汽車輸送線雙機(jī)同步自動(dòng)控制系統(tǒng)的研究

1、汽車輸送線雙機(jī)同步自動(dòng)控制系統(tǒng)的研究 在目前汽車制造工業(yè)中，由于輸送線路過長(zhǎng)，使得單一的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)已經(jīng)無(wú)法滿足生產(chǎn)要求，因此采取了多個(gè)電動(dòng)機(jī)共同驅(qū)動(dòng)的方式，但多個(gè)電機(jī)同時(shí)驅(qū)動(dòng)又出現(xiàn)了輸送線速度不同步的問題，對(duì)生產(chǎn)過程帶來了極大地影響。本文以雙機(jī)驅(qū)動(dòng)輸送系統(tǒng)為例，介紹了系統(tǒng)在運(yùn)行過程中由于受力不平衡而導(dǎo)致的電動(dòng)機(jī)各段輸送線速度的不同步，詳細(xì)分析了利用可編程序控制實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的頻率調(diào)整，確保張緊站能夠恢復(fù)到平衡位置，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)輸送系統(tǒng)能夠無(wú)限的接近理想中的同步狀態(tài)。 【關(guān)鍵詞】汽車工業(yè) 輸送系統(tǒng) 電動(dòng)機(jī) 自動(dòng)控制 同步 在現(xiàn)代汽車制造工業(yè)中，主要生產(chǎn)工藝有汽車車身及其他各個(gè)部件焊裝、涂裝以及總裝等環(huán)

2、節(jié)，其中使用最為廣泛的就是實(shí)現(xiàn)汽車車身及其部件的傳輸、轉(zhuǎn)掛以及儲(chǔ)存等多方面功能的輸送系統(tǒng)。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，如果輸送線路比較長(zhǎng)，常規(guī)的一臺(tái)電動(dòng)機(jī)就難以達(dá)到驅(qū)動(dòng)的要求，所以，針對(duì)這樣一種情況就需要采取多個(gè)電動(dòng)機(jī)聯(lián)合驅(qū)動(dòng)的方式。 目前在我國(guó)汽車工業(yè)中應(yīng)用最為廣泛的幾種輸送系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)有平板式、滑橇式和積放式。為不斷提高我國(guó)汽車制造行業(yè)的發(fā)展，有效提高我國(guó)汽車制造工藝水平，在生產(chǎn)工藝流程中積極引入先進(jìn)的自動(dòng)化控制技術(shù)具有重要的意義。本文中，以雙機(jī)驅(qū)動(dòng)方式為研究對(duì)象，對(duì)生產(chǎn)過程中的雙電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)輸送線在運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題，如由于內(nèi)部張力的不平衡而導(dǎo)致的各段輸送線路速度的不同步問題，進(jìn)行了變頻同步表自動(dòng)調(diào)

3、速系統(tǒng)的研究，以實(shí)現(xiàn)雙機(jī)驅(qū)動(dòng)輸送系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運(yùn)行。 1 雙機(jī)同步自動(dòng)控制系統(tǒng)控制方案的確定分析 在生產(chǎn)過程中，當(dāng)輸送系統(tǒng)帶著吊具進(jìn)行掛件輸送工作時(shí)，通常會(huì)存在著輸送線路各個(gè)坡段的牽引力的不平衡以及負(fù)載的不斷變化，正是由于這些問題會(huì)直接導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)部張力出現(xiàn)不平衡的現(xiàn)象；同時(shí)又由于兩臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)備自身的某些差異，造成各段輸送線速度的不一致，無(wú)法達(dá)到理想的高度同步狀態(tài)。當(dāng)裝置偏移量嚴(yán)重超出了張緊站的調(diào)節(jié)極限時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致運(yùn)輸系統(tǒng)鏈條堆積進(jìn)而損壞張緊裝置或造成鏈條壓力的過大導(dǎo)致鏈條被拉斷，致使整個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)的癱瘓，嚴(yán)重影響到整個(gè)系統(tǒng)的正常生產(chǎn)，造成重大損失。 綜上問題分析，為保證整個(gè)系統(tǒng)的正常穩(wěn)定生產(chǎn)，

4、就要求雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)輸送系統(tǒng)必須要具備以下功能： （1）采取集中控制的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)中央控制室控制輸送線的啟動(dòng)、停止等操作，同時(shí)對(duì)輸送線鏈條的運(yùn)輸速度進(jìn)行設(shè)定，并根據(jù)具體的工況需要能夠?qū)ζ渌俣冗m時(shí)的進(jìn)行調(diào)整； （2）在各個(gè)工位要設(shè)置能夠申請(qǐng)停止或恢復(fù)啟動(dòng)的按鈕以及緊急停止按鈕。當(dāng)某一工位員工由于自身工作需要需要停止輸送線時(shí)，可通過按工位上停止申請(qǐng)按鈕向中央控制室提出停止申請(qǐng)，隨之進(jìn)行相關(guān)工作；當(dāng)工作結(jié)束需要重新啟動(dòng)輸送線系統(tǒng)時(shí)，按啟動(dòng)按鈕再向中央控制室提出啟動(dòng)申請(qǐng)，進(jìn)行操作；當(dāng)遇到緊急情況，工作人員可直接按緊急停止按鈕進(jìn)行輸送線的停止操作，而不再需要向中央控制室提出申請(qǐng)。 （3）盡最大努力采取措施，

