专利名称：一种用于汽车总装流水线的同步控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种同步控制装置，尤其是一种用增量型旋转编码器在汽 车生产过程中进行两条不同的输送线体同步运行，以实现发动机与车体的精确 定位安装。属于输送机控制技术领域。
背景技术：
在现有的汽车生产线中，输送设备是汽车生产流水线的主干。流水线是否 流畅运行以及工人操作是否舒适对汽车的产能有着直接的影响，在总装车间发 动机的安装就是其中比较关键的一环。原有生产线的发动机安装过程不外以下 几种
1、 底盘工艺链在不停运转，发动机放到AGV小车上，AGV小车沿着特定 的路线来回运转，这种控制方式是，产量比较大的情况下需要几台AGV小车不 停来回交换，不然节拍跟不上，这样成本比较高。同时要经常给电瓶充电，电 瓶无能量后要换电瓶，使用不能很流畅。同时操作工人要进行AGV小车的路线 操作，发动机的左右调整，上下调整(按钮操作)，再加上工人站在AGV小车 上，AGV小车与生产车之间的空间比较小，工人很难舒展开，因此操作不便， 使用起来非常累。
2、 底盘装发动机处采用摩擦线控制，让车身停在发动机安装处，然后从侧 面将发动机运过来后静止安装，这种设计就根本起不到流水线的用相同的时间 生产出更多产品的理念，你静止安装，必须要完成这个工艺的所有的安装，这 完全是时间的浪费，只有产量低的小厂，这不是现在流水线生产的主流思想。
3、 还有一种就是发动机线是一个环行线，发动机线在不停运转，同时底盘 线工艺链也在不停运转，它们采用的是在各自的驱动处装一码盘，然后通过接 近开关对其进行检测，进行脉冲的加减，来进行调整，这种方式精度可靠性很 差，要不几个工位就要进行人工调整，很不可取。
发明内容
本实用新型的目的在于针对上述存在的问题，提出一种新的控制方案，从 而使两条工业输送流水线能够同步运行，以至精确定位。本实用新型一种用于 汽车总装流水线的同步控制装置是基于旋转编码器控制的流水线的同步系统， 通过旋转编码器测出流水线实际距离，能够做到同步定位精确，使用方便，运 行顺畅无停滞，工人操作空间大，系统维护简单。
本实用新型的技术解决方案 一种用于汽车总装流水线的同步控制装置，
包括同步定位校准装置，其包括电源、CPU、 D/A (数模转换)模块和变频器， 其中还包括旋转编码器和计数器，所述旋转编码器分别设置在两个需同步运行 的输送线上，用于分别检测两个流水线的速度，计数器与旋转编码器连接，接 收旋转编码器的输出信号，并将计数器的结果传输给CPU检测判断，CPU与D/A模块和变频器依次连接，D/A模块根据CPU的输出信号使变频器改变频率。 一种用于汽车总装流水线的同步控制装置，其中旋转编码器为两个增量型 旋转编码器。
一种用于汽车总装流水线的同步控制装置，还包括同步校准装置，其包括 若干个限位开关，输入模块，输出模块，若干限位开关将检测信号通过输入模 块传输给CPU，经CPU处理后，将输出信号通过输出模块传输给变频器进行变 频。
一种用于汽车总装流水线的同步控制装置，其中限位开关为4个，分别设 置在两个输送线上。
本实用新型是基于增量式旋转编码器基础上的同步定位设备，它具有经济 实用，科学合理，定位精度高，系统稳定，使用简单，维护方便，安全可靠等 多种优点。
图1是本实用新型用于汽车总装流水线的同步控制装置实施例的示意图； 图2是图1实施例的控制单元的布置图； 图3是数模转换模块的接线示意图； 图4是发动机合装线变频器接线图 图5是底盘工艺链变频器接线示意图； 图6是旋转编码器与高速计数模块的接线示意图； 图7是输入信号的接线示意图； 图8是输出信号的接线示意图； 图9是增量式旋转编码器原理。
具体实施方式
图1是本实用新型用于汽车总装流水线的同步控制装置实施例的示意图，
