣控制系統(tǒng)發(fā)出信號控制制動部件對所述機械手進行制動。本發(fā)明通過對運行過程機械手的速度或加速度進行監(jiān)控，并在出現(xiàn)異常情況時進行制動，從而杜絕安全隱患。
【專利說明】碼垛機運行狀態(tài)監(jiān)控及自動制動方法和裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種碼垛裝置，尤其是一種碼垛機運行狀態(tài)監(jiān)控及自動制動方法和裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]2007-11-07公開的中國實用新型專利CN200971269公開了一種碼垛機，如圖1所示，該碼垛機是由可編程控制器控制操作的機械設(shè)備，包括機架1、垂直電機2、水平直線導(dǎo)軌3、水平電機4、升降裝置5、機械手6。水平直線導(dǎo)軌3固定在機架I上，水平直線導(dǎo)軌3上安裝有升降裝置5，水平電機4固定在機架I上控制升降裝置5沿水平直線導(dǎo)軌3運動。升降裝置5是一種將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為往復(fù)直線運動的直線傳動機構(gòu)，垂直電機2固定在升降裝置5的上方，控制升降裝置5上下運動，從而帶動機械手6上下運動。該升降裝置5是一種齒輪齒條裝置，其中齒輪52是主動件，齒條51是從動件，齒輪52設(shè)在第一軸53上由垂直電機2驅(qū)動，因此，第一軸53為升降裝置5的驅(qū)動軸，升降裝置5還包括第二軸54，第二軸54為與第一軸53形成約束限制升降裝置5僅做上下運動的從動軸，齒條51下方連接有復(fù)數(shù)只機械手6，每兩只機械手6構(gòu)成一對，每對兩只機械手6之間有夾緊機構(gòu)。一次可夾多塊磚坯進行直接碼垛，實現(xiàn)了磚坯碼垛的機械化，降低了勞動強度，提高了勞動效率。
[0003]垂直電機一般是減速電機，但是由于減速電機有一定的使用壽命，減速電機出現(xiàn)故障時由于碼垛機機械手及其所夾持的磚的自重將使整個機構(gòu)快速下落，直至遇到障礙物或到達整個機構(gòu)運動位置的極限，將造成設(shè)備的損壞甚至威脅到操作人員的人身安全。同時碼垛機運行過程中，存在不可預(yù)見的情況，例如操作人員違反操作規(guī)范進入碼垛機機械手運行區(qū)域，有可能被向下運動的碼垛機機械手碰到，由于碼垛機機械手及所夾持的磚一定速度向下運動時具有相當(dāng)大的慣性，如果僅依靠人工的監(jiān)控措施，存在需要緊急制動時無法在最短時間作出反應(yīng)，從而存在造成事故的可能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題之一，在于提供一種碼垛機運行狀態(tài)監(jiān)控及自動制動方法，通過對下降過程中碼垛機機械手運動的速度或加速度進行直接或間接監(jiān)控，并在出現(xiàn)異常情況時進行制動，從而杜絕安全隱患。
[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題之一是這樣實現(xiàn)的:一種碼垛機運行狀態(tài)監(jiān)控及自動制動方法，包括:
[0006]步驟10、將碼垛機機械手運行的速度、加速度或與速度或加速度成函數(shù)關(guān)系的易檢測量作為控制參數(shù)，設(shè)定該控制參數(shù)的比較基準(zhǔn)值存儲在電氣控制系統(tǒng)中的存儲單元中；
[0007]步驟20、在碼垛機的運行過程中，通過運行狀態(tài)監(jiān)控傳感器實時監(jiān)測機碼垛機機械手運行的速度、加速度或所述易檢測量；
[0008]步驟30、電氣控制系統(tǒng)將所述運行狀態(tài)監(jiān)控傳感器實時監(jiān)測的速度、加速度或所述易檢測量與所述存儲單元中的比較基準(zhǔn)值進行比較運算；
[0009]步驟40、當(dāng)所述實時監(jiān)測的速度、加速度或所述易檢測量超過比較基準(zhǔn)值時，所述電氣控制系統(tǒng)發(fā)出信號控制制動部件對所述碼垛機機械手進行制動。
