一种变频调速的矿用挖掘机的限位控制方法技术

本发明专利技术公开了一种变频调速的矿用挖掘机的限位控制方法，限位控制方法包括：在驱动电机运行的过程中，变频调速中的变频器采集测速编码器的脉冲数，基于脉冲数得到驱动电机的旋转角度，进而根据旋转角度获得驱动电机所控制的运行机构的运行距离。由此，变频调速的矿用挖掘机的限位控制方法依靠已有的软硬件，如变频器及其已有的功能、PLC及其计算、记忆能力，准确地获得矿用挖掘机的提升、推压的运行距离，只要相应的机构运行，变频器就通电运行，就可以实现挖掘机限位保护，该方法与加装传感器的方法相比其可靠性更高。而且本方法与加装传感器进行限位的方法共同构成电铲的冗余限位系统，为电铲的远程操作、无人操作限位要求铺平了道路。平了道路。平了道路。

【技术实现步骤摘要】
一种变频调速的矿用挖掘机的限位控制方法


[0001]本专利技术涉及挖掘机控制
，尤其涉及一种变频调速的矿用挖掘机的限位控制方法。

技术介绍

[0002]矿用挖掘机，例如正铲式挖掘机，是一种用于露天矿开采的专用设备，挖掘机的工作机构主要包括A型架、起重臂、斗杆、铲斗、推压装置、提升装置，绷绳和牵引绳等。作业时铲斗在钢丝绳的提升力和推压齿轮的推力共同作用下完成对物料的采掘，装满物料的铲斗连同整个机器的上部一起在回转装置的作用下回转一定角度，铲斗位于运输车辆的上方时，铲斗底部打开将物料卸下，然后整个机器的上部再转回来，斗杆收回，提升钢丝绳下放，准备进行下一个循环的作业。
[0003]也就是说，提升机构和推压机构需要同时动作才能完成物料挖取。然而，提升机构持续向上运动，提梁就可能碰到起重臂顶部的天轮，严重时可能损坏天轮，提升机构如果持续下降，提升钢丝绳就会因太松而从绳槽中跳出，从而损害钢丝绳。推压机构通常采用齿轮齿条结构，当斗杆运行到齿条的尽头后，就会对推压减速机造成极大的冲击，容易损坏推压大小齿轮。
[0004]对此，现有技术中设计了相对应的限位保护系统，主要为：传动链上安装的绝对值编码器，实时检测机构的运行距离，到达设定位置进行限位保护。但是，这种设置方式存在如下缺点：编码器安装时如果同轴度调整出现问题，则编码器可能会打滑，导致采集到的编码器数据不够准确，限位偏移，最终可能会影响矿用挖掘机的安全运行。

