本發(fā)明涉及天車控制技術(shù)領(lǐng)域,尤其是一種改進(jìn)的天車定位裝置及其定位方法。
背景技術(shù):天車是一種大型吊裝設(shè)備,用于大型工件的吊裝運(yùn)輸。天車的定位直接影響到工件的吊裝位置精度?,F(xiàn)有技術(shù)中,天車的定位裝置已經(jīng)逐漸以編碼器或者激光等電氣化定位設(shè)備取代了人工視覺定位,定位精度得到了明顯的提高。但是,現(xiàn)有的電氣化定位裝置在定位的末端,會由于定位過程的誤差,需要加大剎車制動力來保證天車停止位置的精確性;這種方式會導(dǎo)致最后的剎車力度過大,工件容易發(fā)生擺動,為了避免這一問題,通常采取末端低速緩慢剎車或者在停止位置進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動而最終實(shí)現(xiàn)精確定位,但是這類方法會大大加大剎車定位的時(shí)間,降低了天車的使用效率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種改進(jìn)的天車定位裝置及其定位方法,能夠解決現(xiàn)有技術(shù)的不足,在保證定位精度的前提下縮短定位所需時(shí)間。為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下。一種改進(jìn)的天車定位裝置,包括天車軌道,天車軌道上滑動設(shè)置有天車吊臂,天車吊臂上設(shè)置有編碼器,編碼器將天車吊臂的速度和位置信息傳輸至控制器,所述天車軌道的側(cè)面設(shè)置有滑槽,天車吊臂上設(shè)置有剎車機(jī)構(gòu),剎車機(jī)構(gòu)包括液壓驅(qū)動底板,液壓驅(qū)動底板的中間固定有支撐塊,支撐塊的兩側(cè)設(shè)置有氣囊,氣囊的外側(cè)設(shè)置有彈性連接部,支撐塊位于滑槽的內(nèi)部,彈性連接部位于滑槽的兩側(cè),氣囊位于支撐塊與滑槽之間的空隙中,支撐塊的頂部設(shè)置有第一剎車片,彈性連接部的頂部設(shè)置有第二剎車片,第一剎車片和第二剎車片與滑槽選擇性接觸;天車吊臂位于移動方向的兩端分別設(shè)置有一個(gè)溫度傳感器,任意一個(gè)彈性連接部上設(shè)置有摩擦力傳感器;溫度傳感器和摩擦力傳感器分別將檢測信號傳輸至控制器,控制器的輸出端與液壓驅(qū)動底板通訊連接,通過控制液壓驅(qū)動底板的位置來調(diào)整剎車壓力。作為優(yōu)選,所述滑槽的中心設(shè)置有弧形凹槽,第一剎車片與弧形凹槽相配合,弧形凹槽的兩側(cè)設(shè)置有側(cè)凹槽,側(cè)凹槽底部設(shè)置有通風(fēng)孔;滑槽的外側(cè)邊沿設(shè)置有圓角。作為優(yōu)選,所述氣囊的表面設(shè)置有若干條導(dǎo)流槽,導(dǎo)流槽的兩側(cè)設(shè)置有橡膠凸緣,橡膠凸緣內(nèi)設(shè)置有若干段相互分離的鋼絲,橡膠凸緣的高度為0.75mm~1.2mm。作為優(yōu)選,所述支撐塊通過活動連接部連接有第一剎車片,活動連接部包括導(dǎo)向槽和位于導(dǎo)向槽內(nèi)的導(dǎo)向桿,導(dǎo)向桿在第一剎車片上,導(dǎo)向槽包括中間部分的第一弧形槽體和與第一弧形槽體兩端平滑連接的第二弧形槽體,第二弧形槽體的弧度大于第一弧形槽體,第二弧形槽體內(nèi)設(shè)置有橡膠阻尼塊。作為優(yōu)選,所述彈性連接部固定在第一連桿上。第一連桿鉸接于液壓驅(qū)動底板上,第二連桿一端鉸接于第一連桿上,第二連桿的另一端設(shè)置有橡膠球,液壓驅(qū)動底板上設(shè)置有橢圓形卡槽,橡膠球卡接在橢圓形卡槽內(nèi)。作為優(yōu)選,所述彈性連接部包括彈簧體,彈簧體內(nèi)固定有橡膠柱,橡膠柱與彈簧體間隙配合。