一種半自動(dòng)液壓抓斗式起重機(jī)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于垃圾處理起重設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種半自動(dòng)液壓抓斗式起重機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前垃圾處理車(chē)間用于垃圾抓取工作主要是液壓抓斗起重機(jī)，在吊裝操作時(shí)，需要對(duì)垃圾進(jìn)行投料、放料、翻料攪拌、搬運(yùn)等功能操作。由于車(chē)間環(huán)境太差，操作工一般在液壓抓斗起重機(jī)設(shè)置遠(yuǎn)程操作室進(jìn)行操作，通過(guò)人工觀察，給抓斗起重機(jī)發(fā)送各種功能操作命令，這要求抓斗在提升方向、前后方向、左右方向都能準(zhǔn)確三維定位。采用人工控制方式存系統(tǒng)安全可靠性低；為適應(yīng)起重機(jī)抓斗運(yùn)行工況，起重機(jī)的操作人員需要經(jīng)常性在抓斗目標(biāo)達(dá)到位置附近反復(fù)操作實(shí)施前后、左右、上下方向的位置定位，定位精度差，工作效率低；雖然有些廠家采用對(duì)抓斗三個(gè)方向增加絕對(duì)值編碼器，測(cè)量抓斗的實(shí)際位置，定位精度和效率有了一定提高，但如果出現(xiàn)起重機(jī)上啃軌下滑時(shí)，編碼器采集的數(shù)據(jù)仍有較大誤差，影響了控制系統(tǒng)可靠性；起重機(jī)的大車(chē)、小車(chē)行走機(jī)構(gòu)運(yùn)行停車(chē)時(shí)，液壓抓斗由于慣性會(huì)出現(xiàn)左右、前后來(lái)回?fù)u擺晃動(dòng)，等待抓斗停穩(wěn)靜止時(shí)間較長(zhǎng)，降低了工作效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在采用人工控制方式存系統(tǒng)安全可靠性低，定位精度差，工作效率低編碼器采集的數(shù)據(jù)仍有較大誤差，影響了控制系統(tǒng)可靠性；液壓抓斗由于慣性會(huì)出現(xiàn)左右、前后來(lái)回?fù)u擺晃動(dòng)等問(wèn)題，提出一種半自動(dòng)液壓抓斗式起重機(jī)。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種半自動(dòng)液壓抓斗式起重機(jī)系統(tǒng)，包括主站PLC、操作室從站PLC、變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、電子防搖系統(tǒng)、液壓抓斗控制系統(tǒng)和自動(dòng)化定位系統(tǒng)，主站PLC通過(guò)以太網(wǎng)與操作室從站PLC連接，變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)用于控制各驅(qū)動(dòng)電機(jī)，電子防搖系統(tǒng)為安裝在變頻器內(nèi)的電子防盜器，液壓抓斗控制系統(tǒng)包括液壓栗電機(jī)、抓斗開(kāi)閉機(jī)構(gòu)，所述自動(dòng)化定位系統(tǒng)主要包括安裝在起重機(jī)大車(chē)運(yùn)行X軸、小車(chē)運(yùn)行Y軸的絕對(duì)值位置編碼器和安裝在起升機(jī)構(gòu)Z軸上的絕對(duì)值旋轉(zhuǎn)編碼器，絕對(duì)值位置編碼器主要由編碼尺、讀碼器、導(dǎo)軌固定器、引導(dǎo)角輪、接口模塊、毛刷構(gòu)成，用于大小車(chē)位置的測(cè)量；絕對(duì)值旋轉(zhuǎn)編碼器安裝在起升機(jī)構(gòu)卷筒的中心軸上，通過(guò)DP通訊接口與主站PLC連接。
[0005]所述的半自動(dòng)液壓抓斗式起重機(jī)系統(tǒng)，所述編碼尺在大車(chē)、小車(chē)軌道方向鋪設(shè)，讀碼器采用U型結(jié)構(gòu)，讀碼器分別裝在大車(chē)和小車(chē)上，編碼尺從讀碼器U型槽中穿過(guò)，讀碼器直接通過(guò)DP接口模塊，將抓斗的大車(chē)運(yùn)行X軸、小車(chē)運(yùn)行Y軸的準(zhǔn)確位置量傳送給主站PLC。
