剪叉式升降机的故障自检装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本实用新型涉及一种自动化顶升设备，尤其是一种剪叉式升降机。
【背景技术】
[0002] 升降机作为一种自动化顶升设备，主要用来对物料或者人进行顶升，在物料输送 线、零部件装配线和立体仓库等领域都有着广泛应用。在工业生产过程中，设备的突然故障 就会造成设备无法继续使用，特别是生产线中的关键设备，一旦发生故障就可能会造成整 个生产线的停止，这对生产厂商造成的损失是巨大的。针对这种问题，生产厂商就需要定期 安排相关人员对生产线的设备进行检修，并在备件库中配备大量的备件，而这同样需要投 入大量的人力和财力成本，故在工业生产过程中设计具有故障自检功能的设备来保证设备 的持续运行有着非常现实的意义。传统的升降机并没有对其关键部件进行实时自动检测， 也就无法提前对升降机故障进行预警，完全需要人工进行定期的维护和检修。
【发明内容】
[0003] 本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种剪叉式升降机的故 障自检装置，采用智能传感器对剪叉式升降机的关键部件进行实时检测，并在人机界面显 示部件当前状态;并可依据设备部件的阀值并结合故障规则对已经需要维修或更换的部件 进行报警。本实用新型采用的技术方案是：
[0004] -种剪叉式升降机的故障自检装置，包括:检测单元、控制单元、人机界面；
[0005] 所述检测单元设置在剪叉式升降机上，通过检测单元对剪叉式升降机皮带的伸长 距离、电机减速器的振动和电机的运行数据进行自动检测，然后通过控制单元相应的接口 采集检测的数据，并利用采集的数据结合剪叉式升降机设备部件故障规则进行部件状态判 断，最终通过人机界面对剪叉式升降机设备状态进行实时显示。
[0006] 进一步地，
[0007] 所述检测单元中包括变频器、振动传感器、和旋转编码器；
[0008] 控制单元通过变频器连接剪叉式升降机的电机，通过控制单元与变频器的接口读 到变频器采集到的电机运行数据；
[0009] 振动传感器安装在剪叉式升降机的电机减速器上，采集电机减速器的振动数据， 并回传至控制单元；
[0010]旋转式编码器安装在剪叉式升降机上用于带动皮带的主轴上，采集剪叉式升降机 的剪叉平台位于下极限位置时主轴的绝对角度位置，通过主轴角度变化检测皮带伸长距 离。
[0011] 更进一步地，剪叉式升降机包括左剪叉平台、右剪叉平台；
[0012] 所述旋转式编码器采用绝对式旋转编码器，包括左编码器和右编码器；左编码器 和右编码器分别连接剪叉式升降机的左主轴和右主轴;左主轴和右主轴分别带动左皮带和 右皮带；左主轴通过左皮带拉动左横杆，实现左剪叉平台的升降；右主轴通过右皮带拉动右 横杆实现右剪叉平台的升降；左主轴和右主轴上分别设有左带轮和右带轮，左带轮和右带 轮通过中皮带连接，从而使得左主轴和右主轴联动；
[0013]对于右皮带伸长距离的计算，当右剪叉平台停在下极限位置，右编码器在剪叉式 升降机投入使用前测得右皮带正常状态下右主轴的角度为9lr，伸长状态下测得此时的角度 为02r，右主轴的半径为R r，设下极限位置时左、右主轴上缠绕的皮带不足一圈，则右皮带的 伸长距离Lr为
[0015]对于左皮带伸长距离的计算，左编码器测得左皮带正常状态下左主轴的角度为 θη，伸长状态下测得此时的角度为Θ21，左主轴的半径为，则左皮带的伸长距离Li为
[0017]通过左、右主轴角度变化即可检测左、右皮带伸长距离。
[0018] 更进一步地，
[0019] 控制单元对电机减速器的振动数据进行快速傅里叶变换，得出振动数据的频域表 示，通过在时域和频域分别设定振动幅值的阀值进行电机减速器状态的判断，时域和频域 分析中只要其中一个的振动幅值超过阀值，即进行告警提示。
[0020] 进一步地，
[0021] 控制单元包括PLC和模拟量输入扩展模块，振动传感器的输出口是模拟量，通过模 拟量输入扩展模块接入PLC。
