传动皮带疲劳检测方法、装置和系统与流程

1.本技术涉及仓储物流技术领域，具体涉及一种传动皮带疲劳检测方法、装置和系统。


背景技术：

2.自动化仓储设备(俗称立体库)中货叉、升降机等机械传动一般采用皮带驱动。皮带传动的一个显著缺点是长期使用后皮带磨损或疲劳会导致定位不准，进而导致碰撞的发生。
3.行业内一般采用的方式是维护人员定期用皮带频率检测仪手动检测皮带的张紧频率来评估皮带的状态。该方法依赖于检测人的技术水平，检测结果受到技术人员的主观影响较大；并且检测频率、漏检问题不容易控制。
4.相关技术方案中，检测方法只能进行定性检测，无法进行定量分析，并且精度不高，调整需要通过不断改变传感器安装位置，费时费力。当设备报警时往往皮带已经到达寿命末期，无法提前触发预警信息。


技术实现要素：

5.为至少在一定程度上克服相关技术中无法进行定量分析并且精度不高的问题，本技术提供一种传动皮带疲劳检测方法、装置和系统。
6.根据本技术实施例的第一方面，提供一种传动皮带疲劳检测方法，包括：
7.确定传动皮带的监测点及所述监测点对应的基准距离；
8.在需要进行疲劳检测时，控制所述传动皮带移动到所述监测点；
9.获取传动皮带在所述监测点的实测距离；
10.根据所述基准距离和所述实测距离判断传动皮带的疲劳状态。
11.进一步地，确定传动皮带的监测点，具体包括如下步骤：
12.在传动皮带的运动方向上设置监测点，每个运动方向上设置一个或两个监测点。
13.进一步地，确定基准距离的步骤包括：
14.在接收到示教指令时，依次在传动皮带的两个运动方向上执行示教步骤，分别确定两个运动方向上的基准距离。
15.进一步地，所述示教步骤包括：
16.控制所述传动皮带移动到第一监测点，读取测距传感器的检测数据，将其作为第一监测点对应的基准数据；
17.判断是否存在第二监测点；
18.如果存在，则控制所述传动皮带移动到第二监测点，读取测距传感器的检测数据，将其作为第二监测点对应的基准数据；
19.如果不存在，则结束该运动方向上的示教过程。
20.进一步地，所述方法还包括如下步骤：
21.每隔一段固定的时间，判断需要进行疲劳检测；和/或，
22.当接收到疲劳检测指令时，判断需要进行疲劳检测。
23.进一步地，根据所述基准距离和所述实测距离判断传动皮带的疲劳状态，具体包括如下步骤：
24.根据两个运动方向上的基准距离和实测距离，分别判断每个运动方向是否处于疲劳状态；
25.如果任一运动方向处于疲劳状态，则判断传动皮带处于疲劳状态。
26.进一步地，判断每个运动方向是否处于疲劳状态，具体包括如下步骤：
27.分别计算第一监测点的偏差值、第二监测点的偏差值，和两个监测点之间距离的偏差值；
28.如果三个偏差值中的任意一个大于预设的报警阈值，则判断该运动方向处于疲劳状态。
29.根据本技术实施例的第二方面，提供一种传动皮带疲劳检测装置，包括：
30.确定模块，用于确定传动皮带的监测点及所述监测点对应的基准距离；
31.控制模块，用于在需要进行疲劳检测时，控制所述传动皮带移动到所述监测点；
32.获取模块，用于获取传动皮带在所述监测点的实测距离；
33.判断模块，用于根据所述基准距离和所述实测距离判断传动皮带的疲劳状态。
34.根据本技术实施例的第三方面，提供一种传动皮带疲劳检测系统，包括：
35.测距传感器，设置在传动皮带的运动方向上，用于测量基准距离和实测距离；
36.主控制器，用于控制传动皮带的运动，并执行如上任意一种实施例所述方法的操作步骤。
37.进一步地，所述测距传感器为激光测距传感器，所述主控制器为可编程逻辑控制器。
38.本技术的实施例提供的技术方案具备以下有益效果：
39.本技术的方案通过在传动皮带上设置固定的监测点，并确定初始状态下监测点的基准距离；在传动皮带的使用过程中，可以对监测点进行测量获得实测距离，将实测距离与基准距离进行对比，从而判断传动皮带的疲劳状态；本方案全程通过机器实现测量和判断，最大程度避免技术人员的主观影响，解决了皮带传动设备定位不准的检测问题；并且通过测距实现精度较高的定量分析，能够及时发现皮带的疲劳和磨损情况，避免发生碰撞。
40.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。
附图说明
41.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。