[0006]所述的半自動(dòng)液壓抓斗式起重機(jī)系統(tǒng)，在起重機(jī)大車(chē)運(yùn)行X軸、小車(chē)運(yùn)行Y軸、起升機(jī)構(gòu)Z軸的適當(dāng)位置裝設(shè)運(yùn)行傳感器，使控制系統(tǒng)準(zhǔn)確了解起重機(jī)抓斗的空間位置，自動(dòng)完成尋址工作。
[0007]所述的半自動(dòng)液壓抓斗式起重機(jī)系統(tǒng)，所述變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由起升變頻器、大車(chē)變頻器、小車(chē)變頻器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、減速機(jī)、抱閘制器組成，起升變頻器采用閉環(huán)矢量控制，起升電機(jī)側(cè)配有增量式旋轉(zhuǎn)編碼器，所有變頻器配有Profibus DP通訊卡，直接與主站PLC通訊。
[0008]所述的半自動(dòng)液壓抓斗式起重機(jī)系統(tǒng)，所述抓斗的全閉動(dòng)作和打開(kāi)幅度由主站PLC直接控制。
[0009]所述的半自動(dòng)液壓抓斗式起重機(jī)系統(tǒng)，半自動(dòng)液壓抓斗式起重機(jī)系統(tǒng)還包括一個(gè)稱(chēng)重系統(tǒng)，由稱(chēng)4個(gè)重壓力傳感器、稱(chēng)重控制器、大屏顯示器和稱(chēng)量計(jì)算機(jī)組成；壓力傳感器裝在卷筒下面，稱(chēng)重傳感器變送重量信號(hào)送入稱(chēng)重控制器，稱(chēng)量計(jì)算機(jī)與稱(chēng)重控制器通過(guò)RS485通訊，對(duì)重量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。
[0010]所述的半自動(dòng)液壓抓斗式起重機(jī)系統(tǒng)，自動(dòng)液壓抓斗式起重機(jī)系統(tǒng)還包括一個(gè)防撞系統(tǒng)，防撞系統(tǒng)采用激光傳感器測(cè)量防撞物離起重機(jī)的距離，測(cè)距范圍0.2-8M,兩路報(bào)警輸出，報(bào)警距離可任意設(shè)定，用于大車(chē)提前減速和停車(chē)。
[0011]所述的半自動(dòng)液壓抓斗式起重機(jī)系統(tǒng)，所述主站PLC還連接有觸摸屏，觸摸屏用于工藝功能參數(shù)設(shè)定和起重機(jī)狀態(tài)監(jiān)視。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果:本實(shí)用新型采用高精度的絕對(duì)值位置編碼器和絕對(duì)值旋轉(zhuǎn)編碼器對(duì)抓斗的X軸、Y軸、Z軸坐標(biāo)測(cè)量，測(cè)度誤差小于1mm，精度明顯提高，保證了起重機(jī)系統(tǒng)的定位的準(zhǔn)確性。本實(shí)用新型采用絕對(duì)值位置編碼技術(shù)，沒(méi)有零位參考點(diǎn)，不需要對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)初始化復(fù)位，解決了因起重機(jī)啃機(jī)、打滑造成測(cè)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確疑難問(wèn)題。本實(shí)用新型具有電子防搖功能，相當(dāng)機(jī)械防搖，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低兼，防搖效果好。本實(shí)用新型具有一鍵自動(dòng)泊車(chē)功能，方便設(shè)備檢修。稱(chēng)重計(jì)量采用計(jì)算機(jī)管理，計(jì)量功能強(qiáng)大，稱(chēng)重管理靈活，并可對(duì)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)發(fā)布。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為半自動(dòng)液壓抓斗式起重機(jī)部件連接框圖；
[0014]圖中，1為以太網(wǎng)，2為ProfiBUS DP總線，3為CanOpen總線。
【具體實(shí)施方式】
