升降机与自动行车防碰撞装置的制作方法

本实用新型属于自动生产线技术领域，具体是一种升降机与自动行车防碰撞装置，同时也是一种涉及传感器技术、移动位置控制、自动控制技术等多种技术集成于一体的综合安全保护装置。

背景技术：

在自动生产线中进行例如电镀等表面处理时，通常使用H型的行车来运送工件。如图1和图2所示，工件1安装在阳极梁2上，阳极梁2先挂在行车3的挂钩4上；行车3通过挂钩4的升降将阳极梁2提升，然后水平移动，再下降实现工件1的移送；移送到位后，行车3将工件1放置到升降机5上，通过行车3的继续下降，阳极梁2脱离行车3，然后行车3水平移开，实现阳极梁2的上下移动，使工件1下降到合适的高度便于操作者装卸工件。因此，工件是从阳极梁上安装或卸载的，阳极梁是载具，升降机通过升降运动使操作者可在阳极梁上装卸工件。行车将装卸好工件的阳极梁起吊行走以完成工件的移送。

行车在完成移送任务后，可能会自行水平移动(此时行车的挂钩4会在最低点)，而升降机带阳极梁可能会进行升降运行，这个时候行车的水平移动与升降机的升降运行可能会发生物理空间的碰撞。图2中，行车3的挂钩4处于最低点，当升降机5上的阳极梁2处于最高点并被锁定时，行车3可以自由水平移动，没有任何危险。如图3所示，行车3的挂钩4处于最低点，升降机5在从最高点位置往下移动，只有当移动到图3所示阳极梁2的最高点低于行车3的挂钩4的最低点以后，行车3才能自由水平移动，这样一段区域B容易发生碰撞，因而该区域B被称为危险区域。

行车与升降机发生碰撞的时候可能会产生下列安全危害：阳极梁从升降机掉落，可能会伤害下面的操作者；会损坏升降机以及行车的挂钩；导致产品和阳极梁损坏。

当前防止碰撞的方案如图4所示：由于采用链轮装置，升降机5上升的时候外侧链条6下降，当升降机5下降的时候外侧链条6上升；因此在升降机外侧链条6上安装一段长约400—500毫米的感应触发金属片7，并通过接近开关8检测升降机5的高度以判断升降机5是否进入危险区域，接近开关8的信号送往升降机控制系统中，通过下述逻辑就可以保护行车3与升降机5不会发生碰撞：正常装卸操作过程中，在工件没有装卸完成的时候，升降机禁止进入危险区；若操作者操作升降机上升，在接近开关检测到升降机进入危险区时，控制系统会立刻停止操作者的上升操作，同时控制系统自动使升降机下降直到脱离危险区。

上述防碰撞的方案存在以下缺陷：1、感应触发为非接触式触发，常见接近开关最远为30毫米有效，而链条与感应触发金属片要自由上下运动，所以接近开关不能接触感应触发金属片，否则可能会撞坏接近开关。而链条与感应触发金属片在上下运动的时候自然会发生前后摆动，所以可能会出现感应触发不到的情况，这时候有可能感应触发安全保护会短暂失效；2、操作者操作升降机上升，进入危险区域的时候，升降机会自动下降一段距离导致操作者不能很好的装卸产品，甚至措手不及导致夹具或工件掉落引起工件划伤，影响产品品质；3、行车在水平移动越过此升降机的时候，可能因为升降机突然进入该区域导致行车临时改变行走目标，突然加速或减速导致行车发生晃动；4、从逻辑上分析，当检测到升降机进入危险区域的时候，系统仅仅知道升降机进入危险区域，导致自动化系统并不能够妥善的处理这种危险，所以只能以强制升降机下降的方式来进行安全规避。

综上所述，行业非常需要一种非常安全可靠的升降机与自动行车防碰撞的装置。

技术实现要素：

针对现有技术中防碰撞的方案存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种安全可靠的升降机与自动行车防碰撞的装置。