5、確保兩臺(tái)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的同步或者接近同步，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)整個(gè)輸送系統(tǒng)的閉環(huán)自動(dòng)調(diào)整。 （4）由于輸送系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間過長(zhǎng)而產(chǎn)生的積累誤差要盡可能的消除。 （5）對(duì)雙機(jī)同步控制系統(tǒng)的包括電機(jī)過熱、電源單相、鏈速異步上限及下限、傳動(dòng)過載、下坡捕捉器、采樣機(jī)構(gòu)采樣數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常以及張緊裝置超行程等各項(xiàng)功能進(jìn)行設(shè)定，以加強(qiáng)控制系統(tǒng)對(duì)整個(gè)輸送線路系統(tǒng)的控制作用，真正做到一旦出現(xiàn)任何問題，控制系統(tǒng)能夠及時(shí)的對(duì)輸送系統(tǒng)進(jìn)行停職操作同時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒相關(guān)工作人員及時(shí)進(jìn)行系統(tǒng)的檢查和維修等操作。 2 雙電機(jī)同步自動(dòng)調(diào)速控制系統(tǒng)的硬件配置 結(jié)合系統(tǒng)的實(shí)際控制要求，同時(shí)以三菱汽車公司的fx2n系列的plc為控制核心，利用由變頻

6、器、速度設(shè)定器、偏差傳感器、位移檢測(cè)箱和外部線路保護(hù)傳感器等組件構(gòu)成的整個(gè)系統(tǒng)的檢測(cè)及執(zhí)行機(jī)構(gòu)。對(duì)于張力站位置偏移的偏移量，由偏差傳感器來完成測(cè)量，然后取回張緊站所具體偏移量的所對(duì)應(yīng)的反饋信號(hào)，將該反饋信號(hào)與之前預(yù)先設(shè)定的信號(hào)在位移檢測(cè)箱進(jìn)行相應(yīng)的處理并輸出處理之后的信號(hào)，利用該處理信號(hào)值來對(duì)變頻器的輸出頻率進(jìn)行控制，從而改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。變頻器的輸出頻率應(yīng)根據(jù)張緊站的具體位移來調(diào)整，并完成對(duì)電機(jī)的調(diào)速控制，實(shí)現(xiàn)張力站可以恢復(fù)到平衡位置，確保系統(tǒng)能夠處于一種力的平衡狀態(tài)。 3 控制系統(tǒng)plc控制程序的編制 對(duì)于本文所研究的雙機(jī)同步自動(dòng)調(diào)速控制系統(tǒng)，其控制核心就是plc。對(duì)于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的各種輸入信

7、號(hào)，通過plc進(jìn)行接收，之后執(zhí)行plc內(nèi)部控制程序并驅(qū)動(dòng)外部執(zhí)行結(jié)構(gòu)，進(jìn)而促使控制系統(tǒng)的啟動(dòng)、停止、保護(hù)以及電機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)定功能的完成。結(jié)合上述所提到的具體控制要求，要想確保所指定方案能夠成功實(shí)現(xiàn)，除了包括旋轉(zhuǎn)解碼器、plc配置和變頻器等外部硬件設(shè)施外，還需要plc控制程序的編制，這也是解決的關(guān)鍵所在。 4 電氣控制系統(tǒng)主要檢測(cè)器件的調(diào)試工作 4.1 偏差傳感器的調(diào)整 在偏差傳感安裝使用之前就需要進(jìn)行調(diào)整零度偏移的工作。 （1）參照各個(gè)偏差傳感器的編號(hào)將其在聯(lián)接與相應(yīng)的位移檢測(cè)箱； （2）在輸電后，將偏差傳感器的指針之余零刻度位置，對(duì)萬(wàn)用表進(jìn)行測(cè)量偏差傳感器的反饋電壓所對(duì)應(yīng)的端子之間的電壓值，該測(cè)

8、量值應(yīng)該很接近于0，如果不是就需要再次進(jìn)行調(diào)整； （3）順時(shí)針撥動(dòng)各個(gè)偏差傳感器的指針，分別將指針置于0，10，20，30，40，50，60角度，并對(duì)其對(duì)應(yīng)的反饋電壓值進(jìn)行檢測(cè)并記錄，各個(gè)偏差所對(duì)應(yīng)的反饋電壓值應(yīng)該是以等差遞增的趨勢(shì)分布；然后再逆時(shí)針撥動(dòng)各個(gè)偏差傳感器指針，分別置于-0，-10，-20，-30，-40，-50，-60角度，并對(duì)其對(duì)應(yīng)反饋電壓值進(jìn)行檢測(cè)和記錄，各偏差傳感器所對(duì)應(yīng)的反饋電壓值同上情況一樣呈等差遞增分布，如果檢測(cè)結(jié)果不是這種情況，就需要進(jìn)行反復(fù)調(diào)整修正。 4.2 控制系統(tǒng)位移檢測(cè)箱的調(diào)整 系統(tǒng)張緊裝置的偏移量由偏移傳感器完成測(cè)量，然后取回偏移量所對(duì)應(yīng)的反饋信號(hào)，接著對(duì)