42.图1是根据一示例性实施例示出的一种传动皮带疲劳检测方法的流程图。
43.图2是根据一示例性实施例示出的一种传动皮带疲劳检测系统的框架图。
44.图3是根据一示例性实施例示出的一种传动皮带疲劳检测系统的软件工作流程。
具体实施方式
45.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本技术的一些方面相一致的方法和装置的例子。
46.图1是根据一示例性实施例示出的一种传动皮带疲劳检测方法的流程图。该方法可以包括以下步骤：
47.步骤s1、确定传动皮带的监测点及所述监测点对应的基准距离；
48.步骤s2、在需要进行疲劳检测时，控制所述传动皮带移动到所述监测点；
49.步骤s3、获取传动皮带在所述监测点的实测距离；
50.步骤s4、根据所述基准距离和所述实测距离判断传动皮带的疲劳状态。
51.本技术的方案通过在传动皮带上设置固定的监测点，并确定初始状态下监测点的基准距离；在传动皮带的使用过程中，可以对监测点进行测量获得实测距离，将实测距离与基准距离进行对比，从而判断传动皮带的疲劳状态；本方案全程通过机器实现测量和判断，最大程度避免技术人员的主观影响，解决了皮带传动设备定位不准的检测问题；并且通过测距实现精度较高的定量分析，能够及时发现皮带的疲劳和磨损情况，避免发生碰撞。
52.应当理解的是，虽然图1的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
53.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。
54.本发明的一些实施例中，确定传动皮带的监测点，具体包括如下步骤：在传动皮带的运动方向上设置监测点，每个运动方向上设置一个或两个监测点。
55.传动皮带相关设备(如货叉、升降机等)的每个运动方向安装一个激光测距传感器，传感器固定在皮带旁边(可以是皮带左右两侧，也可以是前后侧，传感器不跟随皮带运动)；首先在每个方向选择两个位置作为监测点(比如坐标值1000mm和81000mm处)，如果距离较短可以示教一个监测点。
56.在一些实施例中，确定基准距离的步骤包括：在接收到示教指令时，依次在传动皮带的两个运动方向上执行示教步骤，分别确定两个运动方向上的基准距离。
57.在实际应用中，所述示教步骤包括：控制所述传动皮带移动到第一监测点，读取测距传感器的检测数据，将其作为第一监测点对应的基准数据；判断是否存在第二监测点；如果存在，则控制所述传动皮带移动到第二监测点，读取测距传感器的检测数据，将其作为第二监测点对应的基准数据；如果不存在，则结束该运动方向上的示教过程。
58.在实际应用中，所述方法还包括如下步骤：每隔一段固定的时间，判断需要进行疲劳检测；和/或，当接收到疲劳检测指令时，判断需要进行疲劳检测。传动皮带相关设备每隔一段时间(比如8个小时)移动到检测点，测距传感器测量自身与监测点之间的距离，并与基
准值进行对比，如果偏差超过报警/预警阈值，设备触发报警/提示信息。
59.在一些实施例中，根据所述基准距离和所述实测距离判断传动皮带的疲劳状态，具体包括如下步骤：根据两个运动方向上的基准距离和实测距离，分别判断每个运动方向是否处于疲劳状态；如果任一运动方向处于疲劳状态，则判断传动皮带处于疲劳状态。
60.在实际应用中，判断每个运动方向是否处于疲劳状态，具体包括如下步骤：分别计算第一监测点的偏差值、第二监测点的偏差值，和两个监测点之间距离的偏差值；如果三个偏差值中的任意一个大于预设的报警阈值，则判断该运动方向处于疲劳状态。
61.报警分为3种情况：监测点1位置偏差、监测点2位置偏差、两点之间的距离偏差。整体框架如图2所示，在合适的位置安装激光位置传感器(比如ifmo1d100)，传感器测量的位置信息通过io-link协议发送给io-link网关(如ifm al1100)，io-link网关通过设备的profinet网络集成到设备中。控制系统plc负责计算示教及位置偏差计算功能。
62.1、硬件安装及集成
63.现场传感器的安装：在传动皮带所驱动的部件上选择一个固定的反光点，确保传感器信号质量。
64.硬件集成：在step7软件中组态io-link网关ifm al1100模块，并配置两个传感器连接到模块的port1和port2(检测x方向和z方向)。
65.2、软件的工作流程