它主要由三条线体组成，发动机分装线l、发动机环形线2、底盘工艺链3、发 动机吊架4。在A点将发动机分装线1的发动机从发动机吊架4上取下放置在 发动机环形线2的台车5上，台车5在不停的循环运转，两个旋转编码器(图 中未示出)分别设置在发动机合装线2和底盘工艺链3上，并且两旋转编码器 分别接到高速计数模块的CH1 (通道l)、 CH2 (通道2)，接收旋转编码器的输 出信号，并将计数器的结果传输给CPU检测判断，CPU与D/A模块和变频器依 次连接，D/A模块根据CPU的输出信号使变频器改变频率。通过编码器(图中 未示出)的数值改变发动机环形线2的速度，发动机环形线2将台车5输送至B 点处，将与底盘工艺链3进行组装。每一台车5经过B点时进行发动机合装线 与底盘工艺链的同步定位校准，使发动机合装线与底盘工艺链同步运行，这样 实行发动机与车身的同步组装。
本实用新型主要同步定位校准控制方式为两旋转编码器分别接到高速计 数模块的CH1 (通道l)、 CH2 (通道2)，变频器的频率通过D/A (数模转换) 模块的数模转换输出电压来改变。首先将地面发动机环形线2和底盘工艺链3 的速度设定到大致一致，就是说输送线走相同的时间，它们的行程基本一致。然后假定底盘工艺链3的速度不变化，我们通过改变发动机环行线的速度来进 行同步定位调整。
当两条输送链同步启动运行时，两旋转编码器在不停的运转，高速计数模 块在不停的计数，通过计数值我们可以知道两条输送链行走的实际距离，从而
知道发动机环行线2是超前于底盘工艺链3还是滞后于底盘工艺链3。如果超前 的话这时可以通过D/A (数模转换)模块改变变频器速度，使发动机线减速， 如果滞后的话，同样使发动机环形线2加速。这样，使发动机环行线2和底盘 工艺链3在组装前进行一次同步定位校准。
当发动机环行线2的台车5和底盘工艺链3继续前行到达C点时，此时发 动机环形线2和底盘工艺链3必须同步运行，在此处通过限位开关对两个输送 线进行同步校准。在发动机环行线2和底盘工艺链3的C点处分别设置两组限 位开关LS1—LS4，限位开关LS1—LS2设置在发动机环行线2上，两者间隔一 定距离。限位开关LS3—LS4设置在底盘工艺链3上，两者间隔距离与限位开关 LS1—2相同。如果发动机环行线先到B点，当发号杆首先在LS1 (限位开关l) 处给出信号，这时对两计数值进行清零，然后发动机环行线2开始计数，底盘 工艺链3不计数，当底盘工艺链3在LS3 (限位开关3)处给出一个信号时，这 时底盘工艺链3开始计数。如果发动机环行线2到达LS2 (限位开关2)处时， 底盘工艺链3还没有到达LS3 (限位开关3)处时，限位开关将检测信号通过输 入模块传输给CPU，经CPU处理后，将输出信号通过输出模块传输给变频器进 行变频，使发动机环行线2暂停运转，当底盘工艺链3到达LS3 (限位开关3) 处时，发动机环行线2和底盘线3—起运转。由于LS1(限位开关1)和LS3(限 位开关3)是在同步初始的位置，这样发动机环行线2超前的实际距离测出，对 发动机进行适当减速。
如果底盘工艺链先到B点，当发号杆首先在LS3 (限位开关3)处给出信号 时，这时对两计数值进行清零，然后底盘工艺链3开始计数，发动机环行线2 不计数，当发动机环行线2在LS1 (限位开关l)处给出一个信号时，这时发动 机环行线2开始计数。如果底盘工艺链3到达LS4 (限位开关4)处时，发动机 环行线2还没有到达LS1 (限位开关l)处时，底盘工艺链3暂停运转，当发动 机环行线2到达LS1 (限位开关1)处时，发动机环行线2和底盘线3 —起运转。 由于LS1 (限位开关l)和LS3 (限位开关3)是在同步初始的位置，这样发动 机环行线2超前的实际距离测出，对发动机进行适当加速。
附图3是数模转换模块的接线示意图，它的输出接到图4、图5的速度设定 处，可以改变变频器的速度。
附图4、 5是变频器的接线示意图。
附图6是旋转编码器与高速计数模块的接线示意图。
