一种高精度定位空中自行小车控制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种高精度定位空中自行小车控制系统，滑触线一端连接中央控制器，另一端连接小车控制器模块，实现数据通信；电机控制单元连接小车控制器模块，接收小车控制器模块发出的控制信号，控制电机的启停运动；安全区域扫描模块连接小车控制器模块，对小车前进方向进行区域安全保护和报警；通讯模块与小车控制器模块连接，把通讯信号通过滑触线反馈到中央控制器单元。本发明专利技术可通过移动过程中实时获取小车行走轴、升降轴和旋转轴的运动状态和各个轴位置信息，实现小车控制器的高精度定位，从而可以使用在自动化装配定位精度要求高的场合。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及自动化装配领域，具体地说是一种高精度定位空中自行小车控制系统。
技术介绍
自行控制小车在物流输送系统领域是一种比较常见的方式。由于小车处在移动过程中，通讯方式比较特殊，传统通讯方式无法直接在滑触线上面实现通讯连接，通讯数据量受限，受车间环境影响的因素比较大导致信号采集不稳定而且无法实现快速响应。小车在运行过程中无法实现全程反馈和监控，使得控制系统很难形成闭环控制，控制的稳定性和可靠性较差，特别是在自动化程度要求高的场合，无法满足高精度精确定位的要求。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种高精度运动定位空中自行小车控制系统，通过移动过程中实时通讯获取小车行走轴、升降轴和旋转轴的运动状态，实现小车控制器的高精度定位，从而可以使用在自动化装配程序要求高的场合。本专利技术为实现上述目的所采用的技术方案是：一种高精度定位空中自行小车控制系统，滑触线一端连接中央控制器，另一端连接小车控制器模块，实现数据通信；电机控制单元连接小车控制器模块，接收小车控制器模块发出的控制信号，控制电机的启停运动；安全区域扫描模块连接小车控制器模块，对小车前进方向进行区域安全保护和报警；通讯模块与小车控制器模块连接，把通讯信号通过滑触线反馈到中央控制器单元。所述小车控制器模块包括RS485通信接口和SSI通信接口；读码器模块与小车控制器模块通过RS485通信接口连接，采集小车当前行走位置信息；编码器模块与小车控制器模块通过SSI通信接口连接，采集获取小车当前旋转角度和升降高度位置信息。还包括手电门与小车控制器模块连接，作为外部I/O接口。编码尺平行安装在导轨的一侧，通过安装在小车上面的读码器模块获取编码尺的当前数值，反馈到小车控制器模块，从而获取小车当前的行走位置信息。本专利技术具有以下有益效果及优点：1.本系统通讯稳定，实现小车运动过程中实时位置信号和状态信号采集，可以实现空中自行小车的高精度定位，特别适合应用在自动化程度要求高的场合。2.可以实现小车运行过程中其他状态的转变，包括升降高度和旋转角度，同时实现三个轴的精确定位，这样可以满足生产线装配操作的使用要求。3.通过中央控制器单元进行统一分配和控制，实现装配线上所有小车的自动运行，精确定位后与其他设备和装置进行协作装配，提高了装配线的自动化程度和运行效率。附图说明图1是本专利技术的硬件结构图。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术做进一步的详细说明。本专利技术空中自行小车高精度定位系统，小车在钢结构上面行走，小车上装有独立的控制系统，采用Lenze控制器型号为LBC_DUMMY_ANGEBOT，小车控制系统主要由PLC和伺服控制板组成。通过轮系将小车悬挂在轨道上，并约束其沿着轨道行走，每台小车还具有升降和翻转的功能，可根据不同工位设置要求，在定位过程中自动调整高度和角度值。