機械手電機轉動變速裝置的製作方法

2023-08-10 22:23:51 2

專利名稱：機械手電機轉動變速裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及輪胎機械領域，具體涉及一種機械手電機轉動變速裝置。
背景技術：
目前硫化機機械手轉動主要是採用水缸、氣缸和電機的轉動裝置，即1.水缸轉動裝置固定在機械手立柱的支板上，液體介質驅動活塞通過膠管進入/排出缸體，帶動機械手轉進/轉出到缸的行程位置；2.氣缸轉動裝置則固定在機械手轉動架上，其工作原理與上第I種方式類似，只是液體介質改為氣體介質而膠管改為氣管；3.電機轉動裝置固定在機械手立柱上客戶要求的合理位置上，通過鏈條帶動機械手在允許的範圍內轉進/轉出。前兩種機械手轉動方式只有進和出兩個極限停止位；最後一種方式是在機器允許的範圍內可以根據需求確定機械手轉動的多個停止位置。上述幾種機械手轉動方式，轉動速度都是無法控制的，尤其前兩種直接受介質流量大小影響，而最後方式直接跟電機參數相關。由此無論哪種方式機械手都無法平穩轉動和停止，常出現機械手劇烈晃動或到極限位置由於慣性而轉過頭等問題，並產生晃動跑位、碰撞和拉斷鏈條等不良後果。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種能夠較好控制機械手的轉動速度的機械手電機轉動變速裝置。為解決上述問題，本實用新型所設計的機械手電機轉動變速裝置，包括安裝在機械手立柱上的轉動電機，此外，所述轉動電機的電源線連接到一變頻器的輸出端上，該變頻器的電源線連接到動力電源上。上述方案中，所述轉動電機與變頻器之間可以考慮串接安全接觸器。上述方案中，所述變頻器與動力電源之間可以考慮串接斷路器。上述方案中，所述變頻器若需接到internet網絡上，需要增加通訊模塊。上述方案中，所述的變頻器附帶了通訊模塊後通過交換機與PLC(可編程邏輯控制器)控制系統相連，組成一個internet工控網絡。上述方案中，所述控制系統中還帶有編碼器，該編碼器連結在交換機上，對機械手起到比較好的定位控制作用。與現有技術相比，本實用新型將變頻器和編碼器引入到傳統的電機轉動控制系統中，通過改變電源頻率來達到改變轉動速率從而能較好的控制機械手的轉動速度。

