本發(fā)明涉及鋼軌吊運(yùn)設(shè)備領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種雙光電開關(guān)橫梁定位系統(tǒng)及其定位方法。

背景技術(shù)：

目前，在各基地的長鋼軌焊接過程中，焊軌基地基本都采用了集中控制的長鋼軌群吊來吊運(yùn)最長500米的長鋼軌，即為使用了PLC主、從站控制模式，主站實(shí)現(xiàn)動(dòng)作指令的發(fā)送和各個(gè)從站執(zhí)行后的反饋信息及各從站之間的協(xié)調(diào)，從站使各吊機(jī)之間控制相對(duì)獨(dú)立。

而現(xiàn)在常用的兩種定位控制方式為：一種是伺服加變頻器調(diào)速控制系統(tǒng)，其優(yōu)點(diǎn)是：1.定位精度準(zhǔn)；2.相應(yīng)速度快等。其缺點(diǎn)是：1.對(duì)外界的要求比較高，尤其溫度要求在0～40°左右；2.對(duì)打滑造成的位置誤差不易彌補(bǔ)，且不適合室外的工作環(huán)境；3.存在因干擾而引起的找不到位置現(xiàn)象。

還有一種是采用WCS尺加變頻器調(diào)速控制系統(tǒng)，其優(yōu)點(diǎn)是：1.定位精確；2.環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)；3.不易磨損。其缺點(diǎn)是：1.成本高；2.信息讀取易干擾；3.損壞無法維修等。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種雙光電開關(guān)橫梁定位系統(tǒng)及其定位方法，具有環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，還解決了抗干擾的問題，且還具有維護(hù)方便和檢修成本低的特點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一方面，一種雙光電開關(guān)橫梁定位系統(tǒng)，包括橫梁、走行小車、電動(dòng)葫蘆、升降裝置和吊具，走行小車的上端設(shè)于橫梁的下端，使走行小車能夠在橫梁的下端上水平移動(dòng)，走行小車的下端與電動(dòng)葫蘆的上端相連，電動(dòng)葫蘆的下端與升降裝置的上端相連，升降裝置的下端與吊具相連，還包括子站PLC模塊、主站總控系統(tǒng)、定位尺和雙光電開關(guān)裝置，主站總控系統(tǒng)與子站PLC模塊相連，主站總控系統(tǒng)通過輸出指令用以控制子站PLC模塊，并接收子站PLC模塊回饋的數(shù)據(jù)，子站PLC模塊再與雙光電開關(guān)裝置相連，用以采集雙光電開關(guān)裝置的脈沖信號(hào)，通過采集的脈沖信號(hào)并結(jié)合主站總控系統(tǒng)輸出的指令，控制該定位系統(tǒng)的運(yùn)行動(dòng)作，定位尺設(shè)于橫梁上，定位尺上還設(shè)有數(shù)個(gè)發(fā)訊槽，雙光電開關(guān)裝置設(shè)于電動(dòng)葫蘆上，雙光電開關(guān)裝置用以檢測定位尺上的發(fā)訊槽，并產(chǎn)生脈沖信號(hào)，雙光電開關(guān)裝置包括發(fā)射板、安裝架、光電開關(guān)和開關(guān)引線，安裝架呈U字形設(shè)置，連于電動(dòng)葫蘆上，反射板設(shè)于安裝架一側(cè)面上，光電開關(guān)和開關(guān)引線設(shè)于安裝架的另一側(cè)面上。

所述的數(shù)個(gè)發(fā)訊槽均勻間隔設(shè)置于定位尺上，每個(gè)發(fā)訊槽為一個(gè)軌位，使得反射板通過發(fā)訊槽與光電開關(guān)發(fā)射檢測脈沖信號(hào)，從而再通過子站PLC模塊轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的位置信號(hào)。

所述的光電開關(guān)與子站PLC模塊相連。

所述的子站PLC模塊采用EEPROM存儲(chǔ)方式。

所述的升降裝置上還設(shè)有止擺機(jī)構(gòu)，升降裝置通過止擺機(jī)構(gòu)連于電動(dòng)葫蘆的下端，止擺機(jī)構(gòu)包括機(jī)罩架、止擺頭、止擺座、復(fù)位彈簧、連桿部件、止擺繩、滑輪和止擺配重，機(jī)罩架呈水平設(shè)置，連于電動(dòng)葫蘆的下端，連桿部件也呈水平設(shè)置，設(shè)于機(jī)罩架的下方，止擺座具有一對(duì)，分別設(shè)于連桿部件的兩端，止擺頭具有一對(duì)，分別設(shè)于連桿部件的兩端，且設(shè)于止擺座的內(nèi)側(cè)，復(fù)位彈簧具有一對(duì)，分別設(shè)于連桿部件的兩端，且設(shè)于止擺頭的內(nèi)側(cè)，滑輪具有數(shù)個(gè)，機(jī)罩架兩端的上表面分別連有一個(gè)滑輪，連桿部件兩端下方也分別連有一個(gè)滑輪，滑輪通過止擺繩相互串通，止擺繩上連有止擺配重。