[0015]實(shí)施例1:結(jié)合圖1，一種半自動(dòng)液壓抓斗式起重機(jī)系統(tǒng)，包括主站PLC、操作室從站PLC、變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、電子防搖系統(tǒng)、液壓抓斗控制系統(tǒng)和自動(dòng)化定位系統(tǒng)，主站PLC通過(guò)以太網(wǎng)與操作室從站PLC連接，變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)用于控制各驅(qū)動(dòng)電機(jī)，電子防搖系統(tǒng)為安裝在變頻器內(nèi)的電子防盜器，液壓抓斗控制系統(tǒng)包括液壓栗電機(jī)、抓斗開(kāi)閉機(jī)構(gòu)，所述自動(dòng)化定位系統(tǒng)主要包括安裝在起重機(jī)大車(chē)運(yùn)行X軸、小車(chē)運(yùn)行Y軸的絕對(duì)值位置編碼器和安裝在起升機(jī)構(gòu)Z軸上的絕對(duì)值旋轉(zhuǎn)編碼器，絕對(duì)值位置編碼器主要由編碼尺、讀碼器、導(dǎo)軌固定器、引導(dǎo)角輪、接口模塊、毛刷等幾部分構(gòu)成，用于大小車(chē)位置的測(cè)量；絕對(duì)值旋轉(zhuǎn)編碼器安裝在起升機(jī)構(gòu)卷筒的中心軸上，通過(guò)DP通訊接口與主站PLC連接。
[0016]所述編碼尺在大車(chē)、小車(chē)軌道方向鋪設(shè)，讀碼器采用U型結(jié)構(gòu)，讀碼器分別裝在大車(chē)和小車(chē)上，編碼尺從讀碼器U型槽中穿過(guò)，讀碼器直接通過(guò)DP接口模塊，將抓斗的大車(chē)運(yùn)行X軸、小車(chē)運(yùn)行Y軸的準(zhǔn)確位置量傳送給主站PLC。
[0017]在起重機(jī)大車(chē)運(yùn)行X軸、小車(chē)運(yùn)行Y軸、起升機(jī)構(gòu)Z軸的適當(dāng)位置裝設(shè)運(yùn)行傳感器，使控制系統(tǒng)準(zhǔn)確了解起重機(jī)抓斗的空間位置，自動(dòng)完成尋址工作。
[0018]所述變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由起升變頻器、大車(chē)變頻器、小車(chē)變頻器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、減速機(jī)、抱閘制器組成，起升變頻器采用閉環(huán)矢量控制，起升電機(jī)側(cè)配有增量式旋轉(zhuǎn)編碼器，所有變頻器配有Profibus DP通訊卡，直接與主站PLC通訊。
[0019]所述抓斗的全閉動(dòng)作和打開(kāi)幅度由主站PLC直接控制。
[0020]半自動(dòng)液壓抓斗式起重機(jī)系統(tǒng)還包括一個(gè)稱(chēng)重系統(tǒng)，由稱(chēng)4個(gè)重壓力傳感器、稱(chēng)重控制器、大屏顯示器和稱(chēng)量計(jì)算機(jī)組成；壓力傳感器裝在卷筒下面，稱(chēng)重傳感器變送重量信號(hào)送入稱(chēng)重控制器，稱(chēng)量計(jì)算機(jī)與稱(chēng)重控制器通過(guò)RS485通訊，對(duì)重量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。
[0021]自動(dòng)液壓抓斗式起重機(jī)系統(tǒng)還包括一個(gè)防撞系統(tǒng)，防撞系統(tǒng)采用激光傳感器測(cè)量防撞物離起重機(jī)的距離，測(cè)距范圍0.2-8M,兩路報(bào)警輸出，報(bào)警距離可任意設(shè)定，用于大車(chē)提前減速和停車(chē)。
[0022]所述主站PLC還連接有觸摸屏，觸摸屏用于工藝功能參數(shù)設(shè)定和起重機(jī)狀態(tài)監(jiān)視。
[0023]實(shí)施例2:結(jié)合圖1，一種半自動(dòng)液壓抓斗式起重機(jī)系統(tǒng)，含有一個(gè)主站PLC、操作室從站PLC、觸摸屏、變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、電子防搖系統(tǒng)、液壓抓斗控制系統(tǒng)、稱(chēng)重計(jì)量系統(tǒng)、自動(dòng)化定位系統(tǒng)和起重機(jī)防撞系統(tǒng)幾部分構(gòu)成。主站PLC與操作室從站PLC、觸摸屏、變頻驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)均配有配置profibus Dp接口，共同構(gòu)成系統(tǒng)profibus Dp總線通訊網(wǎng)絡(luò)。
