专利名称：电镀行车控制系统及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种电镀行车控制系统及其控制方法，具体地说是解决电镀线 行车中的极杆堆积及极杆空闲的控制装置及其控制方法。
背景技术：
目前，电镀行车控制系统多采用顺序控制方式，即电镀行车按电镀工艺设 定时间及设定工艺路线运行，每个时刻电镀行车所在电镀液槽都是固定的。电 镀行车的人工操作会打乱原来的时间顺序，导致电镀行车执行动作的延迟，当
时间误差超过允许的范围，就容易出现极杆堆积的问题；所谓极杆堆积指在电 镀液槽内，每个工位只能放置一个极杆，当下一个工位有工件，而工件在当前 工位的加工时间到，如果当前极杆转移到下一工位就会产生极杆堆积，是生产 线的严重故障。如果当前极杆不转移，工件在电镀液槽的时间就会超过工件加 工的允许时间，会影响到加工工件的质量甚至会使加工工件报废。延长工件间 的上挂时间可以避免堆集杆，但会降低电镀加工的生产效率。当生产工艺的改 变或加工不同加工工件时，电镀线上需要的极杆数会有所不同，电镀线上的极 杆数多于需要的极杆数时就出现极杆空闲，会影响加工工件的正常退挂，影响 电镀线上的生产效率。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种电镀行车控制系统 及其控制方法，其能较好的解决电镀行车的极杆堆积和极杆空闲，使电镀生产 线的生产效率最高。
按照本发明提供的技术方案，所述电镀行车控制系统包括在线仿真器、现 场实时控制器、电动执行机构、电镀行车及检测装置；所述在线仿真器的输入 为工件的加工时间及加工工艺流程，所述在线仿真器的输出通过现场总线与现 场实时控制器相连；所述现场实时控制器的输出连接到电动执行机构，所述电 动执行机构驱动电动行车；检测装置检测电镀行车到达确定电镀工位的时间， 并反馈到所述在线仿真器；在线仿真器将检测到的电镀行车到达确定电镀工位 的时间与按照工艺流程设定时间之差作为现场实时控制器的控制输入。
所述电动执行机构包括提升电机、行走电机及减速机；所述提升电机通过 链条带动飞靶升降；所述行走电机及减速机带动电镀行车沿电镀槽导轨移动。 所述检测装置为一组无触点集成电路接近开关和镀锌信号板，所述接近开关固 定在电镀行车上，所述镀锌信号板采用2进制编码的顺序固定在各工位的正对 接近开关的位置，当电镀行车行走到各工位，接近开关和镀锌信号板的不同配 对组合表示不同工位。
所述在线仿真器为工业计算机。所述现场实时控制器为PLC或单片机。
所述电镀行车控制方法包括如下步骤一、 复位系统时间；
二、 根据加工工艺流程，得到第一挂工件在电镀工位加工的起止时间，并 开始加工第一挂工件，计时系统时间；
三、 判断后续上挂工件的情况当没有后续工件上挂时，按工艺流程进行 工件的加工，直至工件进入卸挂区，完成加工；当后续上挂的工件与正在加工 的工件相同时，执行步骤四；当后续上挂的工件与正在加工的工件不相同时， 执行步骤七；
四、 根据在线仿真器中的工艺模型、得到的正在加工工件在电镀工位加工 的起止时间及电镀行车控制的范围，预测后续工件在电镀工位加工的起止时间 及工件上挂时间间隔，使在所述的加工起止时间及上挂时间间隔内能避免发生 极杆堆积；
五、 在线仿真器通过总线，将电镀工位加工起止时间及工件上挂时间间隔 写入现场实时控制器，由现场实时控制器控制工件在电镀工位的加工时间；
六、 现场实时控制器根据工件在电镀工位加工的起止时间及检测装置检测 的行车到达电镀工位的时间，判断工件按工艺流程进入下一加工工位时，是否 与下一工位加工的结束时间相重叠；若重叠，延长工件在要求不严格的电镀工 位的加工时间；若不能进行所述延长加工时间操作，现场实时控制器发出极杆 堆积信号并指出极杆堆积的具体位置，等待人工处理，并人工调整在线仿真器 及现场实时控制器的参数，使加工工件不发生极杆堆积，继续进行工件的加工； 若不重叠，由现场实时控制器的输出驱动电动执行机构，使电镀行车带动工件 按工艺流程行走，并执行步骤三；
