一种轨道式物料运输车位置跟踪及快速定位系统的制作方法

1.本实用新型属于机加生产线物流运输领域，涉及一种轨道式物料运输车位置跟踪及快速定位系统。


背景技术：

2.数控机床机加自动化生产线中物料搬运方式多采用伺服电机、齿轮齿条及线性导轨相配合，存在造价高、安装要求高且不适用于重型物料搬运的问题。重型物料搬运一般采用钢轨和轨道式运输车来实现，大多采用减速开关与停车开关对运输车进行定位，而在运输车运行过程中控制系统无法确切地跟踪车辆的具体位置。由于重载运输车减速距离长，在减速开关和停车开关调试完成后，运输车运行速度、减速距离和减速时间也不方便进行调整。


技术实现要素：

3.为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种轨道式物料运输车位置跟踪及快速定位系统。
4.为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种轨道式物料运输车位置跟踪及快速定位系统，包括：
5.两个平行设置的轨道，运输车在轨道上行走；
6.若干物料存储仓，沿轨道长度方向设置在轨道的一侧外侧，且与轨道平行设置；
7.位置跟踪装置，包括安装在运输车车体末端的安装座，安装座末端通过第一旋转轴与连杆的一端相连接，连杆的另一端通过第二旋转轴与摩擦轮相连接，摩擦轮置于轨道上，运输车沿轨道行走时带动摩擦轮沿轨道行走，在摩擦轮上安装有旋转编码器，摩擦轮带动旋转编码器同步旋转，旋转编码器用于测量运输车行走的距离；
8.定位开关，安装在邻近物料存储仓一侧的运输车车体上；
9.在每个物料存储仓上分别安装有一个用于感应所述定位开关的定位开关感应片；
10.原点开关，安装在运输车车体的前端；
11.原点开关感应片，固定在位于轨道初始端外侧的地面上，当运输车车体运行到轨道初始端时，所述原点开关感应片与原点开关接触，确定运输车运行的机械原点。
12.进一步地，在所述安装座与连杆之间沿水平方向安装有弹簧。
13.进一步地，所述安装座上设有安装孔，在安装孔内安装螺栓，将安装座与运输车车体固定。
14.进一步地，所述运输车上设有驱动变频器及驱动电机，驱动变频器与驱动电机相连接，所述旋转编码器、定位开关、原点开关及驱动变频器均与plc控制器相连接。
15.与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
16.（1）本实用新型结构简单，安装调试方便，在运输车车体上加装一个位置跟踪装置，实现实时跟踪运输车位置，通过在摩擦轮上安装旋转编码器，用以测量运输车运行距
离，同时摩擦轮通过连杆、第二旋转轴、安装座及弹簧固定在运输车上，保证摩擦轮能紧贴轨道上滚动；
17.（2）本实用新型在能跟踪到运输车的实时位置的基础上，在空载或轻负载的时候就可以通过plc控制器调高车辆的运行速度、缩小减速距离而不受原有固定减速开关的影响，可以提高物料运输的整体运行效率；
18.（3）具有设备故障自检功能：结合定位开关的状态和旋转编码器读数，plc控制器可以推测出旋转编码器或定位开关是否出现故障。
附图说明
19.图1是本实用新型的结构示意图；
20.图2是本实用新型的运输车与位置跟踪装置的连接结构示意图；
21.图3是本实用新型的plc控制器、定位开关、原点开关、旋转编码器、驱动变频器、驱动电机的连接原理图；
22.图中：100－运输车；200－驱动变频器；300－驱动电机；400
‑
plc控制器；500－龙门铣；
23.1－轨道；2－物料存储仓；3－位置跟踪装置；31－安装座；311－安装孔；321－第一旋转轴；322－第二旋转轴；33－连杆；34－摩擦轮；35－旋转编码器；36－弹簧；4－定位开关；5－定位开关感应片；6－原点开关；7－原点开关感应片。
具体实施方式
24.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例
25.参照图1－图3，一种轨道式物料运输车位置跟踪及快速定位系统，包括：
26.两个平行设置的轨道1，运输车100在轨道1上行走；
27.若干物料存储仓2，沿轨道1长度方向设置在轨道1的一侧外侧，且与轨道1平行设置；
28.位置跟踪装置3，包括安装在运输车100车体末端的安装座31，安装座31末端通过第一旋转轴321与连杆33的一端相连接，连杆33的另一端通过第二旋转轴322与摩擦轮34相连接，摩擦轮34置于轨道1上，运输车100沿轨道1行走时带动摩擦轮34沿轨道1行走，在轨道1出现高低不平时，第二旋转轴322能转动以保证摩擦轮34始终贴紧轨道1上表面。在摩擦轮34上安装有旋转编码器35，摩擦轮34带动旋转编码器35同步旋转，所述旋转编码器35用于检测摩擦轮34转动的角度，从而测量运输车100行走的距离；
29.定位开关4，安装在邻近物料存储仓一侧的运输车100车体上；
