用於智能卸磚機的安全監測裝置的製作方法

2023-08-06 02:30:06

專利名稱：用於智能卸磚機的安全監測裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及監測裝置，特別是一種用於智能卸磚機的安全監測裝置。
背景技術：
為了提高制磚生產效率，減輕工人的勞動強度，智能卸磚機應用變得廣泛，當磚燒製成型，由窯車將其從窯中運出，待溫度下降到安全溫度後，由智能卸磚機將磚從窯車上轉運至堆放處。目前已申請發明專利的智能卸磚機(申請號201210127737)，在此基礎上進行的安全監測裝置的設計。卸磚機採用PLC可編程控制器與液壓機構控制，該智能卸磚機通過簡單調整夾具，能保證將每塊磚都夾緊搬運，避免掉磚漏磚，並且卸磚動作準確快速，控制方便，可以實現無人值守的自動化卸磚。但是廠房工作環境複雜，在無人值守時，如有人員靠近或者走入智能卸磚機行車行走通道，容易發生意外事故，造成不必要的生產事故。同時其他申請專利的智能卸磚機還沒有傳感器方面的防護措施，基本是採用防護欄杆，但是當有人有意或者無意進入工作區時，該智能卸磚機不能及時停止工作。因此對於智能卸磚機的工作安全，可以在申請號為201210127737的智能卸磚機原有技術基礎上，進行結構優化，加入安全防護裝置，當有人員進入智能卸磚機工作區時，安全防護裝置能立刻產生響應，避免發生生產事故。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種用於智能卸磚機的安全監測裝置，以克服現有智能卸磚機安全防護不足的缺陷。本發明解決其技術問題採用的技術方案是主要由多個紅外對射式傳感器和繼電器，用於感知信號和控制智能卸磚機啟停的PLC控制電路組成，其中多個紅外對射式傳感器分別通過鐵片用螺栓固定在智能卸磚機的立柱上；多個繼電器串接相連，有八個與外界接線的埠，其中四個埠中的一端用於繼電器的串聯，一端與PLC控制電路相連，一端接傳感器，一端接O伏。在智能卸磚機的每根立柱上安裝一個紅外對射式傳感器，安裝高度為O. 4 O. 6mο每個紅外對射式傳感器由用於發射信號的發射器和用於接收信號的接收器組成，當接收器接收到發射器的信號時，輸出低電平；當有人闖入時，接收器接收不到發射器的信號，此時輸出高電平，使繼電器斷開，PLC控制智能卸磚機的電機停轉。所述紅外對射式傳感器可以採用型號為E3Z-T61的傳感器。所述鐵片與所述傳感器連接的一端開有用來固定傳感器的U型槽，當螺栓不擰緊時，使傳感器在鐵片上自由滑動來上下移動傳感器的位置，實現傳感器位置高度的微調；該鐵片的另一端設有孔，該孔通過螺栓使鐵片與立柱固定相連。所述繼電器可以有三個，型號相同，均為MY2NJ，每個繼電器有8個接口，013，014是線圈接點，009是公共點，005是常開點，001是常閉點。012是公共點，008是常開點，004是常閉點。而009，005，001為一組觸點，012，008，004為一組觸點。這兩組是分別獨立的，互不關聯。三個繼電器串聯後，當一個繼電器線圈斷開，其它繼電器線圈也斷開。本發明提供的用於智能卸磚機安全監測裝置，其主要部件包含
一個智能卸磚機，能實現在PLC控制電路的基礎上智能取磚，不需人工操作。6個鐵片，用於將傳感器固定在智能卸磚機的支柱上，使傳感器安裝可靠。一個PLC控制電路，用於感知信號，控制智能卸磚機的啟停。3個紅外對射式傳感器，所選傳感器型號為E3Z-T61，能檢測的距離為10m，每個傳感器包含傳感器發射器和接收器，分別發射信號和接收信號。當有人闖入時，傳感器接收器接收不到信號，使輸入繼電器斷開，PLC控制電機停轉。三個輸入繼電器，用於將傳感器的NPN輸出信號轉化為PLC可接收的開關量信號。本發明與以往技術相比主要優點
其一傳感器與鐵片通過螺栓連接，鐵片通過螺栓連接在支柱上，方便調整傳感器位置。其二以往智能卸磚機只是採用防護欄這種簡單的安全措施，而本發明，無論人員有意還是無意進入工作區，智能卸磚機都能及時停止工作，啟動報警器，避免發生生產事故。其三反應靈敏，安全可靠，當有人進入工作區時，傳感器最多O. 5ms就可產生響應，智能卸磚機程序鎖止，不會發生程序復位和行車以及夾具復位，避免對工作區域內人員產生傷害，人工手動啟動後，程序從中止處繼續運行。