9、初始設(shè)定信號(hào)機(jī)及取回的反饋信號(hào)在位移檢測(cè)箱進(jìn)行處理并輸出處理后信號(hào)值，利用該輸出值來控制變頻器的輸出頻率，進(jìn)而改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。這一控制過程其實(shí)也就是將偏差傳感器的角度變化信號(hào)通過位移檢測(cè)箱將其轉(zhuǎn)化為直流電壓信號(hào)。對(duì)位移檢測(cè)箱調(diào)整內(nèi)容如下： 4.2.1 靈敏度調(diào)節(jié) （1）首先順時(shí)針波動(dòng)各個(gè)偏差傳感器的指針，分別測(cè)量60度傾角所對(duì)應(yīng)的位移檢測(cè)箱端子5與21之間的電壓值；然后旋轉(zhuǎn)位移檢測(cè)箱上gain旋鈕，將測(cè)量值設(shè)定在相當(dāng)于初始設(shè)定的15%左右，該測(cè)量值可依據(jù)實(shí)際情況而做適當(dāng)調(diào)整，但調(diào)整幅度上下應(yīng)不大于5%； （2）對(duì)各個(gè)位移檢測(cè)箱的靈敏度要調(diào)整一致； 4.2.2 增益調(diào)節(jié) 步驟如下： （1）將位移

10、檢測(cè)箱中端子21和22之間的短接片取下。 （2）分別測(cè)量端子2-5之間的電壓值及12-55之間的電壓值，假設(shè)增益值為1，則所測(cè)兩電壓值相等；假如增益值為1.2，那么就表面端子12-55之間的電壓值為2-5之間電壓值得1.2倍；如果增益值為0.5，那么端子12-55之間的電壓值為2-5之間電壓值的0.5倍。結(jié)合實(shí)際情況對(duì)level旋鈕進(jìn)行調(diào)整，保證端子12-55與2-5之間的電壓值能夠滿足預(yù)定要求，一般情況下，增益值設(shè)定為1。 （3）安裝短接片。 （4）各個(gè)位移檢測(cè)箱要調(diào)整到具有高度一致性。 4.2.3 偏置 當(dāng)偏差傳感器的偏轉(zhuǎn)角度為0時(shí)位置和被檢測(cè)的工作機(jī)械中心具有一定的位移偏移，或者是被測(cè)機(jī)

11、械中心發(fā)生變化而且不能進(jìn)行調(diào)整，此時(shí)通過偏差位移箱上的bias旋鈕進(jìn)行調(diào)整，屏蔽偏置值；如當(dāng)偏轉(zhuǎn)傳感器的偏轉(zhuǎn)角度為正10度，所對(duì)應(yīng)的位置應(yīng)該是張緊站的平衡位置，此時(shí)對(duì)偏差不進(jìn)行任何調(diào)整，偏差傳感器所取回的反饋電壓位移檢測(cè)箱將會(huì)忽略，此時(shí)視偏差為0。 4.2.4 不靈敏區(qū) 如果偏差傳感器的偏轉(zhuǎn)角度在一定范圍內(nèi)可忽略不計(jì)時(shí)，如正負(fù)10度范圍內(nèi)，偏差忽略，則在對(duì)位移檢測(cè)箱上d-zone旋鈕進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，每一刻度為正負(fù)3度。 5 結(jié)語(yǔ) 雙機(jī)同步控制系統(tǒng)具有較高的可靠性和穩(wěn)定性，大大提高了汽車的生產(chǎn)效率，同時(shí)也降低了生產(chǎn)成本；另外該控制系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，為控制管理工作提供了極大地便利。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，相信多個(gè)電動(dòng)機(jī)同步驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)在汽車生產(chǎn)領(lǐng)域?qū)?huì)得到越來越廣泛的應(yīng)用。 參考文獻(xiàn) 1馬恒印.離合器壓盤燒結(jié)自動(dòng)生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)與研究d.青島科技大學(xué)，2013. 2肖超群.汽車內(nèi)飾件成型生產(chǎn)線自動(dòng)控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)d.湘潭大學(xué)，2011. 3雷振霄.汽車起重機(jī)作業(yè)可靠性試驗(yàn)自動(dòng)控制系統(tǒng)的研究d.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)，2004. 4程晟.電泳涂裝生產(chǎn)線自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用d.華東理工大學(xué)，2014. 5程剛.電動(dòng)往復(fù)輸送系統(tǒng)的研究與優(yōu)化設(shè)計(jì)d.合肥工業(yè)大學(xué)，2012.