另一方面，一種雙光電開關(guān)橫梁定位系統(tǒng)的定位方法，包括以下的步驟：

S1.先在主站總控系統(tǒng)中輸入條件設(shè)置，即為對(duì)子站PLC模塊發(fā)出工作指令，并檢查主站總控系統(tǒng)和相關(guān)通訊處于正常狀態(tài)；

S2.子站PLC模塊接收到主站總控系統(tǒng)的指令后，通過電動(dòng)葫蘆控制走行小車在橫梁上以16米/min的速度向起吊起點(diǎn)移動(dòng)，當(dāng)距離起吊起點(diǎn)還有最后兩個(gè)軌位時(shí)，走行小車逐漸減速至6米/min的速度，到達(dá)起吊起點(diǎn)后停止移動(dòng)，升降裝置通過止擺機(jī)構(gòu)止住擺動(dòng)，向下降；

S3.升降裝置下降至碰軌信號(hào)后，打開吊具，夾緊鋼軌，然后回升至工作高度；

S4.再通過電動(dòng)葫蘆控制走行小車在橫梁上以16米/min的速度高速向起吊終點(diǎn)移動(dòng)，當(dāng)距離起吊終點(diǎn)還有最后兩軌位時(shí)，走行小車逐漸減速至6米/min的速度，到達(dá)起吊終點(diǎn)后停止移動(dòng)，升降裝置通過止擺機(jī)構(gòu)止住擺動(dòng)，向下降；

S5.升降裝置下降至碰軌信號(hào)后，打開吊具，放松鋼軌，然后回升至工作高度。

所述的S2步驟中，雙光電開關(guān)裝置檢測定位尺的發(fā)訊槽，并產(chǎn)生脈沖信號(hào)，定位尺通過子站PLC模塊將雙光電開關(guān)裝置的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成位置信號(hào)，子站PLC模塊再根據(jù)主站總控系統(tǒng)的指令，計(jì)算并驅(qū)動(dòng)電動(dòng)葫蘆移動(dòng)的方向和速度。

所述的采集脈沖信號(hào)是雙光電開關(guān)裝置采集到相鄰兩個(gè)發(fā)訊槽為一次脈沖信號(hào)，若只采集到一個(gè)發(fā)訊槽，則不作為一次脈沖信號(hào)。

在上述的技術(shù)方案中，本發(fā)明的定位尺通過子站PLC模塊將雙光電開關(guān)裝置產(chǎn)生的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成位置信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)具備與WCS尺的同等功能閉環(huán)定位功能，同時(shí)具有成本低、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、無干擾問題，且容易維護(hù)和檢修成本低等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明整體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明中定位尺和雙光電開關(guān)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明中止擺機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明定位方法的步驟流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