七、 根据工件的工艺流程，在在线仿真器中建立新加工工件的工艺模型并 计算加工该工件需要的极杆数，即电镀液槽内的极杆数加上各行车吊起的极杆 数，与生产线上现有的极杆总数相比较；当生产线上现有的总极杆数多于加工 工件加工工艺需要的极杆数时，现场实时控制器控制行车吊起极杆到卸挂区， 卸掉多余的极杆；当生产线上的极杆总数少于新产品需要的极杆数时，现场实 时控制器控制电镀行车到极杆存储区，从所述极杆存储区提取加工工件还需要 的极杆，并加入到电镀线上；当电镀线上的极杆数满足新产品需要的极杆时， 开始新产品上挂；在线仿真器根据工艺模型及系统时间，得到第一挂新产品在 电镀工位的加工起止时间，按工艺流程加工第一挂新产品，并执行步骤三。
本发明的优点是通过动态检测电镀行车的位置进行反馈，克服了电镀线 上极杆堆积、空极杆的问题，能够同时对不同工艺的工件进行加工，提高了电 镀线的自动化程度。
图1为电镀生产线的结构示意图。
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示， 一条电镀线包括 一系列电镀液槽11的两侧安装导轨10，电 镀行车4沿导轨10行走，所述电镀行车4上设有提升电机6、行走电机8、减
5速机9，所述提升电机6通过链条带动飞靶7的升降，所述行走电机8及减速机 9带动电镀行车4沿轨道10水平行走。电镀行车4设有接近开关13，在电镀液 槽11的各个加工工位上设有镀锌信号板12,所述镀锌信号板12与接近开关13 间相互配合构成检测装置。
所述电镀行车4沿导轨10做水平运动，用于移动加工工件到电镀液槽11 的各个工位。飞靶7上挂上待加工工件，提升电机6通过链条带动飞耙的升降， 飞靶7放入电镀液槽11内，进行工件的电镀加工，加工工件电镀完成后，电镀 行车4提升飞靶7离开电镀液槽11，通过行走电机8及减速机9带动飞靶7到 指定的位置。电镀液槽ll内设有功能不同的电镀液，加工工件放入电镀液槽ll 内，对工件进行电镀加工。
本发明所述电镀行车控制系统包括在线仿真器、现场实时控制器、电动执 行机构、电镀行车4及检测装置；所述在线仿真器的输入为工件的加工时间及 加工工艺流程，所述在线仿真器的输出通过现场总线与现场实时控制器相连； 所述现场实时控制器的输出连接到电动执行机构，所述电动执行机构驱动电动
行车4;检测装置检测电镀行车到达确定电镀工位的时间，并反馈到所述在线仿 真器；在线仿真器将检测到的电镀行车到达确定电镀工位的时间与预测时间之 差作为现场实时控制器的控制输入。
所述电动执行机构由提升电机6和行走电机8及减速机9组成，其中提升 电机6为2.2KW制动电机，行走电机8为1.5KW制动电机，减速机9为铝合金 减速机。
所述检测装置是由一组无触点集成电路接近开关13和镀锌信号板组成12， 当接近开关13正下方有镀锌信号板时，为高电平，无信号板时，为低电平。接 近开关13固定在行车上，镀锌信号板12采用2进制编码的顺序固定在各工位 的正对接近开关11的位置，当电镀行车4行走到各工位，接近开关11和镀锌 信号板12的不同配对组合表示不同工位。例如本方案采用4个接近开关11 确定各工位，0001代表一号工位，0010代表2号工位，类推1111代表15号工 位。
