码垛机运行状态监控及自动制动方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种码垛机运行状态监控及自动制动方法，将码垛机机械手运行的速度、加速度或其它易检测量作为控制参数，设定该控制参数的比较基准值存储在电气控制系统中的存储单元中；在码垛机的运行过程中，通过运行状态监控传感器实时监测机码垛机机械手运行的速度、加速度或其它易检测量；电气控制系统将所述运行状态监控传感器实时监测的量与所述存储单元中的比较基准值进行比较运算；当所述实时监测的量超过比较基准值时，所述电气控制系统发出信号控制制动部件对所述机械手进行制动。本发明通过对运行过程机械手的速度或加速度进行监控，并在出现异常情况时进行制动，从而杜绝安全隐患。
【专利说明】码垛机运行状态监控及自动制动方法和装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种码垛装置，尤其是一种码垛机运行状态监控及自动制动方法和装置。
【背景技术】
[0002]2007-11-07公开的中国实用新型专利CN200971269公开了一种码垛机，如图1所示，该码垛机是由可编程控制器控制操作的机械设备，包括机架1、垂直电机2、水平直线导轨3、水平电机4、升降装置5、机械手6。水平直线导轨3固定在机架I上，水平直线导轨3上安装有升降装置5，水平电机4固定在机架I上控制升降装置5沿水平直线导轨3运动。升降装置5是一种将旋转运动转换为往复直线运动的直线传动机构，垂直电机2固定在升降装置5的上方，控制升降装置5上下运动，从而带动机械手6上下运动。该升降装置5是一种齿轮齿条装置，其中齿轮52是主动件，齿条51是从动件，齿轮52设在第一轴53上由垂直电机2驱动，因此，第一轴53为升降装置5的驱动轴，升降装置5还包括第二轴54，第二轴54为与第一轴53形成约束限制升降装置5仅做上下运动的从动轴，齿条51下方连接有复数只机械手6，每两只机械手6构成一对，每对两只机械手6之间有夹紧机构。一次可夹多块砖坯进行直接码垛，实现了砖坯码垛的机械化，降低了劳动强度，提高了劳动效率。
[0003]垂直电机一般是减速电机，但是由于减速电机有一定的使用寿命，减速电机出现故障时由于码垛机机械手及其所夹持的砖的自重将使整个机构快速下落，直至遇到障碍物或到达整个机构运动位置的极限，将造成设备的损坏甚至威胁到操作人员的人身安全。同时码垛机运行过程中，存在不可预见的情况，例如操作人员违反操作规范进入码垛机机械手运行区域，有可能被向下运动的码垛机机械手碰到，由于码垛机机械手及所夹持的砖一定速度向下运动时具有相当大的惯性，如果仅依靠人工的监控措施，存在需要紧急制动时无法在最短时间作出反应，从而存在造成事故的可能。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题之一，在于提供一种码垛机运行状态监控及自动制动方法，通过对下降过程中码垛机机械手运动的速度或加速度进行直接或间接监控，并在出现异常情况时进行制动，从而杜绝安全隐患。
[0005]本发明要解决的技术问题之一是这样实现的:一种码垛机运行状态监控及自动制动方法，包括:
[0006]步骤10、将码垛机机械手运行的速度、加速度或与速度或加速度成函数关系的易检测量作为控制参数，设定该控制参数的比较基准值存储在电气控制系统中的存储单元中；
[0007]步骤20、在码垛机的运行过程中，通过运行状态监控传感器实时监测机码垛机机械手运行的速度、加速度或所述易检测量；
[0008]步骤30、电气控制系统将所述运行状态监控传感器实时监测的速度、加速度或所述易检测量与所述存储单元中的比较基准值进行比较运算；
[0009]步骤40、当所述实时监测的速度、加速度或所述易检测量超过比较基准值时，所述电气控制系统发出信号控制制动部件对所述码垛机机械手进行制动。