[0010]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題之二，在于提供一種碼垛機運行狀態(tài)監(jiān)控及自動制動裝置，通過對下降過程中碼垛機機械手運動的速度或加速度進行直接或間接監(jiān)控，并在出現(xiàn)異常情況時進行制動，從而杜絕安全隱患。
[0011]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題之二是這樣實現(xiàn)的:一種碼垛機運行狀態(tài)監(jiān)控及自動制動裝置，包括電氣控制系統(tǒng)、運行狀態(tài)監(jiān)控傳感器以及制動部件，所述電氣控制系統(tǒng)分別與所述運行狀態(tài)監(jiān)控傳感器以及制動部件連接；
[0012]所述電氣控制系統(tǒng)包括存儲單元和運算單元，所述碼垛機機械手運行的速度、力口速度、與速度或加速度成函數(shù)關(guān)系的易檢測量被作為控制參數(shù)，并設(shè)定該控制參數(shù)的比較基準(zhǔn)值存儲在該存儲單元中；所述運算單元用于將所述運行狀態(tài)監(jiān)控傳感器實時監(jiān)測的易檢測量與所述存儲單元中的比較基準(zhǔn)值進行比較運算；
[0013]所述運行狀態(tài)監(jiān)控傳感器設(shè)在用于帶動碼垛機機械手運行的升降裝置的驅(qū)動軸上，以在碼垛機的運行過程中，實時監(jiān)測機碼垛機機械手運行的速度或加速度或與速度或加速度成函數(shù)關(guān)系的易檢測量；
[0014]所述制動部件連接所述升降裝置，在所述電氣控制系統(tǒng)發(fā)出信號控制制動部件對所述碼垛機機械手進行制動。
[0015]進一步的，本發(fā)明所述比較基準(zhǔn)值為所述控制參數(shù)的允許范圍值或該控制參數(shù)的變化曲線以及允許的偏離值。
[0016]進一步的，本發(fā)明所述制動部件包括2個獨立的制動組件，分別設(shè)在碼垛機的第一軸上和第二軸上；所述第一軸為所述升降裝置的驅(qū)動軸，所述第二軸為與第一軸形成約束限制升降裝置僅做上下運動的從動軸，所述機械手由該升降裝置帶動運行。所述2個獨立的制動組件中第一制動組件為具有平衡回路背壓的液壓馬達或具有制動狀態(tài)的減速電機，該液壓馬達或減速電機設(shè)在碼垛機的第一軸上；第二制動組件為磁粉制動器，設(shè)在碼垛機的第二軸上。
[0017]進一步的，所述運行狀態(tài)監(jiān)控傳感器設(shè)在第一軸、第二軸或齒條上，還或者設(shè)在所述減速電機的電機軸上。
[0018]進一步的，本發(fā)明所述運行狀態(tài)監(jiān)控傳感器可以為旋轉(zhuǎn)編碼器。
[0019]本發(fā)明具有如下優(yōu)點:本發(fā)明通過監(jiān)控碼垛機運行過程中機械手的速度或加速度等易檢測量，能對異常情況迅速作出反應(yīng)，有效防止事故的發(fā)生，并通過采用冗余的制動部件提高了系統(tǒng)的安全性，將事故發(fā)生的概率降低若干個數(shù)量級。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]下面參照附圖結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
[0021]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中一碼垛機的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2為本發(fā)明碼垛機運行狀態(tài)監(jiān)控及自動制動裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖3為本發(fā)明碼垛機運行狀態(tài)監(jiān)控及自動制動裝置的原理框圖。
[0024]圖4為本發(fā)明碼垛機運行狀態(tài)監(jiān)控及自動制動方法的執(zhí)行流程圖。

【具體實施方式】
