水平摆杆新型驱动装置及多机协同方案

　　摘 要 介绍了水平摆杆输送机的一种新型驱动装置。着重介绍了本装置的基本结构、工作原理及其控制方案。解决了长距离输送双链输送偏心工件时的同步性问题，很好地实现了多机协同，并得以成功应用。
　　关键词 水平摆杆输送机；驱动装置；多机协同；同步性
　　引言
　　汽车涂装车间前处理电泳的机械化输送设备对车间建设成本、车身涂装质量、车间生产能力和生产成本等有直接影响。水平摆杆输送机的轨道在槽体两侧（见图1、图2），解决了车身上方输送设备污染车身的问题。双轨道输送时，工件运行比较平稳可靠，设备故障率低，车身出入槽角度可达到45°，槽体长度和设备长度较短，沥水效果较好，车身兜液现象减轻。采用能水平回转的模锻易拆链。特定节距的重载滑架上吊挂着四条彼此独立的摆杆，链条和空摆杆返回时可水平及垂直方向回转，占用空间较小并且布置柔性大；四根摆杆较细小，进入电泳槽时对电泳液污染降低。水平摆杆输送机以高生产节拍、低运行成本和较好的涂装质量得到应用。
　　前处理电泳输送线较长，经常需要布置双驱动装置——主驱动站和辅助驱动站（见图3）。主辅驱动站经常出现对拉现象，也经常出现单个驱动站出力，另一个驱动站“偷懒”现象。模锻易拆链易于磨损，两侧链条磨损(本文来自：WwW.BdfqY.Com 千叶帆文摘:水平摆杆新型驱动装置及多机协同方案)不一致及链条本身存在的爬行现象，车身入口和出口交接时链条不同步，导致交接不成功而造成停产。主、辅驱动对拉和链条同步性是水平摆杆输送机系统的两大难题。
　　该驱动装置很好地实现了多机协同。能够保证两条摆杆链条运行整体速度一致平稳，且主驱动站和辅助驱动站运行同步，能够实时监控四个驱动单元的驱动力和左、右链条的运行速度，实现四个驱动单元都能输出期望的驱动力范围，三个电机转速达到动态平衡。
　　1 驱动装置的基本结构
　　本套驱动装置由主驱动站和辅助驱动站两部分组成。含四个驱动单元、一个中间驱动平台、一个中间维修平台、三个带编码器的电机、四个压力传感器，另外有三个能快速切换的备用电机。
　　1.1 主驱动站
　　主驱动站包含中间驱动平台、左侧驱动单元和右侧驱动单元三部分（见图4）。在中间驱动平台上，电机与减速机之间通过等速的齿型带传动，减速机的输出轴上有两个相同的链轮。中间驱动平台通过链传动拖动左右两个驱动单元。每个驱动单元分别包含固定框架和浮动装置（见图5）。在水平输送方向，固定框架与浮动装置接触处安装有压力传感器，浮动装置能在固定框架上自由地前后滑动，该传感器能够实时监测驱动拨爪对输送链条的驱动力；浮动装置的驱动轴上方安装有编码器，能实时监测相应终端输出轴的转速，则可计算出输送链条的实时运行速度。每个驱动单元能够快速使驱动拨爪与输送链条的齿合和分离。为应对突发事故及方便维修，驱动单元的浮动装置可以快速整体更换。该驱动装置采用一个驱动电机拖动两侧输送链，能够保证两侧输送链运行速度相同。中间驱动平台安装有可以快速更换的备用电机。
　　1.2 辅助驱动站
　　辅助驱动站包含左侧驱动单元、右侧驱动单元和中间维修平台（见图6）。采用一拖一形式，即一个驱动电机直接驱动驱动单元（见图7）。每个驱动单元包含固定框架、浮动装置和驱动电机组件。在水平输送方向，浮动装置和驱动电机组件一起能在固定框架上自由地前后移动。与主驱动站一样，每个驱动单元上都安装有压力传感器、编码器，能够实时检测驱动力及链速；并能快速切换备用电机及更换整个浮动装置。
　　2 驱动装置的控制原理
　　该控制方案基于电机编码器、输出端编码器和压力传感器反馈的数据为基础，通过控制电机的转速来实现。根据生产节拍需要设置主驱动站运行速度，辅助驱动站的初始速度稍小于主驱动站速度，两个驱动站都会驱动输送链。任何一个驱动单元上压力传感器输出数值小于预先设定的数值时，稍微增大该驱动单元上电机转速，该处的输送链速度会适度增大，驱动力上升，压力传感器数值上升。任何驱动单元上压力传感器输出数值大于一定数值时，稍微减小该驱动单元上电机转速，该处的输送链速会减小，驱动力下降，压力传感器数值下降。当压力传感器最大值达到设定的极限值时，输送系统报过载故障停线。电机转速都是在生产节拍需要的速度附近波动，波动区间非常小。主辅驱动站电控上形成连锁及通过系列逻辑关系，实现四个驱动单元都输出期望的驱动力范围；三个电机转速整体一致，达到动态平衡；左右链条速度平稳、一致。
　　3 某车间的调试案例及监测数据分析
　　某汽车厂涂装车间前处理双摆杆输送线入口塔到出口塔间距180m，单侧输送线的链条长度402.36m。主驱动站距离入口塔88m，接近于输送线的中间。由于该厂生产的车型重心偏左，造成两侧链条的驱动力不一样。左侧链条磨损快，更加剧了左右两侧链条的不同步性。为了保证入口上件交接时两侧链条的同步性，中间驱动站左侧驱动单元的浮动装置比右侧浮动装置靠前。
　　从表1可以看出，辅助驱动站的驱动力远小于主驱动站的驱动力，这是由于主驱动站拖动链条较长，辅助驱动站后面有链条张紧装置，对链条有一定的牵引力。驱动站左侧的驱动力大于驱动站右侧的驱动力，与该车间的车型重心偏左和左侧链条稍快于右侧链条相一致。
　　某段时间内监测到压力传感器数据变化如图7。主站左侧驱动力比右侧都稍微大，变化区间都相对较大，辅助驱动力都比较小，也一直处于波动状态。这与链条爬行及工艺段工件上下坡状态有关。
　　图7 某现场监测数据3
　　4 结果分析
　　该驱动装置能够很好实现多机协同，有效克服主、辅驱动站对拉现象；避免主、辅驱动站对拉对驱动站及整个输送系统造成损坏；
　　能够实时监控各驱动单元的驱动力，实现四个驱动单元都输出期望的驱动力范围，并能实现过载停线保护作用；
　　能够实时监控各驱动单元段链条的运行速度，并与电机输出转速作对比，形成闭环自调控制系统；
　　各驱动单元能够快速实现与输送链的啮合和分离；备用电机能够快速切换；各驱动单元能够快速整体更换，缩短解决故障的时间；
　　解决了长距离输送双链输送偏心工件时的同步性问题。