一種使用上述的改進(jìn)的天車定位裝置的定位方法,包括以下步驟:A、編碼器對天車吊臂的位置進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測并將位置數(shù)據(jù)傳至控制器;B、當(dāng)天車吊臂運(yùn)動至預(yù)剎車距離以內(nèi)時(shí),控制器通過控制液壓驅(qū)動底板進(jìn)行時(shí)間長度為0.5s~0.7s的點(diǎn)剎,控制器將進(jìn)行點(diǎn)剎過程中液壓驅(qū)動底板的制動壓力與天車吊臂的速度變化率進(jìn)行記錄,結(jié)合天車吊臂的實(shí)際速度和實(shí)際位置計(jì)算出理論制動力的數(shù)值;C、當(dāng)天車吊臂進(jìn)入正式剎車距離內(nèi)時(shí),控制器控制液壓驅(qū)動底板施加步驟B中計(jì)算出的理論制動力,與此同時(shí)溫度傳感器和摩擦力傳感器將檢測到的溫度數(shù)據(jù)和摩擦力數(shù)據(jù)同步傳遞至控制器;D、控制器根據(jù)溫度數(shù)據(jù)和摩擦力數(shù)據(jù)對理論制動力進(jìn)行實(shí)時(shí)修正,最終使天車吊臂剎停在停止位置。作為優(yōu)選,步驟B中,將點(diǎn)剎過程的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線擬合,將天車吊臂的實(shí)際速度和實(shí)際位置代入擬合出的曲線方程,得出理論制動力的數(shù)值。作為優(yōu)選,步驟D中,使用溫度數(shù)據(jù)和摩擦力數(shù)據(jù)分別對天車吊臂位置理論值與實(shí)際值的偏差值進(jìn)行關(guān)聯(lián)處理,得到溫度數(shù)據(jù)與偏差值的映射函數(shù)和摩擦力數(shù)據(jù)與偏差值的映射函數(shù),然后將兩個(gè)映射函數(shù)進(jìn)行加權(quán)擬合,得到修正函數(shù),對理論制動力進(jìn)行實(shí)時(shí)修正。采用上述技術(shù)方案所帶來的有益效果在于:本發(fā)明通過對天車的剎車機(jī)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn),設(shè)置了三個(gè)不同結(jié)構(gòu)的剎車部分,利用氣囊和彈性連接部提高剎車的平穩(wěn)性和準(zhǔn)確性。整個(gè)剎車定位過程通過控制器采集天車軌道的溫度和相對于剎車機(jī)構(gòu)的摩擦力,對剎車力度進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整,從而可以使天車準(zhǔn)確的停止在預(yù)定位置,縮短了剎車定位時(shí)間,提高了剎車定位的穩(wěn)定性。第一剎車片與弧形凹槽配合,可以提高第一剎車片在摩擦剎車過程中的摩擦均勻性,同時(shí)可以在第一剎車片與支撐塊產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動時(shí)保持剎車接觸面積的相對穩(wěn)定。通風(fēng)孔可以利用滑槽與第一剎車片的相對位移變化,產(chǎn)生較強(qiáng)的氣流流動,從而實(shí)現(xiàn)對滑槽和第一剎車片的降溫。氣囊上的導(dǎo)流條可以將通風(fēng)孔處的氣流引導(dǎo)至整個(gè)剎車機(jī)構(gòu)內(nèi),從而提高了整個(gè)剎車機(jī)構(gòu)的降溫效率。橡膠凸緣用來提高氣囊與外側(cè)接觸部位的密封性、支撐性和氣囊的抗形變能力?;顒釉O(shè)置的第一剎車片可以根據(jù)剎車力度的大小靈活改變其剎車接觸部位和施力角度,從而提高剎車力度調(diào)整的平滑性和準(zhǔn)確性。彈性連接部的連接方式可以與第一剎車片的連接方式進(jìn)行有機(jī)的互補(bǔ),進(jìn)一步降低剎車機(jī)構(gòu)的剎車力度的波動。彈性連接部的結(jié)構(gòu)構(gòu)成是針對第一剎車片和氣囊而設(shè)計(jì)的,可以在第一剎車片與氣囊發(fā)生位置變化時(shí),對第二剎車片的剎車制動力進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整??刂破鲗τ趧x車力度的控制,是通過點(diǎn)剎過程模擬出理論剎車制動力的施加要求,然后再根據(jù)溫度和摩擦力的實(shí)時(shí)變化進(jìn)行修正,從而實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確的定位。附圖說明圖1是本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)圖。