圖1為變頻器的控制系統示意圖。圖2為PLC的控制系統示意圖。
具體實施方式
[0013]一種機械手電機轉動變速裝置，主要由轉動電機、變頻器、斷路器、安全接觸器、交換機、編碼器和PLC控制系統組成。機械手的轉動電機合理地安裝在機械手立柱上。轉動電動的電源線204014、204024和204034分別接到變頻器的輸出端U/Tl、V/T2和W/T3上。由於改變電動機的任何兩相接線都會改變電動機的旋轉方向，因此轉動電機與變頻器之間可根據控制要求串聯類似於安全接觸器等等的元件。另外，變頻器的電源線204011、204021和204031從變頻器的電源輸入端R/L1、S/L2和T/L3接到動力電源三相201133,201143和201153上。而變頻器的電源輸入端與動力電源之間也可根據使用要求串聯類似於斷路器等元件。此外，變頻器的電源輸入端R/L1和S/L2串入轉動電機的抱閘整流塊來控制轉動電動的抱閘輸出BRK20401。對於一個控制系統而言，除了軟硬體功能之外系統的通訊方式也很重要，因此本實用新型的控制系統也選擇了 Internet通訊，即直接在變頻器上增設通訊模塊即網卡。該通訊模塊可以用網線連接交換機，此時用相關軟體在相同網段內設置好IP位址，CPU就通過交換機直接與變頻器對話以達到很好的速度控制。參見圖1。為了能實現機械手比較精確的定位，本實用新型還將編碼器與變頻器配合起來。此時，變頻器的通訊模塊(帶RJ45-端)通過交換機連接PLC控制系統的通訊，編碼器連接在交換機上。根據實際使用要求，在PLC控制系統的編程界面上配置變頻器主要相關參數(或在變頻器操作盤面上逐一配置也可)，並在軟體編程中通過調用變頻器和設置轉動頻率等等指令功能與編碼器一起控制機械手的轉動；最後，可按照機械手轉動的情況，編程過程中將編碼器的機械手轉動主要位置區間值設定即機械手轉進/出極限位、機械手轉進/出中間位和緩衝位等等，使得機械手在頻率變化範圍內合理設定轉動頻率以改變轉動速度，達到機械手電動機轉動的平穩準確的效果，即:(1)當轉進/出的啟動按常規轉速從零開始增大到設定頻率對應的轉速；(2)當轉動到編碼器設定的中間位，將轉動的設定頻率減小，則從中間位置開始轉速從(I)中的最大頻率減小到該設定頻率對應的轉速；⑶當轉動到編碼器設定的緩衝位，則將轉動的設定頻率減小到接近停止的頻率，即轉速也從(2)中的轉速減小到該接近停止頻率對應的轉速M)當從緩衝位轉動到編碼器設定的進/出極限位，將轉動的設定頻率減小到零，則機械手在極限位都將停止。參見圖2。首先，根據機械手的轉動電機的參數選擇與其一致的變頻器，即電源額定電壓、額定功率P與額定電壓U輸入和額定電流I輸出；其次，將變頻器安裝串聯入控制系統中，即在動力電源和斷路器之後、安全接觸器和轉動電機之前；接著，根據電機轉速n=(l-s)η0 (η—電機轉速，s—轉差率通常額定情況下為1.5%-6%，η0—同步轉速)，而定子同步轉速n0=60fl/p(fl—電源頻率，P一磁極對數)，則推論出n=60 (1-s) fl/p即對於同一電機而言轉差率s和磁極對數P不變前提下改變頻率Π來改變電機轉速；最後，根據實際機械手轉動的具體情況，再配合旋轉編碼器的定位功能，在軟體上通過參數設置和PLC控制系統的編程達到控制轉動速度，使得機械手能平穩轉停。另外從硬體方面來說，不僅電源和電機分別需要接入到變頻器，為了變頻器能正常工作還需要將其硬體功能端子根據具體使用一一接線，如停止、起動/正向運行和方向/反向運行等等。
權利要求1.機械手電機轉動變速裝置，包括安裝在機械手立柱上的轉動電機，其特徵在於:所述轉動電機的電源線連接到一變頻器的輸出端上，該變頻器的電源線連接到動力電源上。
2.根據權利要求1所述的機械手電機轉動變速裝置，其特徵在於:所述轉動電機與變頻器之間還串接有安全接觸器。
3.根據權利要求1所述的機械手電機轉動變速裝置，其特徵在於:所述變頻器與動力電源之間還串接有斷路器。
4.根據權利要求1 3之一所述的機械手電機轉動變速裝置，其特徵在於:所述變頻器上還設有通訊模塊。
5.根據權利要求4所述的機械手電機轉動變速裝置，其特徵在於:所述通訊模塊通過交換機與PLC控制系統相連。
6.根據權利要求5所述的機械手電機轉動變速裝置，其特徵在於:所述交換機上還接有編碼器。
專利摘要本實用新型公開一種機械手電機轉動變速裝置，包括安裝在機械手立柱上的轉動電機，所述轉動電機的電源線連接到一變頻器的輸出端上，該變頻器的電源線連接到動力電源上。此外，變頻器附帶了通訊模塊後通過交換機與PLC控制系統組成一個internet工控網絡。控制系統中還帶有編碼器，對機械手起到比較好的定位控制作用。本實用新型將變頻器和編碼器引入到傳統的電機轉動控制系統中，通過改變電源頻率來達到改變轉動速率從而能較好的控制機械手的轉動速度。
文檔編號H02P27/04GK202998006SQ20122071159
公開日2013年6月12日 申請日期2012年12月20日 優先權日2012年12月20日
發明者姜彥彥, 車海峰 申請人:桂林橡膠機械廠