在线仿真器为工业计算机或其他监控和运算设备，主要是实现在线监测和 运算功能。在线仿真器中设有加工工件的工艺模型，所述工艺模型中包括工件 加工流程及加工要求等工件加工的详细信息。在线仿真器根据工艺模型、工件 加工流程及工艺要求，通过软件仿真方法，运算出加工工件避免发生极杆堆积 的上挂时间间隔和加工工件在电镀工位加工的时间范围。现场实时控制器为 PLC、单片机或其他控制器。在线仿真器与现场实时控制器通过现场总线进行通 信，并可修改现场实时控制器的参数。现场实时控制器中设有加工工件信息表， 加工工件上挂时，现场实时控制器通过査表方式控制加工工件在电镀工位加工 的时间及加工工艺流程。在线仿真器根据仿真运算结果与检测装置反馈的结构 相比较，将时间参数等信息写入现场实时控制器，现场实时控制器能够动态调 整加工工件在电镀工位加工的时间，并驱动电动执行机构。
电镀行车控制方法包括如下步骤一、 复位系统时间；开启系统时，使系统从零点开始，后续加工工件时， 加工时间依次累加，在线仿真器和现场实时控制器动态读入系统时间；
二、 根据加工工艺流程，得到第一挂工件在电镀工位加工的起止时间，并 开始加工第一挂工件，计时系统时间；
三、 判断后续上挂工件的情况当没有后续工件上挂时，按工艺流程进行 工件的加工，直至工件进入卸挂区，完成加工；当后续上挂的工件与正在加工 的工件相同时，执行步骤四；当后续上挂的工件与正在加工的工件不相同时， 执行步骤七；
四、 根据在线仿真器中的工艺模型、得到的正在加工工件在电镀工位加工 的起止时间及电镀行车4控制的范围，预测后续工件在电镀工位加工的起止时 间及工件上挂时间间隔，使在所述的加工起止时间及上挂时间间隔内能避免发 生极杆堆积；
五、 在线仿真器通过总线，将电镀工位加工起止时间及工件上挂时间间隔 写入现场实时控制器，由现场实时控制器控制工件在电镀工位的加工时间；
六、 现场实时控制器根据工件在电镀工位加工的起止时间及检测装置检测 的行车到达电镀工位的时间，判断工件按工艺流程进入下一加工工位时，是否 与下一工位加工的结束时间相重叠；若重叠，延长工件在要求不严格的电镀工 位的加工时间；若不能进行所述延长加工时间操作，现场实时控制器发出极杆 堆积信号并指出极杆堆积的具体位置，等待人工处理，并人工调整在线仿真器 及现场实时控制器的参数，使加工工件不发生极杆堆积，继续进行工件的加工； 若不重叠，由现场实时控制器的输出驱动电动执行机构，使电镀行车4带动工 件按工艺流程行走，并执行步骤三；
七、 根据工件的工艺流程，在在线仿真器中建立新加工工件的工艺模型并 计算加工该工件需要的极杆数，即电镀液槽内的极杆数加上各行车吊起的极杆 数，与生产线上现有的极杆总数相比较；当生产线上现有的总极杆数多于加工 工件加工工艺需要的极杆数时，现场实时控制器控制行车吊起极杆到卸挂区， 卸掉多余的极杆；当生产线上的极杆总数少于新产品需要的极杆数时，现场实 时控制器控制电镀行车4到极杆存储区，从所述极杆存储区提取加工工件还需 要的极杆，并加入到电镀线上；当电镀线上的极杆数满足新产品需要的极杆时， 开始新产品上挂；在线仿真器根据工艺模型及系统时间，得到第一挂新产品在 电镀工位的加工起止时间，按工艺流程加工第一挂新产品，并执行步骤三。
权利要求
1、一种电镀行车控制系统，包括在线仿真器、现场实时控制器、电动执行机构、电镀行车(4)及检测装置，其特征是所述在线仿真器的输入为工件的加工时间及加工工艺流程，所述在线仿真器的输出通过现场总线与现场实时控制器相连；所述现场实时控制器的输出连接到电动执行机构，所述电动执行机构驱动电镀行车(4)；检测装置检测电镀行车(4)到达确定电镀工位的时间，并反馈到所述在线仿真器；在线仿真器将检测到的电镀行车到达确定电镀工位的时间与按照工艺流程设定时间之差，作为现场实时控制器的控制输入。
2、 如权利要求l所述的电镀行车控制系统，其特征是所述电动执行机构包括提升电机(6)、行走电机(8)及减速机(9);所述提升电机(6)通过链条带动飞靶(7)升降；所述行走电机(8)及减速机(9)带动电镀行车(4)沿电镀槽导轨(10)移动。