为了实现以上目的，本实用新型提出的一种升降机与自动行车防碰撞装置，包括中控系统、操作按钮盒、上到位开关、上安全开关、下安全开关、触发杆；中控系统分别与相协作的升降机控制器及行车控制器电连接；升降机控制器分别与所述操作按钮盒、上到位开关、上安全开关、下安全开关电连接；所述上到位开关、上安全开关和下安全开关按从上到下依序安装在升降机的机架上，触发杆安装在升降机的升降车体上；所述上到位开关处于阳极梁在升降机的上升顶点时所述触发杆所对应的触发位置上；上安全开关处于阳极梁在升降机危险区域以下第一预设位置时所述触发杆所对的触发位置上；下安全开关处于阳极梁在升降机危险区域以下第二预设位置时所述触发杆所对的触发位置上。

进一步的，所述上到位开关、上安全开关和下安全开关均为行程开关。

进一步的，所述操作按钮盒至少具有上升按钮、下降按钮、完成按钮以及工作指示灯。

可选的，所述触发杆为固定在升降机的升降车体上的角铁。

可选的，所述中控系统为PLC中控系统，升降机控制器为升降机PLC控制器，行车控制器为行车PLC控制器。

可选的，所述危险区域的长度为400mm～500mm。

可选的，所述上安全开关处于阳极梁在升降机危险区域下沿时对应的位置上，下安全开关位于上安全开关以下20mm～30mm处。

本实用新型至少具备以下有益效果；

1、中控系统可通过检测上到位开关、上安全开关以及下安全开关的触发信号对升降机控制器及行车控制器进行控制，并对升降机和行车进行复合联锁逻辑控制，实现某一时间段只能由升降机和行车中的一者执行通过危险区域的动作，避免二者发生碰撞。

2、采用的是开关与触发杆相触碰来产生触发信号的机械触发方式，相对于感应式开关的抗干扰能力更强，可靠性大幅度提高。

3、进一步方案中，上到位开关、上安全开关、下安全开关均为行程开关，受升降机的升降车体摆动的影响较小，可靠性高。

附图说明

图1是现有技术中自动行车与升降机协作运送工件的结构原理示意图。

图2是图1中A处放大图。

图3是在图2的基础上进一步展示出危险区域后的示意图。

图4是现有技术中防碰撞方案的结构原理图。

图1至图4中：1－工件，2－阳极梁，3－行车，4－挂钩，5－升降机，B－危险区域，6－外侧链条，7－感应触发金属片。8－接近开关。

图5是实施例提出的一种升降机与自动行车防碰撞装置的部分结构原理示意图。

图6是实施例提出的一种升降机与自动行车防碰撞装置的连接结构框图。

图5中：2－阳极梁，4－挂钩，5－升降机，B－危险区域，30－上到位开关，40－上安全开关，50－下安全开关，60－操作按钮盒。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员理解，下面将结合附图以及实施例对本实用新型进行进一步描述。

请参阅图5和图6，实施例提出的一种升降机与自动行车防碰撞装置，包括PLC中控系统10、操作按钮盒20、上到位开关30、上安全开关40、下安全开关50、触发杆60；中控系统10分别与相协作的升降机控制器70及行车控制器80电连接；升降机控制器70分别与所述操作按钮盒20、上到位开关30、上安全开关40、下安全开关50电连接；所述上到位开关30、上安全开关40和下安全开关50按从上到下依序安装在升降机的机架上，触发杆60安装在升降机的升降车体上；所述上到位开关30处于阳极梁2在升降机5的上升顶点时所述触发杆60所对应的触发位置上；上安全开关40处于阳极梁2在升降机5危险区域以下第一预设位置时所述触发杆60所对的触发位置上；下安全开关50处于阳极梁2在升降机5危险区域以下第二预设位置时所述触发杆60所对的触发位置上。

本实施例中，中控系统10具体为PLC中控系统，还可采用单片机、工业控机等可以编程进行控制的设备；相应的，升降机控制器70具体为升降机PLC控制器，行车控制器80具体为行车PLC控制器。其中，升降机控制器70指升降机自身配置的控制器，行车控制器80指行自身配置的控制器。操作按钮盒60具有人机界面及接口，至少设置有上升按钮、下降按钮、完成按钮以及工作指示灯，其中，上升按钮、下降按钮、完成按钮分别用于控制升降机的升降车体做出上升、下降、完成动作。上到位开关30、上安全开关40和下安全开关50均为行程开关，包括一般的行程开关以及微动开关、限位开关等，其触发机构的形式可以是触须形、摆杆型、盘簧型、钢丝型等多种形式。

