專利名稱：礦用挖掘機(jī)的提升與推壓機(jī)構(gòu)的限位裝置及限位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于礦用挖掘機(jī)的電氣控制系統(tǒng)，它涉及一種礦用挖掘機(jī)的提升與推壓機(jī)構(gòu)的限位裝置。
背景技術(shù)：
目前，礦用挖掘機(jī)主要用于露天礦的開采，挖掘機(jī)工作時(shí)振動(dòng)較大，國內(nèi)使用的挖掘機(jī)WK-4，WK-10的提升與推壓機(jī)構(gòu)沒有安裝電氣限位裝置，由于礦用挖掘機(jī)提升機(jī)構(gòu)無限位，常常出現(xiàn)碰撞天輪或提升下降過多，提升繩脫槽等現(xiàn)象；推壓機(jī)構(gòu)也只有機(jī)械擋板， 機(jī)械擋板對(duì)設(shè)備沖擊較大，經(jīng)常撞擊，就會(huì)出現(xiàn)推壓軸斷裂，影響設(shè)備機(jī)構(gòu)的壽命。另外， 為了滿足大型挖掘機(jī)挖掘工藝要求，需要設(shè)定多個(gè)預(yù)限，使用碰撞式限位開關(guān)，數(shù)量需要很多，安裝很不方便，使用傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)限位，由于鏟斗大小不同，限位點(diǎn)不同，調(diào)整又很困難， 精度達(dá)不到要求，大型挖掘機(jī)迫切需要一種行之有效的限位。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種設(shè)定靈活，工作可靠的提升和推壓機(jī)構(gòu)限位方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明的技術(shù)方案為礦用挖掘機(jī)的提升與推壓機(jī)構(gòu)的限位裝置，包括可編程序控制器PLC、人機(jī)界面和提升與推壓限位的絕對(duì)值編碼器；其特征是所述的提升限位的絕對(duì)值編碼器通過軟軸與提升機(jī)構(gòu)的卷筒相連；所述的推壓限位的絕對(duì)值編碼器通過軟軸與推壓機(jī)構(gòu)的減速機(jī)軸相連；絕對(duì)值編碼器的信號(hào)通過屏蔽電纜接到可編程序控制器PLC的位置檢測模塊上。礦用挖掘機(jī)的提升與推壓機(jī)構(gòu)的限位方法，使用可編程序控制器PLC、人機(jī)界面和提升與推壓限位的絕對(duì)值編碼器；其特征是將絕對(duì)值編碼器通過軟軸與提升機(jī)構(gòu)的卷筒、推壓機(jī)構(gòu)的減速機(jī)(3)的軸相連；絕對(duì)值編碼器通過屏蔽電纜與可編程序控制器PLC的位置檢測模塊相連，數(shù)據(jù)傳輸方式采用同步串行通訊協(xié)議SSI，并通過差分方式傳輸碼值提高抗干擾的能力，絕對(duì)值編碼器將其值以幀的形式傳送到可編程序控制器PLC的位置檢測模塊，傳送到位置檢測模塊的編碼數(shù)據(jù)將保存在一個(gè)雙字中，通過對(duì)該雙字的訪問，完成數(shù)據(jù)的采集；提升機(jī)構(gòu)限位值與推壓機(jī)構(gòu)限位值的設(shè)定如下A、限位通過人機(jī)界面HMI限位設(shè)定界面，進(jìn)入限位設(shè)定界面，提升或推壓機(jī)構(gòu)的速度將限制為額定速度的20%左右，先設(shè)定絕對(duì)值編碼器的零位，作為提升或推壓機(jī)構(gòu)的基點(diǎn)；B、將需要設(shè)定的提升或推壓機(jī)構(gòu)運(yùn)行到限位點(diǎn)，讀出絕對(duì)值編碼器顯示的數(shù)值， 將鼠標(biāo)移到需要設(shè)定的限位點(diǎn)處，使用人機(jī)界面HMI提供的軟鍵盤，把讀出的數(shù)設(shè)到人機(jī)界面HMI上，依此類推就完成了限位值的設(shè)定；C、人機(jī)界面HMI通過通訊的方式將數(shù)值送到可編程序控制器PLC，可編程序控制器PLC通過計(jì)算及比較最終得出限位點(diǎn)； 可編程序控制器PLC采集編碼器信號(hào)數(shù)值與通過人機(jī)界面設(shè)定數(shù)值進(jìn)行比較后得到不同的限位點(diǎn)數(shù)值，用這些不同的限位點(diǎn)數(shù)值控制變頻器給定數(shù)值大小，以控制提升與推壓電動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)控制提升與推壓的限位和預(yù)限位。本發(fā)明的有益效果是限位可以在人機(jī)界面上快捷、準(zhǔn)確和靈活設(shè)定，結(jié)合PLC程序限位數(shù)量也可以根據(jù)需要靈活確定。本發(fā)明滿足了大型挖掘機(jī)迫切需要。