[0025]結(jié)合圖1至圖4所示，本發(fā)明的碼垛機運行狀態(tài)監(jiān)控及自動制動方法是在圖1所示的碼垛機的基礎(chǔ)增設(shè)運行狀態(tài)監(jiān)控及自動制動的功能，該方法包括:
[0026]步驟10、將碼垛機機械手6運行的速度、加速度或與速度或加速度成函數(shù)關(guān)系的易檢測量作為控制參數(shù)，設(shè)定該控制參數(shù)的比較基準(zhǔn)值存儲在電氣控制系統(tǒng)7中的存儲單元71中；本發(fā)明所述比較基準(zhǔn)值為所述控制參數(shù)的允許范圍值或該控制參數(shù)的變化曲線以及允許的偏離值。
[0027]步驟20、在碼垛機的運行過程中，通過運行狀態(tài)監(jiān)控傳感器8實時監(jiān)測機碼垛機機械手6運行的速度、加速度或與速度或加速度成函數(shù)關(guān)系的易檢測量；其中，所述運行狀態(tài)監(jiān)控傳感器8可以為旋轉(zhuǎn)編碼器，機械手6運行的速度、加速度可以通過將運行狀態(tài)監(jiān)控傳感器8安裝在第一軸53上進行實時監(jiān)控，所述運行狀態(tài)監(jiān)控傳感器8或安裝在第二軸54或齒條51上，或者設(shè)在所述減速電機即第一制動組件91或垂直電機2的電機軸上。
[0028]步驟30、電氣控制系統(tǒng)7將所述運行狀態(tài)監(jiān)控傳感器8實時監(jiān)測的速度、加速度或所述易檢測量與所述存儲單元71中的比較基準(zhǔn)值進行比較運算；這可以通過電氣控制系統(tǒng)7的運算單元72進行，該運算單元72可以是PLC ;
[0029]步驟40、當(dāng)所述實時監(jiān)測的速度、加速度或所述易檢測量超過比較基準(zhǔn)值時，所述電氣控制系統(tǒng)7發(fā)出信號控制制動部件9對所述碼垛機機械手6進行制動。目前旋轉(zhuǎn)編碼器和運算單元共同的響應(yīng)周期可以控制在1ms左右，使整個制動時間得到有效縮短。
[0030]同樣如圖1至圖4所示，本發(fā)明的碼垛機運行狀態(tài)監(jiān)控及自動制動裝置，包括電氣控制系統(tǒng)7、運行狀態(tài)監(jiān)控傳感器8以及制動部件9，所述電氣控制系統(tǒng)7分別與所述運行狀態(tài)監(jiān)控傳感器8以及制動部件9連接；
[0031]所述電氣控制系統(tǒng)7包括存儲單元71和運算單元72，所述碼垛機機械手6運行的速度、加速度、與速度或加速度成函數(shù)關(guān)系的易檢測量被作為控制參數(shù)，并設(shè)定該控制參數(shù)的比較基準(zhǔn)值存儲在該存儲單元中；所述運算單元72用于將所述運行狀態(tài)監(jiān)控傳感器實時監(jiān)測的易檢測量與所述存儲單元71中的比較基準(zhǔn)值進行比較運算；本發(fā)明所述比較基準(zhǔn)值為所述控制參數(shù)的允許范圍值或該控制參數(shù)的變化曲線以及允許的偏離值。
[0032]所述運行狀態(tài)監(jiān)控傳感器8設(shè)在用于帶動碼垛機機械手6運行的升降裝置5的驅(qū)動軸即第一軸53上，以在碼垛機的運行過程中，實時監(jiān)測機碼垛機機械手6運行的速度或加速度或與速度或加速度成函數(shù)關(guān)系的易檢測量；本發(fā)明所述運行狀態(tài)監(jiān)控傳感器8可以為旋轉(zhuǎn)編碼器。當(dāng)然，所述運行狀態(tài)監(jiān)控傳感器8還可設(shè)在第二軸54或齒條51上，或者設(shè)在所述減速電機即第一制動組件91或垂直電機2的電機軸上。
[0033]所述制動部件9連接所述升降裝置5，在所述電氣控制系統(tǒng)7發(fā)出信號控制制動部件9對所述碼垛機機械手6進行制動。
[0034]本發(fā)明所述制動部件9可以包括2個獨立的制動組件，分別設(shè)在碼垛機的第一軸53上和第二軸54上；第一制動組件91為具有平衡回路背壓的液壓馬達或具有制動狀態(tài)的減速電機，該減速電機同時承擔(dān)垂直電機2的功能，即第一制動組件91與垂直電機2為同一電機，該液壓馬達或減速電機設(shè)在碼垛機的第一軸53上；第二制動組件92為磁粉制動器；設(shè)在碼垛機的第二軸54上；所述第一軸53為升降裝置的驅(qū)動軸，所述第二軸54與第一軸53形成約束限制升降裝置5中的齒條51僅做上下運動的從動軸，所述機械手6由該升降裝置5帶動運行。設(shè)置兩個獨立的制動組件，可以在一個制動組件失效后，另一個仍可繼續(xù)工作。