30.在每个物料存储仓2上分别安装有一个用于感应所述定位开关4的定位开关感应片5；
31.原点开关6，安装在运输车100车体的前端；
32.原点开关感应片7，固定在位于轨道1初始端外侧的地面上，当运输车100车体运行到轨道1初始端时，所述原点开关感应片7与原点开关6接触，确定运输车100运行的机械原点。
33.在所述安装座31与连杆33之间沿水平方向安装有弹簧36，弹簧36提供拉力以保证摩擦轮34在轨道1表面上有足够的摩擦力，不打滑。
34.所述安装座31上设有安装孔311，在安装孔311内安装螺栓，将安装座31与运输车100车体固定。
35.所述运输车100上设有驱动变频器200及驱动电机300，驱动变频器200与驱动电机300相连接，所述旋转编码器35、定位开关4、原点开关6及驱动变频器200均与plc控制器400相连接。其中，plc控制器400通过驱动变频器200调节驱动电机300转速，从而控制运输车100的速度选择、启动和停止。plc控制器400具有有线及无线通讯接口，可以接收总控系统发送的运输车100预停止位置、负载大小的数据，并向总控系统传送运输车100实时位置及其他运行数据，从而实现对运输车100的远程自动化控制。
36.本实施例的自动化加工生产线的物料存储仓2的数量为10个，轨道1的另一侧设置4台龙门铣500，运输车100在物料存储仓2和龙门铣500之间传输物料，其中单个物料存储仓2长4.5米，宽2.8米，10个物料存储仓总长45米，轨道1长47.5米，运输车100在轨道1上的最大运行距离42米，最大载重10吨，最高速度30米/分。
37.运输车100上设有驱动变频器200及驱动电机300，驱动变频器200与驱动电机300相连接，安装时，将所述旋转编码器35、定位开关4、原点开关6及驱动变频器200均与plc控制器400相连接。plc控制器400根据总控系统下达的任务及其负载数据，自动选择合适速度及减速距离，并计算运输车100运动方向、减速位置，然后，plc控制器400通过驱动变频器200调节驱动电机300转速，从而控制运输车100按照计算好的方向和速度运动，在旋转编码器35计数到达预定减速位置时，旋转编码器35传送信息至plc控制器400，plc控制器400通过控制驱动变频器200调节驱动电机300转速，从而控制运输车100减速，当运输车100运行至定位开关4感应到定位开关感应片5后，定位开关4传送信息至plc控制器400，plc控制器400控制运输车100停车。
38.本实用新型在运输车100车体上加装一个位置跟踪装置3，实现实时跟踪运输车100位置，在摩擦轮34上安装旋转编码器35，用以测量运输车100运行距离，摩擦轮34通过连杆33、第二旋转轴322、安装座31及弹簧36固定在运输车100上，保证摩擦轮34能紧贴轨道1上滚动；由于轨道1有可能存在伸缩缝以及出现铁屑等杂物，摩擦轮34运行时，旋转编码器 35 检测的摩擦轮34转动的角度数据会出现一定误差，导致plc控制器400获取的运输车100的实时位置数据有会误差（运输车100在轨道1上往复行走1500m后实测运输车100实时位置数据误差在3
‑
4mm）。运输车100在运行时，plc控制器400会记录旋转编码器35的计数，如果运行过程中定位开关4感应到定位开关感应片5时，旋转编码器35计数和相应的标定值偏差过大，plc控制器400会自动控制运输车100进行回零操作，使原点开关6对齐到原点开关感应片7，运输车100运行至机械原点，并将旋转编码器35的位置数据清零，以消除位置数据误差。因此，位置跟踪装置3不能直接用于精确定位，只可用于位置跟踪及确定减速位置，因此，本实用新型在运输车100上安装定位开关4，最终精确定位需要使用定位开关4来实现。
39.同时，本实用新型在每个物料存储仓2上安装一个定位开关感应片5用于帮助运输车100停止，定位开关4用于使运输车100对齐物料存储仓2，调试时标定好各物料存储仓2距离原点开关感应片7的距离，在能跟踪到运输车100的实时位置的基础上，在空载或轻负载的时候就可以通过plc控制器400控制驱动变频器200调节驱动电机300转速，提高运输车100的运行速度、缩小减速距离，相较于通常使用的固定式减速开关的方式，可以提高整体运行效率。
40.另外，本实用新型的plc控制器400结合定位开关4的状态和旋转编码器35读数，可以推测出旋转编码器35或定位开关4是否出现故障。
41.1）运输车100在运行而旋转编码器35读数无变化，可推测旋转编码器35出现故障；
42.2）旋转编码器35读数出现跳跃式变化（即计算的运输车100速度超出合理范围），可推测旋转编码器35出现故障；
43.3）当运输车100运行距离超过2个物料存储仓2的定位开关感应片5间距而没有定位开关感应片5感应到定位开关4，可推测定位开关4出现故障。
44.本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。