圖1提升編碼器安裝示意圖。圖2推壓編碼器安裝示意圖。圖3提升機(jī)構(gòu)限位值設(shè)定界面。圖4推壓機(jī)構(gòu)限位值設(shè)定界面。圖5電氣原理圖。圖6源程序流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。如圖1和圖2所示，提升編碼器與推壓編碼器安裝示意圖。礦用挖掘機(jī)的提升與推壓機(jī)構(gòu)的限位裝置，包括可編程序控制器PLCl、人機(jī)界面HMI、提升與推壓的絕對(duì)值編碼器；所述的提升的絕對(duì)值編碼器5通過軟軸6與提升機(jī)構(gòu)的卷筒2相連；所述的推壓的絕對(duì)值編碼器5通過軟軸6與推壓機(jī)構(gòu)的減速機(jī)3的軸相連；絕對(duì)值編碼器5的信號(hào)通過屏蔽電纜4接到可編程序控制器PLC的位置輸入模塊上。礦用挖掘機(jī)的提升與推壓機(jī)構(gòu)的限位方法，使用可編程序控制器PLC 1、人機(jī)界面、提升與推壓限位的絕對(duì)值編碼器；所述的提升的絕對(duì)值編碼器5通過軟軸6與提升機(jī)構(gòu)的卷筒2相連；所述的推壓的絕對(duì)值編碼器5通過軟軸6與推壓機(jī)構(gòu)的減速機(jī)3的軸相連； 絕對(duì)值編碼器5的信號(hào)通過屏蔽電纜4接到可編程序控制器PLC的位置檢測模塊上，可編程序控制器PLC系統(tǒng)的中央處理單元CPU通過位置輸入模塊實(shí)時(shí)讀取編碼器信號(hào)，其編碼器信號(hào)數(shù)值與通過觸摸屏設(shè)定數(shù)值進(jìn)行比較后得到不同的限位點(diǎn)數(shù)值，把這些不同的限位點(diǎn)數(shù)值送到可編程序控制器PLC控制程序中，控制變頻器給定數(shù)值大小，以控制提升與推壓電動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)控制提升與推壓的限位和預(yù)限位。通過軟軸6的連接，解決了超大直徑機(jī)械結(jié)構(gòu)與小直徑的絕對(duì)值編碼器相連時(shí)同軸度的安裝要求問題。如圖3和圖4所示，提升機(jī)構(gòu)限位值與推壓機(jī)構(gòu)限位值的設(shè)定界面。提升機(jī)構(gòu)限位值與推壓機(jī)構(gòu)限位值的設(shè)定如下限位通過人機(jī)界面HMI靈活設(shè)定，人機(jī)界面HMI限位設(shè)定界面，進(jìn)入限位設(shè)定界面，提升和推壓機(jī)構(gòu)的速度將限制為額定速度的20%左右，先設(shè)定絕對(duì)值編碼器的零位，作為機(jī)構(gòu)的基點(diǎn)，將需要設(shè)定的提升或推壓機(jī)構(gòu)運(yùn)行到限位點(diǎn)，讀出絕對(duì)值編碼器顯示的數(shù)值，將鼠標(biāo)移到需要設(shè)定的限位點(diǎn)處，使用人機(jī)界面HMI提供的軟鍵盤，把讀出的數(shù)設(shè)到界面上，依此類推就完成了限位點(diǎn)的設(shè)定。
人機(jī)界面HMI通過通訊的方式將數(shù)值送到可編程序控制器PLC系統(tǒng)，可編程序控制器PLC通過計(jì)算及比較最終得出限位點(diǎn)。如圖5所示，為絕對(duì)值編碼器與可編程序控制器PLC的接線原理圖，本發(fā)明實(shí)施采用的絕對(duì)值編碼器是SSI多圈式絕對(duì)值編碼器，通過屏蔽電纜與可編程序控制器PLC的位置檢測模塊相連，數(shù)據(jù)傳輸方式采用位置檢測模塊SSI通訊，位置檢測模塊SSI通訊協(xié)議是一種同步串行通訊協(xié)議，通過差分方式傳輸碼值提高了抗干擾的能力，接線簡單，增加了系統(tǒng)控制的可靠性，絕對(duì)值編碼器將其值以幀的形式傳送到位置檢測模塊。傳送到位置檢測模塊的編碼數(shù)據(jù)將保存在一個(gè)雙字(32位)中，通過對(duì)該雙字的訪問，完成數(shù)據(jù)的采集。該控制系統(tǒng)程序流程，如圖6所示。使用絕對(duì)值編碼器作為檢測元件，可以準(zhǔn)確的限位和預(yù)限位，控制定位精度高，既可保護(hù)機(jī)械機(jī)構(gòu)，又可充分提高產(chǎn)品的操作和控制性能。