[0035]設(shè)定控制參數(shù)是通過旋轉(zhuǎn)編碼器檢測的速度、加速度或所述易檢測量，比較基準(zhǔn)值是比較基準(zhǔn)值是采集正常運行狀態(tài)下的速度、加速度或所述易檢測量的變化曲線，運行過程中的速度、加速度或所述易檢測量的偏離存儲曲線數(shù)值超過設(shè)定的允許偏差值時，電氣控制系統(tǒng)發(fā)出信號控制系統(tǒng)進入制動狀態(tài)。完成制動后上升一定高度使碼垛機與障礙物脫離接觸。根據(jù)目前的傳感器檢測頻率及運算單元的運算速度在能在1ms內(nèi)對碼垛機運行過程中對異常情況迅速作出反應(yīng)，有效防止事故的發(fā)生。其中所述易檢測量與所述制動部件9(同時也是驅(qū)動設(shè)備)有關(guān)，如果采用具有制動狀態(tài)的減速電機驅(qū)動，所述易檢測量指電機工作電流；如果用具有平衡回路背壓的液壓馬達驅(qū)動，易檢測量指液壓馬達的進出口壓力差；實際上用旋轉(zhuǎn)編碼器直接測速度或加速度更為準(zhǔn)確；易檢測量是間接檢測，會有一定誤差。
[0036]綜上所述:本發(fā)明通過監(jiān)控碼垛機運行過程中機械手的速度或加速度等易檢測量，能對異常情況迅速作出反應(yīng)，有效防止事故的發(fā)生，并通過采用冗余的制動部件提高了系統(tǒng)的安全性，將事故發(fā)生的概率降低若干個數(shù)量級。
[0037]雖然以上描述了本發(fā)明的【具體實施方式】，但是熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，我們所描述的具體的實施例只是說明性的，而不是用于對本發(fā)明的范圍的限定，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在依照本發(fā)明的精神所作的等效的修飾以及變化，都應(yīng)當(dāng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求所保護的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種碼垛機運行狀態(tài)監(jiān)控及自動制動方法，其特征在于:包括: 步驟10、將碼垛機機械手運行的速度、加速度或與速度或加速度成函數(shù)關(guān)系的易檢測量作為控制參數(shù)，設(shè)定該控制參數(shù)的比較基準(zhǔn)值存儲在電氣控制系統(tǒng)中的存儲單元中； 步驟20、在碼垛機的運行過程中，通過運行狀態(tài)監(jiān)控傳感器實時監(jiān)測機碼垛機機械手運行的速度、加速度或所述易檢測量； 步驟30、電氣控制系統(tǒng)將所述運行狀態(tài)監(jiān)控傳感器實時監(jiān)測的速度、加速度或所述易檢測量與所述存儲單元中的比較基準(zhǔn)值進行比較運算； 步驟40、當(dāng)所述實時監(jiān)測的速度、加速度或所述易檢測量超過比較基準(zhǔn)值時，所述電氣控制系統(tǒng)發(fā)出信號控制制動部件對所述碼垛機機械手進行制動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碼垛機運行狀態(tài)監(jiān)控及自動制動方法，其特征在于:所述步驟10中，所述比較基準(zhǔn)值為所述控制參數(shù)的允許范圍值或該控制參數(shù)的變化曲線以及允許的偏離值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碼垛機運行狀態(tài)監(jiān)控及自動制動方法，其特征在于:所述步驟40中的制動部件包括2個獨立的制動組件，分別設(shè)在碼垛機的第一軸上和第二軸上；所述第一軸為所述升降裝置的驅(qū)動軸，所述第二軸為與第一軸形成約束限制升降裝置僅做上下運動的從動軸，所述機械手由該升降裝置帶動運行。