圖2是本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施方式中剎車機(jī)構(gòu)與滑槽配合的結(jié)構(gòu)圖。圖3是本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施方式中的氣囊表面的結(jié)構(gòu)圖。圖4是本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施方式中彈性連接部的結(jié)構(gòu)圖。圖中:1、天車軌道;2、天車吊臂;3、編碼器;4、控制器;5、滑槽;6、液壓驅(qū)動底板;7、支撐塊;8、氣囊;9、彈性連接部;10、第一剎車片;11、溫度傳感器;12、第二剎車片;13、摩擦力傳感器;14、弧形凹槽;15、側(cè)凹槽;16、通風(fēng)孔;17、導(dǎo)流槽;18、橡膠凸緣;19、鋼絲;20、導(dǎo)向桿;21、第一弧形槽體;22、第二弧形槽體;23、橡膠阻尼塊;24、第一連桿;25、第二連桿;26、橡膠球;27、橢圓形卡槽;28、彈簧體;29、橡膠柱。具體實(shí)施方式本發(fā)明中使用到的標(biāo)準(zhǔn)零件均可以從市場上購買,異形件根據(jù)說明書的和附圖的記載均可以進(jìn)行訂制,各個(gè)零件的具體連接方式均采用現(xiàn)有技術(shù)中成熟的螺栓、鉚釘、焊接、粘貼等常規(guī)手段,在此不再詳述。參照圖1-4,本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施方式包括天車軌道1,天車軌道1上滑動設(shè)置有天車吊臂2,天車吊臂2上設(shè)置有編碼器3,編碼器3將天車吊臂2的速度和位置信息傳輸至控制器4,所述天車軌道1的側(cè)面設(shè)置有滑槽5,天車吊臂2上設(shè)置有剎車機(jī)構(gòu),剎車機(jī)構(gòu)包括液壓驅(qū)動底板6,液壓驅(qū)動底板6的中間固定有支撐塊7,支撐塊7的兩側(cè)設(shè)置有氣囊8,氣囊8的外側(cè)設(shè)置有彈性連接部9,支撐塊7位于滑槽5的內(nèi)部,彈性連接部9位于滑槽5的兩側(cè),氣囊8位于支撐塊7與滑槽5之間的空隙中,支撐塊7的頂部設(shè)置有第一剎車片10,彈性連接部9的頂部設(shè)置有第二剎車片12,第一剎車片10和第二剎車片12與滑槽5選擇性接觸;天車吊臂2位于移動方向的兩端分別設(shè)置有一個(gè)溫度傳感器11,任意一個(gè)彈性連接部9上設(shè)置有摩擦力傳感器13;溫度傳感器11和摩擦力傳感器13分別將檢測信號傳輸至控制器4,控制器4的輸出端與液壓驅(qū)動底板6通訊連接,通過控制液壓驅(qū)動底板6的位置來調(diào)整剎車壓力。滑槽5的中心設(shè)置有弧形凹槽14,第一剎車片10與弧形凹槽14相配合,弧形凹槽14的兩側(cè)設(shè)置有側(cè)凹槽15,側(cè)凹槽15底部設(shè)置有通風(fēng)孔16;滑槽5的外側(cè)邊沿設(shè)置有圓角。氣囊8的表面設(shè)置有若干條導(dǎo)流槽17,導(dǎo)流槽17的兩側(cè)設(shè)置有橡膠凸緣18,橡膠凸緣18內(nèi)設(shè)置有若干段相互分離的鋼絲19,橡膠凸緣18的高度為0.95mm。支撐塊7通過活動連接部連接有第一剎車片10,活動連接部包括導(dǎo)向槽和位于導(dǎo)向槽內(nèi)的導(dǎo)向桿20,導(dǎo)向桿20在第一剎車片10上,導(dǎo)向槽包括中間部分的第一弧形槽體21和與第一弧形槽體21兩端平滑連接的第二弧形槽體22,第二弧形槽體22的弧度大于第一弧形槽體21,第二弧形槽體22內(nèi)設(shè)置有橡膠阻尼塊23。彈性連接部9固定在第一連桿24上。第一連桿24鉸接于液壓驅(qū)動底板6上,第二連桿25一端鉸接于第一連桿24上,第二連桿25的另一端設(shè)置有橡膠球26,液壓驅(qū)動底板6上設(shè)置有橢圓形卡槽27,橡膠球26卡接在橢圓形卡槽27內(nèi)。彈性連接部9包括彈簧體28,彈簧體28內(nèi)固定有橡膠柱29,橡膠柱29與彈簧體28間隙配合。另外,氣囊8與彈簧體28緊密貼合,氣囊8填充在彈簧體28的縫隙中。當(dāng)氣囊8受到擠壓力時(shí),彈簧體28縫隙中的氣囊8對彈簧體28進(jìn)行支撐。