權(quán)利要求
1.一種礦用挖掘機(jī)的提升與推壓機(jī)構(gòu)的限位裝置，包括可編程序控制器PLC(I)、人機(jī)界面HMI、提升與推壓限位的絕對(duì)值編碼器；其特征是所述的提升限位的絕對(duì)值編碼器 (5)通過軟軸(6)與提升機(jī)構(gòu)的卷筒(2)相連；所述的推壓限位的絕對(duì)值編碼器通過軟軸與推壓機(jī)構(gòu)的減速機(jī)(3)軸相連；絕對(duì)值編碼器的信號(hào)通過屏蔽電纜(4)接到可編程序控制器PLC的位置檢測模塊上。
2.一種礦用挖掘機(jī)的提升與推壓機(jī)構(gòu)的限位方法，使用可編程序控制器PLC(I)、人機(jī)界面、提升與推壓限位的絕對(duì)值編碼器；其特征是將絕對(duì)值編碼器(5)通過軟軸(6)與提升機(jī)構(gòu)的卷筒(2)、推壓機(jī)構(gòu)的減速機(jī)(3)的軸相連；絕對(duì)值編碼器通過屏蔽電纜與可編程序控制器PLC的位置檢測模塊相連，數(shù)據(jù)傳輸方式采用同步串行通訊協(xié)議SSI，并通過差分方式傳輸碼值提高抗干擾的能力，絕對(duì)值編碼器將其值以幀的形式傳送到可編程序控制器 PLC的位置檢測模塊，傳送到位置檢測模塊的編碼數(shù)據(jù)將保存在一個(gè)雙字中，通過對(duì)該雙字的訪問，完成數(shù)據(jù)的采集；提升機(jī)構(gòu)限位值與推壓機(jī)構(gòu)限位值的設(shè)定如下A、限位通過人機(jī)界面HMI限位設(shè)定界面，進(jìn)入限位設(shè)定界面，提升或推壓機(jī)構(gòu)的速度將限制為額定速度的20%左右，先設(shè)定絕對(duì)值編碼器的零位，作為提升或推壓機(jī)構(gòu)的基占.B、將需要設(shè)定的提升或推壓機(jī)構(gòu)運(yùn)行到限位點(diǎn)，讀出絕對(duì)值編碼器顯示的數(shù)值，將鼠標(biāo)移到需要設(shè)定的限位點(diǎn)處，使用人機(jī)界面HMI提供的軟鍵盤，把讀出的數(shù)設(shè)到人機(jī)界面 HMI上，依此類推就完成了限位值的設(shè)定；C、人機(jī)界面HMI通過通訊的方式將數(shù)值送到可編程序控制器PLC，可編程序控制器PLC 通過計(jì)算及比較最終得出限位點(diǎn)；可編程序控制器PLC采集編碼器信號(hào)數(shù)值與通過人機(jī)界面設(shè)定數(shù)值進(jìn)行比較后得到不同的限位點(diǎn)數(shù)值，用這些不同的限位點(diǎn)數(shù)值控制變頻器給定數(shù)值大小，以控制提升與推壓電動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)控制提升與推壓的限位和預(yù)限位。
全文摘要
礦用挖掘機(jī)的提升與推壓機(jī)構(gòu)的限位裝置，使用可編程序控制器、人機(jī)界面和提升與推壓絕對(duì)值編碼器；特點(diǎn)是提升絕對(duì)值編碼器通過軟軸與提升機(jī)構(gòu)卷筒相連；推壓絕對(duì)值編碼器通過軟軸與推壓減速機(jī)的軸相連；絕對(duì)值編碼器的信號(hào)通過屏蔽電纜接到可編程序控制器的位置檢測模塊上，可編程序控制器的中央處理單元通過位置檢測模塊實(shí)時(shí)讀取編碼器信號(hào)，其信號(hào)值與通過觸摸屏設(shè)定的數(shù)值進(jìn)行比較后得到不同的限位點(diǎn)的數(shù)值，用這些不同的限位點(diǎn)數(shù)值控制變頻器給定的數(shù)值大小，以控制提升與推壓電動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)控制提升與推壓的限位和預(yù)限位。它準(zhǔn)確的限位，保護(hù)機(jī)械機(jī)構(gòu)，提高操控性能，并滿足了大型挖掘機(jī)迫切需要。
文檔編號(hào)E02F9/20GK102296662SQ201110147959
公開日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2011年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月31日
發(fā)明者劉曉星, 苗跟蟬 申請(qǐng)人:太原重工股份有限公司