技术实现思路

[0005]为解决上述现有技术中存在的部分或全部技术问题，本专利技术提供一种变频调速的矿用挖掘机的限位控制方法。
[0006]本专利技术的技术方案如下：
[0007]一种变频调速的矿用挖掘机的限位控制方法，所述矿用挖掘机包括行走装置、回转装置和工作装置，所述回转装置和所述行走装置经由底架梁固定连接，所述工作装置包括工作台、A型架、起重臂、斗杆，所述A型架设置在所述工作台上，所述起重臂的底端连接至所述工作台，所述起重臂的端部设置有顶部滑轮，所述A型架经由绷绳连接至所述起重臂的顶部，所述斗杆可移动地连接至所述起重臂的中部，所述斗杆的端部设置有铲斗，所述矿用挖掘机还具有提升机构和推压机构，所述提升机构和所述推压机构能够控制所述斗杆移动，并且，所述提升机构和所述推压机构各自的驱动电机均采用变频调速，并进行闭环控制，所述限位控制方法包括：
[0008]在所述驱动电机运行的过程中，所述变频调速中的变频器采集测速编码器的脉冲数，基于所述脉冲数得到所述驱动电机的旋转角度，进而根据所述旋转角度获得所述驱动电机所控制的运行机构的运行距离。
[0009]可选地，所述驱动电机的驱动系统为西门子S120变频驱动系统，所述驱动系统具有能够显示编码器脉冲增量值的变频器参数，所述变频器参数构造为一个无符号的32位数，当所述变频器参数累加满32位后自动归零并可以继续累加，所述变频器参数由低位部分和高位部分组成；
[0010]其中，所述低位部分由bit 0～bit n
‑
1组成，以用于表示所述编码器的细分值，所述低位部分能够对两个脉冲之间的具体位置进行细分，用于表示驱动电机转子在两个脉冲之间的实际位置，并且，在驱动电机运行的过程中，当下一个脉冲到达后，所述低位部分向上进位并重新开始计数；
[0011]所述高位部分由bit n～bit n+m
‑
1和bit m+n～bit 31组成，bit n～bit n+m
‑
1用于表示编码器在旋转一圈以内的脉冲数量，bit m+n～bit 31用于表示驱动电机当前实际旋转的圈数，其中，编码器每旋转一周由整脉冲数向上进位得到；
[0012]所述限位控制方法中，所述驱动电机所控制机构当前的运行距离为：
[0013][0014]其中，在上述公式中，L表示当前驱动电机所控制机构的运行距离，N表示编码器的实际增量计数值，M表示变频器参数中设定的编码器脉冲数，n表示变频器参数中设定的脉冲细分率，D表示当前电动机所控制运行部件的直径，i表示机构速比，此外，m为编码器脉冲数M对应的二进制位数。
[0015]可选地，所述限位控制方法中还包括：
[0016]调整所述斗杆的倾斜角度，使得所述斗杆与所述底架梁相互平行；然后，调整所述斗杆与所述A型架之间的直线距离L，使得所述斗杆远离所述铲斗的端部与所述A型架之间的直线距离L等于预定距离C，标定所述斗杆当前所处的位置为所述提升及推压机构的零点位置；之后，基于所述变频器参数计算得到所述提升机构和所述推压机构的运行参数，并根据所述矿用挖掘机的结构尺寸设置所述提升机构的提升上、下限位，以及所述推压机构的推压前、后限位。
[0017]可选地，所述限位控制方法中还包括：每当所述提升机构和所述推压机构移动至所述零点位置时，即对所述提升机构和所述推压机构的运行距离清零。
[0018]本专利技术技术方案的主要优点如下：
[0019]本专利技术的变频调速的矿用挖掘机的限位控制方法依靠已有的软硬件，如变频器及其已有的功能、PLC及其计算、记忆能力，准确地获得矿用挖掘机的提升、推压的运行距离，只要相应的机构运行，变频器就通电运行，就可以实现挖掘机限位保护，该方法与加装传感器的方法相比其可靠性更高。而且本方法与加装传感器进行限位的方法共同构成电铲的冗余限位系统，为电铲的远程操作、无人操作限位要求铺平了道路。
附图说明
[0020]此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0021]图1为根据本专利技术的一个实施方式中的编码器参数的数据组成结构示意图；
[0022]图2为根据本专利技术的一个实施方式中的运行距离断电恢复的流程示意图。
具体实施方式
[0023]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术具体实施例及相应的附图对本专利技术技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]以下结合附图，详细说明本专利技术实施例提供的技术方案。
[0025]如图1和图2所示，在根据本专利技术的一个实施方式中提供了一种变频调速的矿用挖掘机的限位控制方法，该方法可用于矿用挖掘机的提升机构和推压机构的限位控制，其能够通过采集测速编码器的脉冲数，从而获得到驱动电机所控制机构的运行距离，再通过PLC编程，并依据矿用挖掘机的结构尺寸，对运行距离设定提升上、下限位，以及推压前、后限位，从而有效地实现限位保护。
[0026]具体地，本实施方式中的矿用挖掘机包括：行走装置、回转装置和工作装置。
[0027]回转装置和行走装置经由底架梁固定连接，工作装置包括工作台、A型架、起重臂、斗杆，A型架设置在工作台上，起重臂的底端连接至工作台，起重臂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变频调速的矿用挖掘机的限位控制方法，其特征在于，所述矿用挖掘机包括行走装置、回转装置和工作装置，所述回转装置和所述行走装置经由底架梁固定连接，所述工作装置包括工作台、A型架、起重臂、斗杆，所述A型架设置在所述工作台上，所述起重臂的底端连接至所述工作台，所述起重臂的端部设置有顶部滑轮，所述A型架经由绷绳连接至所述起重臂的顶部，所述斗杆可移动地连接至所述起重臂的中部，所述斗杆的端部设置有铲斗，所述矿用挖掘机还具有提升机构和推压机构，所述提升机构和所述推压机构能够控制所述斗杆移动，并且，所述提升机构和所述推压机构各自的驱动电机均采用变频调速，并进行闭环控制，所述限位控制方法包括：在所述驱动电机运行的过程中，所述变频调速中的变频器采集测速编码器的脉冲数，基于所述脉冲数得到所述驱动电机的旋转角度，进而根据所述旋转角度获得所述驱动电机所控制的运行机构的运行距离。2.根据权利要求1所述的变频调速的矿用挖掘机的限位控制方法，其特征在于，所述驱动电机的驱动系统为西门子S120变频驱动系统，所述驱动系统具有能够显示编码器脉冲增量值的变频器参数，所述变频器参数构造为一个无符号的32位数，当所述变频器参数累加满32位后自动归零并可以继续累加，所述变频器参数由低位部分和高位部分组成；其中，所述低位部分由bit 0～bit n
‑
1组成，以用于表示所述编码器的细分值，所述低位部分能够对两个脉冲之间的具体位置进行细分，用于表示驱动电机转子在两个脉冲之间的实际位置，并且，在驱动电机运行的过程中，当下一个脉冲到达后，所述低位部分向上进位并重新开始...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓星，岳海峰，郭云飞，范喜斌，职彦，潘丽珍，李芬，牛硕，张柏荣，贾泽仪，朱海成，侯亚晨，马兵，薛春兰，
申请(专利权)人：太原重工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：