[0010]本发明要解决的技术问题之二，在于提供一种码垛机运行状态监控及自动制动装置，通过对下降过程中码垛机机械手运动的速度或加速度进行直接或间接监控，并在出现异常情况时进行制动，从而杜绝安全隐患。
[0011]本发明要解决的技术问题之二是这样实现的:一种码垛机运行状态监控及自动制动装置，包括电气控制系统、运行状态监控传感器以及制动部件，所述电气控制系统分别与所述运行状态监控传感器以及制动部件连接；
[0012]所述电气控制系统包括存储单元和运算单元，所述码垛机机械手运行的速度、力口速度、与速度或加速度成函数关系的易检测量被作为控制参数，并设定该控制参数的比较基准值存储在该存储单元中；所述运算单元用于将所述运行状态监控传感器实时监测的易检测量与所述存储单元中的比较基准值进行比较运算；
[0013]所述运行状态监控传感器设在用于带动码垛机机械手运行的升降装置的驱动轴上，以在码垛机的运行过程中，实时监测机码垛机机械手运行的速度或加速度或与速度或加速度成函数关系的易检测量；
[0014]所述制动部件连接所述升降装置，在所述电气控制系统发出信号控制制动部件对所述码垛机机械手进行制动。
[0015]进一步的，本发明所述比较基准值为所述控制参数的允许范围值或该控制参数的变化曲线以及允许的偏离值。
[0016]进一步的，本发明所述制动部件包括2个独立的制动组件，分别设在码垛机的第一轴上和第二轴上；所述第一轴为所述升降装置的驱动轴，所述第二轴为与第一轴形成约束限制升降装置仅做上下运动的从动轴，所述机械手由该升降装置带动运行。所述2个独立的制动组件中第一制动组件为具有平衡回路背压的液压马达或具有制动状态的减速电机，该液压马达或减速电机设在码垛机的第一轴上；第二制动组件为磁粉制动器，设在码垛机的第二轴上。
[0017]进一步的，所述运行状态监控传感器设在第一轴、第二轴或齿条上，还或者设在所述减速电机的电机轴上。
[0018]进一步的，本发明所述运行状态监控传感器可以为旋转编码器。
[0019]本发明具有如下优点:本发明通过监控码垛机运行过程中机械手的速度或加速度等易检测量，能对异常情况迅速作出反应，有效防止事故的发生，并通过采用冗余的制动部件提高了系统的安全性，将事故发生的概率降低若干个数量级。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
[0021]图1为现有技术中一码垛机的结构示意图。
[0022]图2为本发明码垛机运行状态监控及自动制动装置的结构示意图。
[0023]图3为本发明码垛机运行状态监控及自动制动装置的原理框图。
[0024]图4为本发明码垛机运行状态监控及自动制动方法的执行流程图。
【具体实施方式】
[0025]结合图1至图4所示，本发明的码垛机运行状态监控及自动制动方法是在图1所示的码垛机的基础增设运行状态监控及自动制动的功能，该方法包括:
[0026]步骤10、将码垛机机械手6运行的速度、加速度或与速度或加速度成函数关系的易检测量作为控制参数，设定该控制参数的比较基准值存储在电气控制系统7中的存储单元71中；本发明所述比较基准值为所述控制参数的允许范围值或该控制参数的变化曲线以及允许的偏离值。
[0027]步骤20、在码垛机的运行过程中，通过运行状态监控传感器8实时监测机码垛机机械手6运行的速度、加速度或与速度或加速度成函数关系的易检测量；其中，所述运行状态监控传感器8可以为旋转编码器，机械手6运行的速度、加速度可以通过将运行状态监控传感器8安装在第一轴53上进行实时监控，所述运行状态监控传感器8或安装在第二轴54或齿条51上，或者设在所述减速电机即第一制动组件91或垂直电机2的电机轴上。
[0028]步骤30、电气控制系统7将所述运行状态监控传感器8实时监测的速度、加速度或所述易检测量与所述存储单元71中的比较基准值进行比较运算；这可以通过电气控制系统7的运算单元72进行，该运算单元72可以是PLC ;