本实施例中，所述触发杆60的结构相对简单，例如可以是一块固定在升降机的升降车体上的角铁，其跟随升降车体的升降而升降。当然，触发杆60的结构不限，只要升降到相应位置可相应对上到位开关30、上安全开关40和下安全开关50进行触发即可。

上到位开关30用于检测升降机上升到顶，若接收到其触发信号，则阳极梁已经完全到达升降机的顶点，表示行车可以安全自由的通过。上安全开关40用于检测升降机是否进入危险区域，若其信号被最后触发并断开，并且没有接收到上到位开关30的触发信号，可以判断升降机进入了危险区域。下安全开关50用于检测是否进入安全区域，若其信号被最后触发并断开，可以判断升降机脱离危险区域进入安全区，行车可以安全自由的通过。

本实施例中的危险区域可由人工设定，同时上到位开关30、上安全开关40、下安全开关50以及触发杆60的位置亦可由人工设定。但需满足以下条件：阳极梁在升降机的上升顶点时，触发杆60能与上到位开关30接触，并产生触发信号；阳极梁处于升降机危险区域以下一定距离时(第一预设位置)，触发杆60能与上安全开关40接触，并产生触发信号；阳极梁处于上安全开关40以下一定距离时(第二预设位置)，触发杆60能与下安全开关50接触，并产生触发信号。

作为参考，但不限于以下数值，需根据具体情况而定：危险区域的长度约为400mm～500mm，上安全开关40处于阳极梁2在升降机危险区域下沿时对应的位置上，下安全开关50位于上安全开关40以下20mm～30mm处。

自动生产线中使用本实施例后的工作原理参考如下：

1.行车通过行走----上升----行走----下降过程，把工件吊放到升降机上。

2.中控系统调度行车移离此区域。

3.行车离开此区域后中控系统发信号给升降机控制器，允许开始生产。

4.升降机控制器收到开始生产信号后，给中控系统发出请求通过危险区域的申请。

5.中控系统处理升降机控制器的申请，行车被锁定不能通过该区域，并控制升降机自动下降。

6.升降机控制器控制升降机自动下降先后触碰上安全开关、下安全开关，最后离开下安全开关，升降机脱离危险区，自动下降完成，并解除申请信号。

7.升降机脱离危险区后，行车与升降机可以各自独立运行，不会发生碰撞。

8.这时候操作按钮盒上的工作指示灯以1.6秒的频率开始闪烁，允许操作升降机上升与下降。

9.这个阶段，在操作升降机上升的过程中，触发杆触碰到下安全开关的时候，升降机控制器控制升降机禁止再上升，因为进入不了危险区域，因此升降机与行车的运行都是安全的。

10.当操作者装卸工件完毕，按下操作按钮盒上的完成按钮，升降机控制器收到按钮信号，锁定升降操作按钮，工作指示灯常亮，升降机开始自动上升。

11.当升降机触碰到下安全开关的时候，升降机会暂停。

12.暂停的时候，升降机控制器会再次向中控系统发出请求通过危险区域的申请。

13.中控系统处理升降机控制器的申请，行车被锁定不能通过该区域，并允许升降机上升。

14.升降机控制器控制升降机自动上升先后触碰下安全开关、上安全开关，最后触碰到上到位开关，升降机脱离危险区，自动上升完成，本次升降机操作也完成，并解除申请信号。

15.行车在执行任务的时候，若需要通过该升降机(会经过危险区)，行车也会向中控系统发送申请，中控系统通过检测，封闭了升降机控制器的请求，解开行车允许通过该区域的限制。

16.行车越过升降机区域后，中控系统再次封闭行车通过该区域的限制，这个时候，若有升降机控制器的通过申请就可以得到允许。

17.当行车与升降机控制器同时进行通过请求的时候，通常情况下先申请的优先，假如在同一个扫描周期被检测到，依据程序运算的先后顺序，是行车优先通过。

从上述16个步骤可以看出，升降机准备进入危险区域的过程不是由人工操作实施的，而是由中控系统进行自动控制的，且通过复合联锁逻辑，使其与行车根本不会发生碰撞。从而彻底的保证了升降机与自动行车的安全运行。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。