专利名称：磁盘上料装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及提升输送领域，更具体地讲，涉及一种磁盘上料装置。
背景技术：
磁盘上料装置是一种常用的电磁提升输送装置。在使用磁盘上料装置进行上料和 下料作业时，由操作员通过操纵开关手动控制电磁吸盘的升降和平移。为了将电磁吸盘调 整到合适的位置，需要反复操纵电磁吸盘进行升降和平移，电磁吸盘往往需要多次启停和 往复运动才能被调整到合适的位置。电磁吸盘在启停和变向往复运动时会比勻速运动消耗 更多电能，因此通过人工操纵电磁吸盘运动至预定位置存在定位不准确并且浪费电能的问 题。此外，在现有的磁盘上料装置中，沿吊梁通常布置有多个电磁吸盘，可操纵磁盘上 料装置使得电磁吸盘沿导轨水平移动。在上料和下料作业中，使用电磁吸盘吸附钢板时，会 对所有的电磁吸盘通电上磁。然而，并不是每个电磁吸盘都会用到，即，存在钢板接触不到 的电磁吸盘。因此，对这些钢板接触不到的电磁吸盘通电上磁也会导致极大的电能浪费。因此，需要一种能够自动对电磁吸盘定位并且能够选择合适的电磁吸盘进行上料 /下料作业的电磁提升输送装置。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种磁盘上料装置，以实现对电磁吸盘的上料/下料 位置的自动定位，并且能够根据钢板的长度自动选择合适的电磁吸盘来进行上料/下料作 业，以提高电磁吸盘的定位精度并节省能耗。本实用新型的一方面提供一种磁盘上料装置，所述磁盘上料装置包括平移机构、 吊梁、以及连接平移机构和吊梁的起升机构，其特征在于所述磁盘上料装置还包括沿吊梁 的长度方向布置的多个电磁吸盘、多个继电器、可编程控制器、信息输入终端，其中，每个电 磁吸盘的供电端连接到一个继电器的输出端，继电器的控制端连接到可编程控制器，可编 程控制器连接到信息输入终端，平移机构设置有用于检测平移机构的水平移动的第一编码 器，起升机构设置有用于检测起升机构的竖直移动的第二编码器，第一编码器连接到可编 程控制器，第二编码器连接到可编程控制器。所述平移结构可设置有平移驱动装置，所述平移驱动装置连接到可编程控制器。所述起升机构可设置有起升驱动装置，所述起升驱动装置连接到可编程控制器。信息输入终端可从用户接收要上料的钢板的长度信息、上料目标位置信息和下料 目标位置信息。可编程控制器基于第一编码器和第二编码器的编码器值根据所述上料目标位置 信息，控制平移驱动装置对将平移结构进行驱动和控制起升驱动装置对起升机构进行驱 动，以使电磁吸盘移动到上料目标位置。可编程控制器根据所述长度信息和所述上料目标位置信息控制所述多个继电器的通断状态，使得与所述钢板的长度范围对应的电磁吸盘被供电，其中，所述钢板的长度方 向与吊梁的长度方向相同。可编程控制器基于第一编码器和第二编码器的编码器值根据所述下料目标位置 信息控制平移驱动装置对将平移结构进行驱动和控制起升驱动装置对起升机构进行驱动， 以使电磁吸盘移动到下料目标位置。本实用新型的另一方面一种磁盘上料装置，所述磁盘上料装置包括平移机构、吊 梁、以及连接平移机构和吊梁的起升机构，其特征在于所述磁盘上料装置还包括沿吊梁的 长度方向布置的多个电磁吸盘、多个继电器、可编程控制器、信息输入终端，其中，每个电磁 吸盘的供电端连接到一个继电器的输出端，继电器的控制端连接到可编程控制器，可编程 控制器连接到信息输入终端，平移机构设置有第一编码器，起升机构设置有第二编码器，第 一编码器连接到可编程控制器，第二编码器连接到可编程控制器。