氣囊8與第一剎車片10緊密配合,當(dāng)氣囊8受到擠壓力時(shí),氣囊8對第一剎車片10進(jìn)行擠壓,從而實(shí)現(xiàn)當(dāng)整個(gè)剎車機(jī)構(gòu)的制動力發(fā)生變化時(shí),第一剎車片10和第二剎車片12的剎車制動動作都可以通過氣囊8的擠壓進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié),從而提高剎車制動力的均勻釋放。一種使用上述的改進(jìn)的天車定位裝置的定位方法,包括以下步驟:A、編碼器3對天車吊臂2的位置進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測并將位置數(shù)據(jù)傳至控制器4;B、當(dāng)天車吊臂2運(yùn)動至預(yù)剎車距離以內(nèi)時(shí),控制器4通過控制液壓驅(qū)動底板6進(jìn)行時(shí)間長度為0.5s~0.7s的點(diǎn)剎,控制器4將進(jìn)行點(diǎn)剎過程中液壓驅(qū)動底板6的制動壓力與天車吊臂2的速度變化率進(jìn)行記錄,結(jié)合天車吊臂2的實(shí)際速度和實(shí)際位置計(jì)算出理論制動力的數(shù)值;計(jì)算方法為:將點(diǎn)剎過程的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線擬合,將天車吊臂2的實(shí)際速度和實(shí)際位置代入擬合出的曲線方程,得出理論制動力的數(shù)值;預(yù)剎車距離優(yōu)選為天車整個(gè)運(yùn)動距離的20%~30%;C、當(dāng)天車吊臂2進(jìn)入正式剎車距離內(nèi)時(shí),控制器4控制液壓驅(qū)動底板6施加步驟B中計(jì)算出的理論制動力,與此同時(shí)溫度傳感器11和摩擦力傳感器13將檢測到的溫度數(shù)據(jù)和摩擦力數(shù)據(jù)同步傳遞至控制器4;D、控制器4根據(jù)溫度數(shù)據(jù)和摩擦力數(shù)據(jù)對理論制動力進(jìn)行實(shí)時(shí)修正,最終使天車吊臂2剎停在停止位置;修正方法為:使用溫度數(shù)據(jù)和摩擦力數(shù)據(jù)分別對天車吊臂2位置理論值與實(shí)際值的偏差值進(jìn)行關(guān)聯(lián)處理,得到溫度數(shù)據(jù)與偏差值的映射函數(shù)和摩擦力數(shù)據(jù)與偏差值的映射函數(shù),然后將兩個(gè)映射函數(shù)進(jìn)行加權(quán)擬合,得到修正函數(shù),對理論制動力進(jìn)行實(shí)時(shí)修正;其中,將摩擦力數(shù)據(jù)與兩個(gè)測量點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)處理,得到摩擦力數(shù)據(jù)與溫度數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)函數(shù)關(guān)系,然后再使用這個(gè)關(guān)聯(lián)函數(shù)對上述的兩個(gè)映射函數(shù)的加權(quán)權(quán)重值進(jìn)行修正,從而提高修正函數(shù)的修正準(zhǔn)確度。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)天車快速、無抖動地剎車定位,縮短了高精度定位所需的時(shí)間。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解,本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制,上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理,在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下,本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn),這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。