請(qǐng)結(jié)合圖1和圖2所示，本發(fā)明所提供的一種雙光電開關(guān)橫梁定位系統(tǒng)，包括橫梁1、走行小車2、電動(dòng)葫蘆3、升降裝置4和吊具5，走行小車2的上端設(shè)于橫梁1的下端，使走行小車2能夠在橫梁1的下端上水平移動(dòng)，走行小車2的下端與電動(dòng)葫蘆3的上端相連，電動(dòng)葫蘆3用以驅(qū)動(dòng)走行小車2的移動(dòng)，電動(dòng)葫蘆3的下端與升降裝置4的上端相連，升降裝置4的下端與吊具5相連，升降裝置4用以控制吊具5的下降和上升，而吊具5用以夾緊和放松鋼軌6，上述為現(xiàn)有技術(shù)部分，再此就不再贅述。與現(xiàn)有技術(shù)不同的是，還包括子站PLC模塊7、主站總控系統(tǒng)8、定位尺9和雙光電開關(guān)裝置，主站總控系統(tǒng)8與子站PLC模塊7相連，主站總控系統(tǒng)8通過輸出指令用以控制子站PLC模塊7，并同時(shí)也接收子站PLC模塊7回饋的數(shù)據(jù)，子站PLC模塊7再與雙光電開關(guān)裝置相連，用以采集雙光電開關(guān)裝置的脈沖信號(hào)，通過采集的脈沖信號(hào)并結(jié)合主站總控系統(tǒng)8輸出的指令，控制該定位系統(tǒng)的運(yùn)行動(dòng)作，定位尺9設(shè)于橫梁1上，定位尺9上還設(shè)有數(shù)個(gè)發(fā)訊槽10，每個(gè)發(fā)訊槽10對(duì)應(yīng)一個(gè)軌位，雙光電開關(guān)裝置設(shè)于電動(dòng)葫蘆3上，雙光電開關(guān)裝置用以檢測定位尺9上的發(fā)訊槽10，并產(chǎn)生脈沖信號(hào)，雙光電開關(guān)裝置包括發(fā)射板11、安裝架12、光電開關(guān)13和開關(guān)引線14，安裝架12呈U字形設(shè)置，連于電動(dòng)葫蘆3上，反射板11設(shè)于安裝架12一側(cè)面上，反射板11通過發(fā)訊槽10才能與光電開關(guān)13發(fā)射檢測脈沖信號(hào)，光電開關(guān)13和開關(guān)引線14設(shè)于安裝架12的另一側(cè)面上，開關(guān)引線14用以接通電源，光電開關(guān)13與子站PLC模塊7相連，定位尺9通過子站PLC模塊7將雙光電開關(guān)裝置產(chǎn)生的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成位置信號(hào)，子站PLC模塊7對(duì)位置信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，同時(shí)再結(jié)合主站總控系統(tǒng)8的指令，計(jì)算并驅(qū)動(dòng)電動(dòng)葫蘆3移動(dòng)的方向和速度，從而對(duì)電動(dòng)葫蘆3進(jìn)行定位。

較佳的，所述的數(shù)個(gè)發(fā)訊槽10均勻間隔設(shè)置于定位尺9的下邊，而相鄰兩個(gè)發(fā)訊槽10之間的間距為軌位距離格擋15。

較佳的，所述的子站PLC模塊7采用EEPROM存儲(chǔ)方式，即使軌位數(shù)據(jù)信息在斷電的情況也不會(huì)丟失，停電重啟后不需要回零操作，通電后即自動(dòng)識(shí)別當(dāng)前軌位。

請(qǐng)結(jié)合圖3所示，所述的升降裝置4上還設(shè)有止擺機(jī)構(gòu)16，升降裝置4通過止擺機(jī)構(gòu)16連于電動(dòng)葫蘆3的下端，有效地防止升降裝置4和吊具5在停止移動(dòng)后，由于慣性產(chǎn)生的擺動(dòng)，極大地提高了升降裝置4和吊具5的精度及效率，止擺機(jī)構(gòu)16包括機(jī)罩架17、止擺頭18、止擺座19、復(fù)位彈簧20、連桿部件21、止擺繩22、滑輪23和止擺配重24，機(jī)罩架17呈水平設(shè)置，連于電動(dòng)葫蘆3的下端，連桿部件21也呈水平設(shè)置，設(shè)于機(jī)罩架17的下方，止擺座19具有一對(duì)，分別設(shè)于連桿部件21的兩端，止擺頭28具有一對(duì)，分別設(shè)于連桿部件21的兩端，且設(shè)于止擺座19的內(nèi)側(cè)，復(fù)位彈簧20具有一對(duì)，分別設(shè)于連桿部件21的兩端，且設(shè)于止擺頭18的內(nèi)側(cè)，滑輪23具有數(shù)個(gè)，機(jī)罩架17兩端的上表面分別連有一個(gè)滑輪23，連桿部件21兩端下方也分別連有一個(gè)滑輪23，滑輪23再通過止擺繩22相互串通，止擺繩22上連有止擺配重24，在連桿部件21的中間位置上還安裝了一個(gè)止擺電機(jī)25，用以驅(qū)動(dòng)整個(gè)止擺機(jī)構(gòu)16，止擺電機(jī)25又通過信號(hào)線26與吊具5相連。

請(qǐng)結(jié)合圖4所示，本發(fā)明所提供的一種雙光電開關(guān)橫梁定位系統(tǒng)的定位方法，包括以下的步驟：

S1.先在主站總控系統(tǒng)中輸入條件設(shè)置，即為對(duì)子站PLC模塊發(fā)出工作指令，并檢查主站總控系統(tǒng)和相關(guān)通訊處于正常狀態(tài)；