本实用新型的另一方面提供一种控制磁盘上料装置进行上料和下料作业的方法， 所述磁盘上料装置包括平移机构、起升机构、吊梁、沿吊梁的长度方向布置的多个电磁吸 盘、可编程控制器和信息输入终端，所述平移结构设置有平移驱动装置和第一编码器，所述 起升机构设置有起升驱动装置和第二编码器，其特征在于通过信息输入终端从用户接收 要上料的钢板的长度信息、上料目标位置信息和下料目标位置信息；可编程控制器基于第 一编码器和第二编码器的编码器值根据所述上料目标位置信息，控制平移驱动装置对将平 移结构进行驱动和控制起升驱动装置对起升机构进行驱动，以使电磁吸盘移动到上料目标 位置；可编程控制器根据所述长度信息和所述上料目标位置信息控制对所述多个电磁吸盘 的供电，选择与所述钢板的长度范围对应的电磁吸盘来进行供电以吸附所述钢板，其中，所 述钢板的长 度方向与吊梁的长度方向相同；可编程控制器基于第一编码器和第二编码器的 编码器值根据所述下料目标位置信息控制平移驱动装置对将平移结构进行驱动和控制起 升驱动装置对起升机构进行驱动，以使电磁吸盘移动到下料目标位置。在将电磁吸盘移动到上料目标位置之前，可编程控制器基于第二编码器的编码器 值控制起升驱动装置对起升机构进行驱动，以使电磁吸盘位于预定高度。在吸附所述钢板之后，可编程控制器基于第二编码器的编码器值控制起升驱动装 置对起升机构进行驱动，以使电磁吸盘位于预定高度，并将当前被供电的电磁吸盘的磁力 强制为最大。选择进行供电的电磁吸盘的步骤包括将电磁吸盘从左到右分为η组，根据下面 的等式来选择要被供电的电磁吸盘组:M = MOD (S, η)，其中，S表示与所述上料目标位置信息对应的垛位的代码，MOD为求余数函数，M为 S除以η得到的余数，其中，选择第M组电磁吸盘来进行供电，其中，存在m个垛，每个垛具 有η个垛位，按照垛的次序从左到右对mXn个垛位从1开始进行编码，从而m个垛中的第 P垛中的从左数第q个垛位的代码为(P-I) Xn+q，其中，m和η都为大于1的自然数。根据本实用新型的磁盘上料装置，可以实现上料/下料作业的自动运行，解决了 人工控制磁盘上料装置进行上料/下料作业定位不准确以及由于定位不准确导致频繁启 停系统导致的耗电问题。同时，在本实用新型中，在上料/下料作业中自动仅选择启动钢板 长度范围内的电磁吸盘，从而节约了电能，提高了能效。
通过
以下结合附图进行的详细描述，本实用新型的上述和其它目的、特点和优点 将会变得更加清楚，其中图1示出根据本实用新型的实施例的磁盘上料装置的机械结构；图2示出根据本实用新型的实施例的磁盘上料装置的电气部分的框图；图3示出一个垛位的水平布置示例图；图4示出控制本实用新型的磁盘上料装置进行上料和下料作业的流程图。
具体实施方式
现在，将参照附图更充分地描述不同的示例实施例，相同的标号表示相同的部件。图1示出根据本实用新型的实施例的磁盘上料装置10的机械结构。所述磁盘上 料装置10包括平移机构11、吊梁12、起升机构13、多个电磁吸盘14。平移机构11可以沿 导轨20移动，从而带动磁盘上料装置10水平移动。平移机构11下方布置有起升机构13， 起升机构13下方布置有吊梁12。多个磁盘14沿吊梁12的长度方向布置。起升机构13可 以沿竖直方向升降，从而磁盘14也相应地沿竖直方向升降。同时，由于起升机构13连接平 移机构11和吊梁12，从而磁盘14随平移机构11沿水平方向移动。平移机构11设置有平移驱动装置(未示出)，以驱动平移机构11运动。起升机构 13设置有起升驱动装置(未示出)，以驱动起升机构13运动。平移驱动装置和起升驱动装置可以是各种动力输出装置，例如，电机、液压马达寸。图2示出根据本实用新型的实施例的磁盘上料装置10的电气部分的框图。磁盘 上料装置10的电气部分包括开关部分21、可编程控制器(PLC) 22、信息输入终端23、平移 编码器M、起升编码器25。开关部分21用于在可编程控制器22的控制下，对电磁吸盘14进行供电。在一个 实施例中，开关部分21包括多个继电器，每个电磁吸盘14的供电端连接到一个继电器的输 出端，继电器的控制端连接到可编程控制器22，从而由可编程控制器控制继电器的通断状 态，进而控制对电磁吸盘14的供电。 