[0029]步骤40、当所述实时监测的速度、加速度或所述易检测量超过比较基准值时，所述电气控制系统7发出信号控制制动部件9对所述码垛机机械手6进行制动。目前旋转编码器和运算单元共同的响应周期可以控制在1ms左右，使整个制动时间得到有效缩短。
[0030]同样如图1至图4所示，本发明的码垛机运行状态监控及自动制动装置，包括电气控制系统7、运行状态监控传感器8以及制动部件9，所述电气控制系统7分别与所述运行状态监控传感器8以及制动部件9连接；
[0031]所述电气控制系统7包括存储单元71和运算单元72，所述码垛机机械手6运行的速度、加速度、与速度或加速度成函数关系的易检测量被作为控制参数，并设定该控制参数的比较基准值存储在该存储单元中；所述运算单元72用于将所述运行状态监控传感器实时监测的易检测量与所述存储单元71中的比较基准值进行比较运算；本发明所述比较基准值为所述控制参数的允许范围值或该控制参数的变化曲线以及允许的偏离值。
[0032]所述运行状态监控传感器8设在用于带动码垛机机械手6运行的升降装置5的驱动轴即第一轴53上，以在码垛机的运行过程中，实时监测机码垛机机械手6运行的速度或加速度或与速度或加速度成函数关系的易检测量；本发明所述运行状态监控传感器8可以为旋转编码器。当然，所述运行状态监控传感器8还可设在第二轴54或齿条51上，或者设在所述减速电机即第一制动组件91或垂直电机2的电机轴上。
[0033]所述制动部件9连接所述升降装置5，在所述电气控制系统7发出信号控制制动部件9对所述码垛机机械手6进行制动。
[0034]本发明所述制动部件9可以包括2个独立的制动组件，分别设在码垛机的第一轴53上和第二轴54上；第一制动组件91为具有平衡回路背压的液压马达或具有制动状态的减速电机，该减速电机同时承担垂直电机2的功能，即第一制动组件91与垂直电机2为同一电机，该液压马达或减速电机设在码垛机的第一轴53上；第二制动组件92为磁粉制动器；设在码垛机的第二轴54上；所述第一轴53为升降装置的驱动轴，所述第二轴54与第一轴53形成约束限制升降装置5中的齿条51仅做上下运动的从动轴，所述机械手6由该升降装置5带动运行。设置两个独立的制动组件，可以在一个制动组件失效后，另一个仍可继续工作。
[0035]设定控制参数是通过旋转编码器检测的速度、加速度或所述易检测量，比较基准值是比较基准值是采集正常运行状态下的速度、加速度或所述易检测量的变化曲线，运行过程中的速度、加速度或所述易检测量的偏离存储曲线数值超过设定的允许偏差值时，电气控制系统发出信号控制系统进入制动状态。完成制动后上升一定高度使码垛机与障碍物脱离接触。根据目前的传感器检测频率及运算单元的运算速度在能在1ms内对码垛机运行过程中对异常情况迅速作出反应，有效防止事故的发生。其中所述易检测量与所述制动部件9(同时也是驱动设备)有关，如果采用具有制动状态的减速电机驱动，所述易检测量指电机工作电流；如果用具有平衡回路背压的液压马达驱动，易检测量指液压马达的进出口压力差；实际上用旋转编码器直接测速度或加速度更为准确；易检测量是间接检测，会有一定误差。
[0036]综上所述:本发明通过监控码垛机运行过程中机械手的速度或加速度等易检测量，能对异常情况迅速作出反应，有效防止事故的发生，并通过采用冗余的制动部件提高了系统的安全性，将事故发生的概率降低若干个数量级。
[0037]虽然以上描述了本发明的【具体实施方式】，但是熟悉本【技术领域】的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。
【权利要求】