[0022] 更进一步地，
[0023] 控制单元的PLC通过Profibus接口连接变频器。
[0024] 更进一步地，
[0025] 旋转编码器通过Profibus接口连接控制单元的PLC。
[0026]本实用新型的优点在于:本实用新型通过对剪叉式升降机关键部件进行合理的实 时检测，实现皮带伸长数据、电机减速器振动数据和电机运行电流数据的监测，实时显示部 件的状态，并对危险部件进行报警显示，提醒工人进行更换或维修。同时，人机界面提供设 备部件阀值设定和报警复位功能。控制单元可根据设置的阀值信息通过分析从而得出升降 机关键部件的故障诊断结果。本实用新型实现了升降机故障的自动预警，避免了人工定期 维护。
【附图说明】
[0027]图1为本实用新型的原理框图。
[0028] 图2为本实用新型的剪叉式升降机机械结构图。
[0029] 图中：升降机单元1、检测单元2、控制单元3、人机界面4、左剪叉平台5、左横杆6、左 皮带7、左主轴8、左带轮9、右主轴10、中皮带11、右带轮12、万向联轴器13、电机减速器14、电 机15、振动传感器16、右皮带17、下限位接近开关18、右横杆19、右剪叉平台20、上限位接近 开关21、右编码器22和左编码器23。
【具体实施方式】
[0030] 下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
[0031] 参见图1，本实用新型提供了一种增加了故障自检装置的剪叉式升降机，升降机单 元1、检测单元2、控制单元3和人机界面4。升降机单元1就是本实用新型中的剪叉式升降机。 检测单元2中包括变频器、振动传感器16、和旋转编码器。
[0032] 所述检测单元2设置在剪叉式升降机上，通过检测单元2对剪叉式升降机皮带的伸 长距离、电机减速器的振动和电机的运行数据进行自动检测，然后通过控制单元3相应的接 口采集检测的数据，并利用采集的数据结合剪叉式升降机设备部件故障规则进行部件状态 判断，最终通过人机界面4对剪叉式升降机设备状态进行实时显示。人机界面4也会对采集 的历史数据进行显示，对设备故障部件进行报警，并提供了用户输入功能:包括设备部件的 阀值设定、设备地址设定、报警复位和当前时间设定等功能。同时，为了方便与大型系统的 集成，控制单元3留有与外部通信的多种接口。
[0033] 剪叉式升降机包括左剪叉平台5、左横杆6、左皮带7、左主轴8、左带轮9、右主轴10、 中皮带11、右带轮12、万向联轴器13、电机减速器14、电机15、振动传感器16、右皮带17、下限 位接近开关18、右横杆19、右剪叉平台20、上限位接近开关21、右编码器22和左编码器23。 [0034]电机15和电机减速器14采用的是SEW的减速电机，电机首先通过电机减速器14增 大扭矩，然后通过万向联轴器13将扭矩传递到右剪叉平台20上的右主轴10,右主轴10通过 右皮带17拉动右横杆19实现右剪叉平台20的升降；左主轴8和右主轴10上分别设有左带轮9 和右带轮12,左带轮9和右带轮12通过中皮带11连接，从而使得左主轴8和右主轴10联动;右 主轴10上的右带轮12通过中皮带11将扭矩传递到左主轴8上的左带轮9,左主轴8通过左皮 带7拉动左横杆6,实现左剪叉平台5的升降；由于左主轴8和右主轴10的直径相同，左带轮9 和右带轮12的直径相同，从而实现了左剪叉平台5和右剪叉平台20的同步升降，且保持了左 右剪叉平台位于同一平面上。
[0035] 左编码器23和右编码器22均采用绝对式旋转编码器;对于绝对式旋转编码器的安 装，分别在左主轴8和右主轴10末端平面钻一个直径为6mm的孔，左编码器23和右编码器22 通过过盈配合分别与左主轴和右主轴连接，这样主轴和编码器就可以同步转动，从而可以 测量主轴的绝对角度值。
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