在另外的实施例中，也可以采用除继电器之外的其他开关部件。信息输入终端23接收用户输入的各种信息，并将接收的信息发送到可编程控制 器22。信息输入终端23接收的信息可包括要上料的钢板的参数信息(例如，钢板编号、型 号、长度、厚度、宽度等)和位置信息、钢板要被下料到的位置的位置信息等。平移编码器M设置在平移机构11上，用于检测平移机构11的水平移动，从而确 定电磁吸盘14的水平位置和水平位移。起升编码器25设置在起升机构13上，用于检测起升机构13的竖直移动，从而确 定电磁吸盘14的竖直位置和竖直位移。此外，也可使用其他位置或位移传感器来代替平移编码器M或起升编码器25。可编程控制器22连接到平移驱动装置、起升驱动装置、平移编码器M和起升编码 器25，从而可根据接收的位置信息并基于编码器值来控制平移驱动装置和起升驱动装置驱 动平移机构11和起升机构13，使得电磁吸盘14移动到对应的位置。同时，可编程控制器22可根据接收的要上料的钢板的长度信息来控制开关部分21，使得在钢板的长度范围内的电 磁吸盘14(即，在上料时能够与钢板接触的电磁吸盘)被供电。下面，结合图3和图4详细说明使用根据本实用新型的磁盘上料装置10进行上料 和下料的流程。图3示出一个垛位的水平布置图。在图3所示的垛位布置中，存在5个垛(S卩，垛
A、B、C、D、E)和3个辊道(即，辊道RT1、RT2、RT3)。每个垛包括两个垛位，即，存在垛位Al、 A2、B1、B2、C1、C2、D1、D2、E1、E2。对上述垛位依次进行编码为 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10。图4示出根据本实用新型的磁盘上料装置10进行上料和下料的流程图。在步骤401，信息输入终端23接收用户输入的需要上料及下料的钢板的参数信息 (例如，钢板的编号、型号、长度、厚度、宽度、重量等)以及上料目标位置信息Pi和下料目标 位置信息P2。上料目标位置信息Pl包括上料高度目标位置Pvl (即，上料时钢板的当前高 度)、上料水平纵向目标位置Pti(即，要上料的钢板所在的垛)和上料水平横向目标位置 1 (即，要上料的钢板所在垛位)。下料目标位置信息P2包括下料高度目标位置Pv2 (即，下料时钢板应该下降到的 高度)和下料水平纵向目标位置Pt2(即，钢板要下料到的垛或辊道)。在本实用新型中，由于钢板上料后不存在水平横向移动，因此上料时的水平纵向 目标位置与下料时的水平纵向目标位置相同。在步骤402，可编程控制器22基于起升编码器25的编码器值控制起升驱动装置， 使得起升机构13将电磁吸盘14提升到预定高度。在步骤403，可编程控制器22根据上料水平纵向目标位置Ptl和电磁吸盘14的当 前水平纵向位置1 来确定电磁吸盘14的平移方向(即，前进还是后退)以及平移距离，从 而使得电磁吸盘14水平移动到上料水平纵向目标位置Ptl (例如，如果上料水平纵向目标 位置Ptl为B垛，则电磁吸盘14水平纵向移动到B垛的正上方)。可基于平移编码器M的编码器值来确定电磁吸盘14的当前水平纵向位置1^。例如，在图3示出的垛位布置中，电磁吸盘14的当前位置1 和上料纵向水平目标 位置Ptl的关系存在以下九种情况1^<六时，？衍是六、8、(、1 11、0、肌2工、肌3之一时电磁吸盘14前进(图3中的
箭头方向表示前进方向)；A < Pa < B 时，Ptl 是 B、C、RT1、D、RT2、E、RT3 之一时电磁吸盘 14 前进，Ptl 是 A
时电磁吸盘14后退；B < 1^<(时，？衍是(、1 11、0、肌2』、肌3之一时电磁吸盘14前进，Ptl是A、B 之一时电磁吸盘14后退；C < Pa < RTl 时，Ptl 是 RTl、D、RT2、E、RT3 之一时电磁吸盘 14 前进，Ptl 是 A、