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的碼垛機運行狀態(tài)監(jiān)控及自動制動方法，其特征在于:所述2個獨立的制動組件中第一制動組件為具有平衡回路背壓的液壓馬達或具有制動狀態(tài)的減速電機，該液壓馬達或減速電機設(shè)在碼垛機的第一軸上；第二制動組件為磁粉制動器，設(shè)在碼垛機的第二軸上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的碼垛機運行狀態(tài)監(jiān)控及自動制動方法，其特征在于:所述運行狀態(tài)監(jiān)控傳感器設(shè)在第一軸、第二軸或齒條上，還或者設(shè)在所述減速電機的電機軸上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碼垛機運行狀態(tài)監(jiān)控及自動制動方法，其特征在于:所述運行狀態(tài)監(jiān)控傳感器為旋轉(zhuǎn)編碼器。
7.一種碼垛機運行狀態(tài)監(jiān)控及自動制動裝置，其特征在于:包括電氣控制系統(tǒng)、運行狀態(tài)監(jiān)控傳感器以及制動部件，所述電氣控制系統(tǒng)分別與所述運行狀態(tài)監(jiān)控傳感器以及制動部件連接； 所述電氣控制系統(tǒng)包括存儲單元和運算單元，所述碼垛機機械手運行的速度、加速度、與速度或加速度成函數(shù)關(guān)系的易檢測量被作為控制參數(shù)，并設(shè)定該控制參數(shù)的比較基準(zhǔn)值存儲在該存儲單元中；所述運算單元用于將所述運行狀態(tài)監(jiān)控傳感器實時監(jiān)測的易檢測量與所述存儲單元中的比較基準(zhǔn)值進行比較運算； 所述運行狀態(tài)監(jiān)控傳感器設(shè)在用于帶動碼垛機機械手運行的升降裝置上，以在碼垛機的運行過程中，實時監(jiān)測機碼垛機機械手運行的速度或加速度或與速度或加速度成函數(shù)關(guān)系的易檢測量； 所述制動部件連接所述升降裝置，在所述電氣控制系統(tǒng)發(fā)出信號控制制動部件對所述碼垛機機械手進行制動。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的碼垛機運行狀態(tài)監(jiān)控及自動制動裝置，其特征在于:所述制動部件包括2個獨立的制動組件，分別設(shè)在碼垛機的第一軸上和第二軸上；所述第一軸為所述升降裝置的驅(qū)動軸，所述第二軸為與第一軸形成約束限制升降裝置僅做上下運動的從動軸，所述機械手由該升降裝置帶動運行。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的碼垛機運行狀態(tài)監(jiān)控及自動制動裝置，其特征在于:所述2個獨立的制動組件中第一制動組件為具有平衡回路背壓的液壓馬達或具有制動狀態(tài)的減速電機，該液壓馬達或減速電機設(shè)在碼垛機的第一軸上；第二制動組件為磁粉制動器，設(shè)在碼垛機的第二軸上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的碼垛機運行狀態(tài)監(jiān)控及自動制動裝置，其特征在于:所述運行狀態(tài)監(jiān)控傳感器設(shè)在第一軸、第二軸或齒條上，還或者設(shè)在所述減速電機的電機軸上。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的碼垛機運行狀態(tài)監(jiān)控及自動制動裝置，其特征在于:所述運行狀態(tài)監(jiān)控傳感器為旋轉(zhuǎn)編碼器。
【文檔編號】B65G43/00GK104192573SQ201410365737
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月29日
【發(fā)明者】王琳, 林項武 申請人:福建海源自動化機械股份有限公司