中央控制器由PLC和信号处理模块组成，小车控制系统内部采用CAN-BUS通讯，采集各个伺服轴的位置和状态信息，然后进行信号放大处理通过集电器传输到DECA-BUS总线上，中央控制器通过安装在柜子内部的信号处理模块接收来自滑触线的通讯信号，根据每台小车的编号分辨不同小车发送的数据信息，然后保存到内部寄存器中进行信号处理。小车采用主控PLC执行控制命令，通过手电门按钮输入控制可以实现手动功能，包括前后行走动作、升降动作和翻转动作。安装在小车前面的安全区域扫描，可以设置识别物体的范围，防止小车运行过程中发生碰撞。采用倍加福位置WCS3编码系统，不锈钢编码尺从100开始编码，平行安装在环形导轨的一侧，采用固定在小车前端的读码器以光电形式读取编码尺的位置值，读码器型号为WCS3B-LS257，接口形式为RS485，小车上电后，使用读码器实时读取当前小车的位置值进行实时反馈，小车控制系统根据反馈行走位置信息调整小车的行走运行状态，从而实现小车行走动作的精确定位，同时反馈小车行走位置信息到中央控制器单元。垂直轴升降电机采用倍加福多圈绝对式编码器定位，型号为AVM58N-011K1R0GN-1213，接口形式为SSI，通过设置好零点位置，然后读取编码器值转化为垂直轴高度值。小车控制系统根据反馈高度位置信息调整小车的升降运行状态，从而实现小车升降动作的精确定位，同时反馈小车升降位置信息到中央控制器单位。旋转轴翻转电机采用倍加福单圈绝对式编码器定位，型号为AVS58N-011AAR0GN-0013，接口形式为SSI。旋转轴水平位置定义为零位，顺时针旋转为正，逆时针旋转为负，通过设置好零点位置，然后读取编码器转化为旋转轴角度值。小车控制系统根据反馈角度位置信息调整小车的旋转运行状态，从而实现小车旋转动作的精确定位，同时反馈小车旋转位置信息到中央控制器单元。小车带有四组轮系，每组轮系包括一个承重轮和四个约束轮，其中一个承重轮为驱动轮，通过这几组轮系将小车悬挂在轨道上，并约束其沿着轨道行走，每台小车还具有升降和翻转的功能，可根据不同工位设置要求，在运行过程中自动调整高度和角度值。小车采用主控PLC执行控制命令，通过手电门按钮输入控制可以实现手动功能，包括前后行走动作、升降动作和翻转动作。安装在小车前面的安全区域扫描，可以设置识别物体的范围，防止小车运行过程中发生碰撞。采用固定在小车前端的读码器以光电形式读取编码尺的位置值，通过SSI接口将位置数据传送到控制器，读取精度可以达到±0.4mm。自动运行过程中，通过中央控制器单元下达命令，根据小车当前的位置信息判断小车的工位，然后给出目标工位的行走位置、升降位置和旋转位置信息。小车启动放行命令后，则自动根据目标地址信息运行到下一个工位进行定位，从而精确地把产品运输到指定位置。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高精度定位空中自行小车控制系统，其特征在于：滑触线一端连接中央控制器，另一端连接小车控制器模块，实现数据通信；电机控制单元连接小车控制器模块，接收小车控制器模块发出的控制信号，控制电机的启停运动；安全区域扫描模块连接小车控制器模块，对小车前进方向进行区域安全保护和报警；通讯模块与小车控制器模块连接，把通讯信号通过滑触线反馈到中央控制器单元。

【技术特征摘要】
1.一种高精度定位空中自行小车控制系统，其特征在于：滑触线一端连接中央
控制器，另一端连接小车控制器模块，实现数据通信；
电机控制单元连接小车控制器模块，接收小车控制器模块发出的控制信号，
控制电机的启停运动；
安全区域扫描模块连接小车控制器模块，对小车前进方向进行区域安全保
护和报警；
通讯模块与小车控制器模块连接，把通讯信号通过滑触线反馈到中央控制
器单元。
2.根据权利要求1所述的高精度定位空中自行小车控制系统，其特征在于：所
述小车控制器模块包括RS485通信接口和SSI通信接口；
读码器模...

【专利技术属性】
技术研发人员：白洪飞，刘松凯，尹健，刑韵，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21