1.一种码垛机运行状态监控及自动制动方法，其特征在于:包括: 步骤10、将码垛机机械手运行的速度、加速度或与速度或加速度成函数关系的易检测量作为控制参数，设定该控制参数的比较基准值存储在电气控制系统中的存储单元中； 步骤20、在码垛机的运行过程中，通过运行状态监控传感器实时监测机码垛机机械手运行的速度、加速度或所述易检测量； 步骤30、电气控制系统将所述运行状态监控传感器实时监测的速度、加速度或所述易检测量与所述存储单元中的比较基准值进行比较运算； 步骤40、当所述实时监测的速度、加速度或所述易检测量超过比较基准值时，所述电气控制系统发出信号控制制动部件对所述码垛机机械手进行制动。
2.根据权利要求1所述的码垛机运行状态监控及自动制动方法，其特征在于:所述步骤10中，所述比较基准值为所述控制参数的允许范围值或该控制参数的变化曲线以及允许的偏离值。
3.根据权利要求1所述的码垛机运行状态监控及自动制动方法，其特征在于:所述步骤40中的制动部件包括2个独立的制动组件，分别设在码垛机的第一轴上和第二轴上；所述第一轴为所述升降装置的驱动轴，所述第二轴为与第一轴形成约束限制升降装置仅做上下运动的从动轴，所述机械手由该升降装置带动运行。
4.根据权利要求3所述的码垛机运行状态监控及自动制动方法，其特征在于:所述2个独立的制动组件中第一制动组件为具有平衡回路背压的液压马达或具有制动状态的减速电机，该液压马达或减速电机设在码垛机的第一轴上；第二制动组件为磁粉制动器，设在码垛机的第二轴上。
5.根据权利要求4所述的码垛机运行状态监控及自动制动方法，其特征在于:所述运行状态监控传感器设在第一轴、第二轴或齿条上，还或者设在所述减速电机的电机轴上。
6.根据权利要求1所述的码垛机运行状态监控及自动制动方法，其特征在于:所述运行状态监控传感器为旋转编码器。
7.一种码垛机运行状态监控及自动制动装置，其特征在于:包括电气控制系统、运行状态监控传感器以及制动部件，所述电气控制系统分别与所述运行状态监控传感器以及制动部件连接； 所述电气控制系统包括存储单元和运算单元，所述码垛机机械手运行的速度、加速度、与速度或加速度成函数关系的易检测量被作为控制参数，并设定该控制参数的比较基准值存储在该存储单元中；所述运算单元用于将所述运行状态监控传感器实时监测的易检测量与所述存储单元中的比较基准值进行比较运算； 所述运行状态监控传感器设在用于带动码垛机机械手运行的升降装置上，以在码垛机的运行过程中，实时监测机码垛机机械手运行的速度或加速度或与速度或加速度成函数关系的易检测量； 所述制动部件连接所述升降装置，在所述电气控制系统发出信号控制制动部件对所述码垛机机械手进行制动。
8.根据权利要求7所述的码垛机运行状态监控及自动制动装置，其特征在于:所述制动部件包括2个独立的制动组件，分别设在码垛机的第一轴上和第二轴上；所述第一轴为所述升降装置的驱动轴，所述第二轴为与第一轴形成约束限制升降装置仅做上下运动的从动轴，所述机械手由该升降装置带动运行。
9.根据权利要求8所述的码垛机运行状态监控及自动制动装置，其特征在于:所述2个独立的制动组件中第一制动组件为具有平衡回路背压的液压马达或具有制动状态的减速电机，该液压马达或减速电机设在码垛机的第一轴上；第二制动组件为磁粉制动器，设在码垛机的第二轴上。
10.根据权利要求9所述的码垛机运行状态监控及自动制动装置，其特征在于:所述运行状态监控传感器设在第一轴、第二轴或齿条上，还或者设在所述减速电机的电机轴上。
11.根据权利要求7所述的码垛机运行状态监控及自动制动装置，其特征在于:所述运行状态监控传感器为旋转编码器。
【文档编号】B65G43/00GK104192573SQ201410365737
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年7月29日 优先权日:2014年7月29日
【发明者】王琳, 林项武 申请人:福建海源自动化机械股份有限公司