B、C之一时电磁吸盘14后退；RTl < Pa < D 时，Ptl 是 D、RT2、E、RT3 之一时电磁吸盘 14 前进，Ptl 是 A、B、C、 RTl之一时电磁吸盘14后退；D < Pa < RT2 时，Ptl 是 RT2、E、RT3 之一时电磁吸盘 14 前进，Ptl 是 A、B、C、RT1、 D之一时电磁吸盘14后退；[0054]RT2 < Pa < E 时，Ptl 是 E、RT3 之一时电磁吸盘 14 前进，Ptl 是 A、B、C、RTl、D、 RT2之一时电磁吸盘14后退；E < Pa < RT3 时，Ptl 是 RT3 时电磁吸盘 14 前进，Ptl 是 A、B、C、RT1、D、RT2、E 之 一时电磁吸盘14后退；Pa > RT3 时，Ptl 是 A、B、C、RT1、D、RT2、E、RT3 之一时电磁吸盘 14 后退。在步骤404，当电磁吸盘14前进或后退到上料纵向水平目标位置Pt后，可编程控 制器22基于起升编码器25的编码器值使电磁吸盘14下降到上料高度目标位置Pvl。此 时，电磁吸盘14到达上料目标位置。在步骤405，可编程控制器22根据要上料的钢板的长度信息和上料水平横向目标 位置1 控制开关部分21中的多个继电器的通断状态，选择与所述钢板的长度范围对应的 电磁吸盘14来进行供电，从而将钢板吸附到电磁吸盘上。可根据钢板的重量和厚度以及选择的电磁吸盘的数量来确定每个电磁吸盘所产 生的磁力。在步骤406，可编程控制器22基于起升编码器25的编码器值控制起升驱动装置， 使得起升机构13将电磁吸盘14提升到预定高度。优选地，为防止在平移过程中掉钢，在将电磁吸盘14提升到预定高度时，把所选 电磁吸盘的磁力强制为最大(例如，电流到达最大值)。在步骤407，可编程控制器22根据下料水平纵向目标位置Pt2和电磁吸盘14的当 前水平纵向位置即，上料水平纵向目标位置Ptl)来确定电磁吸盘14的平移方向(即， 前进还是后退)以及平移距离，从而使得电磁吸盘14水平移动到下料水平纵向目标位置 Pt2。在步骤408，可编程控制器22基于起升编码器25的编码器值使电磁吸盘14下降 到下料高度目标位置Pv2。在步骤409，可编程控制器22控制开关部分21断开(例如，断开所有的继电器) 对所有电磁吸盘14的供电，从而电磁吸盘14放磁，电磁吸盘14上吸住的钢板被释放，从而 完成下料。随后，可重复步骤401-409以进行下一上料/下料作业。下面，根据图3所示的垛位布置来说明选择电磁吸盘的一个实施例。假设在图3中，磁盘上料装置长度为ML，每个垛位的长度为ML/2。如上所述，在图3中的各垛位的代码为A1 = 1、A2 = 2,Bl = 3、B2 = 4,Cl = 5、 C2 = 6,Dl = 7、D2 = 8,El = 9、E2 = 10。根据下面的等式(1)来确定选择哪一侧的电磁吸盘M = MOD (S, 2). . . (1)其中，S表示与上料水平横向目标位置1 对应的垛位的代码，MOD为求余数函数， M为计算得到的余数。当M = 1时，选择左侧部分的电磁吸盘；当M = 0时，选择右侧部分的电磁吸盘。此外，有时可能存在钢板长度与垛位长度不一致的情况下。此时，将布置在左侧垛 位的钢板的左边缘与左侧垛位的左边缘一致或者布置在右侧垛位的钢板的右边缘与右侧 垛位的右边缘一致。由于钢板长度与垛位长度不一致，需要进一步对电磁吸盘进行选择。[0074]假设，钢板的长度为PL、磁盘上料装置长度ML、磁盘上料装置上沿水平横向方向 均勻布置的电磁吸盘个数为丽，则需要的电磁吸盘的个数i = PL/(ML/MN)。当M = 1时，选择最左侧的i个电磁吸盘；当M = 0时，选择最右侧的i个电磁吸盘。图3中示出的垛位布置仅是示例性的，可以以其他形式布置垛位。