[0024]自動(dòng)化的定位系統(tǒng)是本方案的核心，主要包括起重機(jī)大車(chē)運(yùn)行X軸、小車(chē)運(yùn)行Y軸各裝一個(gè)絕對(duì)值位置編碼器、起升機(jī)構(gòu)Z軸上裝一個(gè)絕對(duì)值編碼器，主要用于實(shí)時(shí)檢測(cè)對(duì)抓斗X軸、Y軸、Z軸三個(gè)方向的當(dāng)前位移量，保證各種半自動(dòng)功能操作工藝的可靠運(yùn)行。該定位系統(tǒng)由采用線性絕對(duì)值位置編碼器和絕對(duì)值旋轉(zhuǎn)編碼器組成，絕對(duì)值位置編碼器主要由不銹鋼編碼尺、讀碼器、導(dǎo)軌固定器、引導(dǎo)角輪、接口模塊、毛刷等幾部分構(gòu)成，用于大小車(chē)位置的測(cè)量。其中編碼尺放在大、小車(chē)軌道方向鋪設(shè)，讀碼器采用U型結(jié)構(gòu)，讀碼器分別裝在大車(chē)和小車(chē)上，編碼尺從讀碼器U型槽中穿過(guò)，讀碼器能控測(cè)到編碼尺位置分辨率
0.8mm，他不需要參照點(diǎn)，直接通DP接口模塊，將抓斗X、Y軸的準(zhǔn)確位置量傳送給主站PLC。絕對(duì)值旋轉(zhuǎn)編碼器裝上提升機(jī)構(gòu)卷筒中心軸上，采用1024線編碼器，精度1mm，帶DP通訊接口，將抓斗的Z軸的準(zhǔn)確位置量傳送給主站PLC。同時(shí)，在起重機(jī)大車(chē)運(yùn)行X軸、小車(chē)運(yùn)行Y軸、起升機(jī)構(gòu)Z軸的適當(dāng)位置裝設(shè)運(yùn)行傳感器，使控制系統(tǒng)準(zhǔn)確了解起重機(jī)抓斗的空間位置，自動(dòng)完成尋址工作。在特征點(diǎn)如投料口中心、控制室保護(hù)區(qū)等還設(shè)有行程保護(hù)開(kāi)關(guān)，在三維空間的標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)地址傳感器，進(jìn)行誤差校正。在區(qū)域的端點(diǎn)設(shè)有常規(guī)的行程限位開(kāi)關(guān)等保護(hù)裝置。上述信息經(jīng)信號(hào)線路傳送到控制系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)指揮系統(tǒng)主站PLC中，使控制系統(tǒng)準(zhǔn)確了解起重機(jī)抓斗的空間位置，故障提示及排除辦法。
[0025]電子防遙系統(tǒng)由裝在變頻器內(nèi)部的電子防搖控制器來(lái)完成，防搖控制器與變頻器通訊CanOpen總線連接。通過(guò)自動(dòng)化定位系統(tǒng)檢測(cè)的抓斗位置先經(jīng)過(guò)PLC主站與大小車(chē)變頻器DP通訊數(shù)據(jù)交換，再經(jīng)過(guò)大小車(chē)變頻器與防搖控制器CanOpen通訊后，抓斗位置信號(hào)、運(yùn)行速度反饋給防搖控制器，防遙控制經(jīng)內(nèi)部運(yùn)算處理后，計(jì)算出給大小車(chē)變頻器的防搖晃的速度補(bǔ)償量，又通過(guò)CanOpen通訊將此補(bǔ)償量疊加給大小車(chē)變頻的當(dāng)前速度給定，實(shí)時(shí)控制大小車(chē)減速停車(chē)過(guò)程中的抓斗的搖晃幅度，當(dāng)大小車(chē)完全停下來(lái)時(shí)，抓斗能快速靜止。
[0026]變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由起升變頻器、大車(chē)變頻器、小車(chē)變頻器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、減速機(jī)、抱閘制器組成。起升變頻器采用閉環(huán)矢量控制，起升電機(jī)側(cè)配有增量式旋轉(zhuǎn)編碼器，所有變頻器配有Profibus DP通訊卡，直接與主站PLC通訊。
[0027]觸摸屏放在操作室聯(lián)動(dòng)臺(tái)上，用于工藝功能參數(shù)設(shè)定和起重機(jī)狀態(tài)監(jiān)視。
[0028]液壓抓斗控制系統(tǒng)由液壓栗電機(jī)、抓斗開(kāi)閉機(jī)構(gòu)組成，抓斗的全閉動(dòng)作和打開(kāi)幅度由主站PLC直接控制。
[0029]稱(chēng)重系統(tǒng)由稱(chēng)4個(gè)重壓力傳感器、稱(chēng)重控制器、大屏顯示器和稱(chēng)量計(jì)算機(jī)組成。壓力傳感器裝在卷筒下面，稱(chēng)重