S2.子站PLC模塊接收到主站總控系統(tǒng)的指令后，通過電動(dòng)葫蘆控制走行小車在橫梁上以16米/min的速度向起吊起點(diǎn)移動(dòng)，當(dāng)距離起吊起點(diǎn)還有最后兩個(gè)軌位時(shí)，走行小車逐漸減速至6米/min的速度，到達(dá)起吊起點(diǎn)后停止移動(dòng)，升降裝置通過止擺機(jī)構(gòu)止住擺動(dòng)，向下降；

S3.升降裝置下降至碰軌信號(hào)后，打開吊具，夾緊鋼軌，然后回升至工作高度；

S4.再通過電動(dòng)葫蘆控制走行小車在橫梁上以16米/min的速度高速向起吊終點(diǎn)移動(dòng)，當(dāng)距離起吊終點(diǎn)還有最后兩軌位時(shí)，走行小車逐漸減速至6米/min的速度，到達(dá)起吊終點(diǎn)后停止移動(dòng)，升降裝置通過止擺機(jī)構(gòu)止住擺動(dòng)，向下降；

S5.升降裝置下降至碰軌信號(hào)后，打開吊具，放松鋼軌，然后回升至工作高度。

較佳的，所述的S2步驟中，雙光電開關(guān)裝置檢測定位尺的發(fā)訊槽，并產(chǎn)生脈沖信號(hào)，定位尺通過子站PLC模塊將雙光電開關(guān)裝置的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成位置信號(hào)，子站PLC模塊再根據(jù)主站總控系統(tǒng)的指令，計(jì)算并驅(qū)動(dòng)電動(dòng)葫蘆移動(dòng)的方向和速度。

較佳的，所述的采集脈沖信號(hào)是雙光電開關(guān)裝置采集到相鄰兩個(gè)發(fā)訊槽為一次脈沖信號(hào)，若只采集到一個(gè)發(fā)訊槽，則不作為一次脈沖信號(hào)。

另外，本發(fā)明的定位系統(tǒng)還可以由一個(gè)主站總控系統(tǒng)同時(shí)連接控制若干個(gè)子站PLC模塊以及相應(yīng)的吊機(jī)，每個(gè)子站PLC模塊之間可以通過CC-Link現(xiàn)場通訊總線實(shí)現(xiàn)信息傳遞。主站總控系統(tǒng)帶有人機(jī)控制界面，操作者只須在控制界面上輸入指定吊軌作業(yè)鋼軌的起始位置及吊運(yùn)鋼軌的終點(diǎn)存放位置，主站總控系統(tǒng)接收到吊軌操作指令后，將整個(gè)吊軌動(dòng)作循環(huán)分解為若干動(dòng)作，并將動(dòng)作指令傳送給各個(gè)子站PLC模塊。在運(yùn)行過程中控制和協(xié)調(diào)所有吊機(jī)的動(dòng)作，并在主站總控系統(tǒng)的屏幕上實(shí)時(shí)顯示所有吊機(jī)的工作狀況，當(dāng)所有吊機(jī)都完成一個(gè)動(dòng)作后，主站總控系統(tǒng)發(fā)出下一個(gè)動(dòng)作指令，直至完成全部吊軌循環(huán)，保證了所有吊機(jī)的同步動(dòng)作。

現(xiàn)以三臺(tái)吊機(jī)安裝在橫梁上為例，定位尺長度為6m，鋼軌位置間距為165mm，堆軌場設(shè)定了20個(gè)軌位，每個(gè)軌位都定義了一個(gè)軌位編碼，20個(gè)軌位共分為3組：左側(cè)滾道線設(shè)為進(jìn)軌滾道線，軌位編碼為1；中間堆場設(shè)為成品臺(tái)堆場，共10個(gè)軌位，軌位編碼為2～11；右側(cè)堆場設(shè)定為裝車位，共9個(gè)軌位，軌位編碼為12～20。通過本定位系統(tǒng)多次的重復(fù)定位后，三臺(tái)吊機(jī)在組合吊運(yùn)一根34m的鋼軌時(shí)，使得軌位重復(fù)定位的精度達(dá)到＜5mm，三個(gè)吊點(diǎn)目標(biāo)位置定位精度及吊點(diǎn)運(yùn)行過程中同步誤差均達(dá)到要求。另外，當(dāng)其中任一臺(tái)吊機(jī)出現(xiàn)意外狀況，主站控制系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)出停止信號(hào)，終止所有吊機(jī)的動(dòng)作。

本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來說明本發(fā)明，而并非用作為對(duì)本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對(duì)以上所述實(shí)施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。