附图7、 8输入、输出信号的接线示意图。
图9是增量式旋转编码器原理
增量式旋转编码器通过内部两个光敏接受管转化其角度码盘的时序和相位 关系，得到其角度码盘角度位移量增加(正方向)或减少(负方向)。在接合数字电路特别是单片机后，增量式旋转编码器在角度测量和角速度测量较绝对式 旋转编码器更具有廉价和简易的优势。
下面对增量式旋转编码器的内部工作原理(附图9)
A,B两点对应两个光敏接受管，A,B两点间距为S2 ,角度码盘的光栅间距分别为 S0和Sl。当角度码盘以某个速度匀速转动时，那么可知输出波形图中的SO: Sh S2比值与实际图的SO: Sl: S2比值相同，同理角度码盘以其他的速度匀
速转动时，输出波形图中的SO: Sl: S2比值与实际图的S0: SI: S2比值仍相
同。如果角度码盘做变速运动，把它看成为多个运动周期(在下面定义)的组
合，那么每个运动周期中输出波形图中的SO: Sl: S2比值与实际图的S0: Sl:
S2比值仍相同。
通过输出波形图可知每个运动周期的时序为
顺时针运动 AB 逆时针运动 AB
11 11
0 1 10 00 0 0 10 0 1
我们把当前的A，B输出值保存起来，与下一个A，B输出值做比较，就可以轻易 的得出角度码盘的运动方向，如果光栅格SO等于Sl时，也就是SO和Sl弧度 夹角相同，且S2等于S0的1/2，那么可得到此次角度码盘运动位移角度为SO 弧度夹角的1/2，除以所消耗的时间，就得到此次角度码盘运动位移角速度。 SO等于Sl时，且S2等于SO的1/2时，1/4个运动周期就可以得到运动方向位 和位移角度，如果S0不等于S1， S2不等于S0的1/2，那么要l个运动周期才 可以得到运动方向位和位移角度了。
权利要求1、一种用于汽车总装流水线的同步控制装置，包括同步定位校准装置，其包括电源、CPU、D/A数模转换模块和变频器，其特征在于还包括旋转编码器和计数器，所述旋转编码器分别设置在两个需同步运行的输送线上，用于分别检测两个流水线的速度，计数器与旋转编码器连接，接收旋转编码器的输出信号，并将计数器的结果传输给CPU检测判断，CPU与D/A数模转换模块和变频器依次连接，D/A数模转换根据CPU的输出信号使变频器改变频率。
2、 根据权利要求l所述的用于汽车总装流水线的同步控制装置，其特征在 于旋转编码器为两个增量型旋转编码器。
3、 根据权利要求1或2所述的用于汽车总装流水线的同步控制装置，其特征在于还包括同步校准装置，其包括若干个限位开关，输入模块，输出模块， 若干限位开关将检测信号通过输入模块传输给CPU,经CPU处理后，将输出信 号通过输出模块传输给变频器进行变频。
4、 根据权利要求3所述的用于汽车总装流水线的同步控制装置，其特征在 于限位开关为4个，分别设置在两个输送线上。
专利摘要一种用于汽车总装流水线的同步控制装置，包括同步定位校准装置，其包括电源、CPU、D/A(数模转换)模块和变频器，其特征是还包括旋转编码器和计数器，所述旋转编码器分别设置在两个需同步运行的输送线上，用于分别检测两个流水线的速度，计数器与旋转编码器连接，接收旋转编码器的输出信号，并将计数器的结果传输给CPU检测判断，CPU与D/A模块和变频器依次连接，D/A模块根据CPU的输出信号使变频器改变频率。同步校准装置包括若干个限位开关，输入模块，输出模块，若干限位开关将检测信号通过输入模块传输给CPU，经CPU处理后，将输出信号通过输出模块传输给变频器进行变频。它具有经济实用、定位精度高、系统稳定、使用简单、维护方便、安全可靠等多种优点。
文档编号B62D67/00GK201163352SQ20072013171
公开日2008年12月10日 申请日期2007年12月19日 优先权日2007年12月19日
发明者丁孟喜, 涛 袁, 华 陈 申请人:江苏天奇物流系统工程股份有限公司