3、 如权利要求l所述的电镀行车控制系统，其特征是所述检测装置为一组无触点集成电路接近开关(13)和镀锌信号板(12)，所述接近开关(13)固定在电镀行车(4)上，所述镀锌信号板(12)采用2进制编码的顺序固定在各工位的正对接近开关(13)的位置，当电镀行车(4)行走到各工位，接近开关(13)和镀锌信号板(12)的不同配对组合表示不同工位。
4、 如权利要求l所述的电镀行车控制系统，其特征是所述在线仿真器为工业计算机。
5、 如权利要求l所述的电镀行车控制系统，其特征是所述现场实时控制器为PLC或单片机。
6、 一种电镀行车控制方法，其特征是所述控制方法包括如下步骤一、 复位系统时间；二、 根据加工工艺流程，得到第一挂工件在电镀工位加工的起止时间，并开始加工第一挂工件，计时系统时间；三、 判断后续上挂工件的情况当没有后续工件上挂时，按工艺流程进行工件的加工，直至工件进入卸挂区，完成加工；当后续上挂的工件与正在加工的工件相同时，执行步骤四；当后续上挂的工件与正在加工的工件不相同时，执行步骤七；四、 根据在线仿真器中的工艺模型、得到的正在加工工件在电镀工位加工的起止时间及电镀行车(4)控制的范围，预测后续工件在电镀工位加工的起止时间及工件上挂时间间隔，使在所述的加工起止时间及上挂时间间隔内能避免发生极杆堆积；五、 在线仿真器通过总线，将电镀工位加工起止时间及工件上挂时间间隔写入现场实时控制器，由现场实时控制器控制工件在电镀工位的加工时间；六、 现场实时控制器根据工件在电镀工位加工的起止时间及检测装置检测的行车到达电镀工位的时间，判断工件按工艺流程进入下一加工工位时，是否与下一工位加工的结束时间相重叠；若重叠，延长工件在要求不严格的电镀工位的加工时间；若不能进行所述延长加工时间操作，现场实时控制器发出极杆堆积信号并指出极杆堆积的具体位置，等待人工处理，并人工调整在线仿真器及现场实时控制器的参数，使加工工件不发生极杆堆积，继续进行工件的加工;若不重叠，由现场实时控制器的输出驱动电动执行机构，使电镀行车(4)带动工件按工艺流程行走，并执行步骤三；七、根据后续工件的工艺流程，在在线仿真器中建立新加工工件的工艺模型并计算加工该工件需要的极杆数，即电镀液槽内的极杆数加上各行车吊起的极杆数，与生产线上现有的极杆总数相比较；当生产线上现有的总极杆数多于加工工件加工工艺需要的极杆数时，现场实时控制器控制行车吊起极杆到卸挂区，卸掉多余的极杆；当生产线上的极杆总数少于新产品需要的极杆数时，现场实时控制器控制电镀行车(4)到极杆存储区，从所述极杆存储区提取加工工件还需要的极杆，并加入到电镀线上；当电镀线上的极杆数满足工件需要时，开始新工件上挂；在线仿真器根据工艺模型及系统时间，得到第一挂新工件在电镀工位的加工起止时间，按工艺流程加工第一挂新工件，并执行步骤三。
全文摘要
本发明涉及一种电镀行车控制系统及其控制方法，提出一种电镀行车控制系统，包括在线仿真器、现场实时控制器、电动执行机构、电镀行车及检测装置；所述在线仿真器的输入为工件的加工时间及加工流程，在线仿真器的输出通过现场总线与现场实时控制器相连；所述现场实时控制器的输出连接到电动执行机构，所述电动执行机构驱动电动行车，检测装置检测电镀行车到达确定电镀工位的时间，反馈到所述在线仿真器；在线仿真器将检测到的电镀行车到达确定电镀工位的时间与按照工艺流程设定时间之差作为现场实时控制器的控制输入。其优点是克服了电镀线上极杆堆积、空极杆的问题，能够同时加工不同工艺工件，提高了电镀线的自动化程度。
文档编号C25D17/00GK101629318SQ20091003486
公开日2010年1月20日 申请日期2009年8月26日 优先权日2009年8月26日
发明者丁金友, 飞 刘 申请人:江南大学