例如，可布置 m(m为大于1的自然数)个垛，每个垛具有n(n为大于1的自然数)个垛位，这样存在mXn 个垛位。可按照垛的次序从左到右对mXn个垛位从1开始进行编码(也即图3中垛位的 编码方式)。即，m个垛中的第ρ垛中的从左数第q个垛位的代码为(p-l)Xn+q。这样，第 m个垛的最左侧的垛位的编码为(m-l)Xn+l，第m个垛的最右侧的垛位的编码为mXn。此 时，将MN个电磁吸盘从左到右分为η组，每组电磁吸盘与一个垛位相对应。可根据下面的 等式(2)来选择电磁吸盘M = MOD (S, η). . . (2)其中，S表示与上料水平横向目标位置1 对应的垛位的代码，MOD为求余数函数， M为计算得到的余数。这时，选择第M组电磁吸盘进行供电。在上面的实施例中，通过垛、垛位、辊道来定义位置信息。然而，在另一实施例，可 以利用其他形式定义的位置信息，例如，坐标值形式的位置信息。这样，在步骤405中，可以 根据每个电磁吸盘的坐标值和被上料的钢板的坐标信息来选择该钢板的长度范围内的电 磁吸盘。此外，在步骤401中，用户可以不直接输入钢板的参数信息以及上料目标位置信 息P1，而是可以预先存储的信息中选择上述信息。例如，预先存储各个垛位上的每块钢板的 参数信息和位置信息。此外，每一块钢板信息在钢板上料完成时，可保存该钢板的参数信息和位置信息， 从而再对该钢板进行上料/下料作业时，可以不需要再次输出上料目标位置信息P1。根据本实用新型的磁盘上料装置及其控制方法，可以实现上料/下料作业的自动 运行，解决了人工控制磁盘上料装置进行上料/下料作业定位不准确以及由于定位不准确 导致频繁启停系统导致的耗电问题。同时，在本实用新型中，在上料/下料作业中自动仅选 择启动钢板长度范围内的电磁吸盘，从而节约了电能，提高了能效。尽管已经参照其示例性实施例具体显示和描述了本实用新型，但是本领域的技术 人员应该理解，在不脱离权利要求所限定的本实用新型的精神和范围的情况下，可以对其 进行形式和细节上的各种改变。
权利要求1.一种磁盘上料装置，所述磁盘上料装置包括平移机构、吊梁、以及连接平移机构和吊 梁的起升机构，其特征在于所述磁盘上料装置还包括沿吊梁的长度方向布置的多个电磁 吸盘、多个继电器、可编程控制器、信息输入终端，其中，每个电磁吸盘的供电端连接到一个继电器的输出端，继电器的控制端连接到可 编程控制器，可编程控制器连接到信息输入终端，平移机构设置有用于检测平移机构的水平移动的第一编码器，起升机构设置有用于检 测起升机构的竖直移动的第二编码器，第一编码器连接到可编程控制器，第二编码器连接 到可编程控制器。
2.根据权利要求1所述的磁盘上料装置，其特征在于，所述平移结构设置有平移驱动 装置，所述平移驱动装置连接到可编程控制器。
3.根据权利要求2所述的磁盘上料装置，其特征在于，所述起升机构设置有起升驱动 装置，所述起升驱动装置连接到可编程控制器。
专利摘要本实用新型公开一种磁盘上料装置，该磁盘上料装置包括平移机构、吊梁、以及连接平移机构和吊梁的起升机构，其特征在于所述磁盘上料装置还包括沿吊梁的长度方向布置的多个电磁吸盘、多个继电器、可编程控制器、信息输入终端，其中，每个电磁吸盘的供电端连接到一个继电器的输出端，继电器的控制端连接到可编程控制器，可编程控制器连接到信息输入终端，平移机构设置有第一编码器，起升机构设置有第二编码器，第一编码器和第二编码器连接到可编程控制器。该磁盘上料装置可以实现上料/下料作业的自动运行，并且能够在上料/下料作业中自动仅选择启动钢板长度范围内的电磁吸盘，从而提高了定位精度、节约了电能，提高了能效。
文档编号B65G47/92GK201914709SQ20102067171
公开日2011年8月3日 申请日期2010年12月21日 优先权日2010年12月21日
发明者单传东, 张丽荣, 李青, 杨明华, 王玮, 王跃军, 翟诺, 赵琳 申请人:莱芜钢铁集团有限公司