66.步骤1：新安装传感器或更换皮带后首先从hmi(human machine interface，人机交互界面)激活示教功能，启动程序后，轴自动移动到目标检测点，用目标值校准传感器读数值，其数值偏差存储在plc中供以后检测时使用。
67.步骤2：皮带行一段时间后，plc中的计时器激活皮带检测功能，控制系统plc控制皮带运动到各个监测点，计算当前值与基准值的偏差，当偏差值大于报警阈值或预警阈值后，设备触发报警。
68.人机界面中每个检测点的数据标准定义如下：
69.target_pos：表监测点的理论位置；
70.actual_pos：表校准后的传感器读数值；
71.diff_pos＝actual_pos-target_pos；
72.tolerence_pos：表报警阈值，当diff_pos的绝对值大于tolerance_pos时触发报警。
73.参照图3，软件工作流程如图所示。
74.本技术的方案由于采用测距传感器io-link技术，由原来的定性分析改为了定量分析，位置偏差值一目了然；报警阈值的设置更加快捷，不必要反复调整传感器，仅需在hmi中输入阈值即可(权限保护)；偏差值可以存储，通过分析历史数据判断皮带磨损速度。
75.本检测方法实现皮带疲劳的自动定时检测，并有hmi(human machine interface，人机交互界面)显示每次定位偏移量，生产人员可以根据不同的设备设定不同的偏移报警值，触发设备停机，防止碰撞发生。同时检测值还可以上传上位系统存储，通过分析一段时间的位置偏移量为预测性维护提供数据基础。
76.本技术的实施例还提供一种传动皮带疲劳检测装置，该装置包括：确定模块、控制模块、获取模块和判断模块。
77.确定模块用于确定传动皮带的监测点及所述监测点对应的基准距离。
78.控制模块用于在需要进行疲劳检测时，控制所述传动皮带移动到所述监测点。
79.获取模块用于获取传动皮带在所述监测点的实测距离。
80.判断模块用于根据所述基准距离和所述实测距离判断传动皮带的疲劳状态。
81.关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体步骤已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处不再详细阐述说明。上述疲劳检测装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
82.如图2所示，本技术的实施例还提供一种传动皮带疲劳检测系统，包括：测距传感器，设置在传动皮带的运动方向上，用于测量基准距离和实测距离；主控制器，用于控制传动皮带的运动，并执行如上任意一种实施例所述的传动皮带疲劳检测方法。
83.在一些实施例中，所述测距传感器为激光测距传感器，所述主控制器为可编程逻辑控制器。
84.可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
85.需要说明的是，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
86.流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本技术的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本技术的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
87.应当理解，本技术的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。
88.本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
89.此外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
90.上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
91.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
92.尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。