圖1為本發明總體結構示意圖。圖2為本發明中取磚機構的總體結構圖的主視圖。圖3為本發明中取磚機構的總體結構圖的左視圖。圖4為本發明中智能卸磚機中整形機構的俯視圖。圖5本發明中智能卸磚機整形機構的第一推板的結構主視圖。圖6本發明中智能卸磚機整形機構的第三推板的結構主視圖。圖7為本發明中在無人闖入時傳感器工作示意圖。圖8為本發明中在有人闖入時傳感器工作示意圖。圖9為本發明中鐵片的結構圖。圖10為本發明的輸入繼電器接線圖。圖11為本發明的線排接口圖。圖12為傳感器接收器的埠圖。圖13為傳感器發射器的埠圖。圖14為PLC控制程序梯形圖。圖15為PLC與繼電器開關觸點的接口圖。圖中1.抱磚車；2.旋轉機構；3.升降夾磚機構；4.整形機構；5.主梁；6.副梁；7.主梁輕軌；8.副梁行走電機；9.平板車；10.副梁輕軌；11.主梁行走電機；12.立柱；13.行車；14.卸磚夾具；15.第三推板；16.第二推板；17.第一推板；18.導軌面板；19.第一推板配作氣壓缸；20.第二推板配作氣壓缸；21.工字鋼軌道；22.推板小車；23.推桿；24.第三推板配作氣壓缸；25.副板配作氣壓缸；26.副板；27.發射器；28.接收器；29. U型槽；30.孔；31.鐵片。
具體實施例方式本發明提供的是在計算機編程控制以及機械結構基礎上的性能優化，降低安全事故發生概率的用於智能卸磚機的安全監測裝置，實現了根據使用狀況調整紅外對射式傳感器在卸磚機立柱上的位置。下面結合實施例及附圖對本發明作進一步說明，但並不局限於下面所述內容。本發明提供的用於智能卸磚機的安全監測裝置，其結構如圖1至圖3所示，主要由PLC控制電路(可簡稱PLC)、多個紅外對射式傳感器和繼電器及作為執行機構的智能卸磚機組成，其中多個紅外對射式傳感器分別通過鐵片31用螺栓固定在智能卸磚機的立柱12上；多個輸入繼電器串接相連，有八個與外界接線埠，實際中用了四個埠，一端用於與另一個輸入繼電器的串聯，一端與PLC控制電路相連，一端接+24V，一端接O伏。PLC上的接地埠接地。所述紅外對射式傳感器(以下簡稱傳感器)，有3個，型號相同，均為E3Z-T61，能檢測的距離為O-lOm，可調。每個傳感器由用於發射信號的發射器27和用於接收信號的接收器28組成(圖7與圖8)，當接收器28接收到發射器27的信號時，輸出低電平；當有人闖入時，接收器28接收不到發射器27的信號，此時輸出高電平，使繼電器斷開，PLC控制智能卸磚機的電機停轉。所述傳感器的型號及數量也可以依據實際情況而定。所述傳感器的感應方式是光束遮斷報警，反應時間小於O. 5ms，傳感器產生響應後，對智能卸磚機發出強制停止指令，智能卸磚機運行程序鎖止，必須人工手動啟動，程序才繼續運行，避免發生生產事故。使用時把發射器和接收器分別裝在檢測物通過路徑的兩偵牝檢測物通過時阻擋光路，接收器就動作輸出一個開關控制信號，來控制智能卸磚機操作臺，停止智能卸磚機工作，同時啟動報警裝置。所述傳感器在立柱12上的安裝高度位置如圖1至圖3所示，圖1中立柱12的左邊部分兩側安裝兩個傳感器，傳感器安裝高度均為O. 5m,以防止人進入，由於右邊部分的一側是窯車進出地方，故不安裝傳感器。圖2為智能卸磚機主視圖的一部分，未安裝傳感器，圖3為本發明中取磚機構的總體結構圖的左視圖，其上安裝有傳感器，安裝高度O. 5m。圖7中左邊部分為發射器27與鐵片31的連接示意圖，右邊部分為接收器28與鐵片的連接示意圖，圖7整體所示為沒有人進入工作區時的傳感器正常工作狀態，在有人進入工作區時，接收器接收不到信號。發射器、接收器和鐵片與螺栓連接在智能卸磚機的立柱12上。所述鐵片31用於將傳感器固定在智能卸磚機的立柱12上，使傳感器安裝可靠。該鐵片的結構如圖9所示該鐵片與傳感器連接的一端開有用來固定傳感器的U型槽29，當螺栓不擰緊時，可以使傳感器在鐵片上自由滑動來上下移動傳感器的位置，實現傳感器位置高度的微調。該鐵片的另一端設有孔30，便於鐵片與立柱12的螺栓連接。所述繼電器，用於將傳感器的NPN輸出信號轉化為PLC可接收的開關量信號，有三個或依據實際情況而定，型號相同，均為MY2NJ或依據實際情況而定。每個繼電器有8個接口，三個繼電器串聯後可以實現當一個繼電器線圈斷開，其它繼電器也斷開。圖10為三個繼電器串聯接口示意圖，其中接口對004、012與001、009為常閉，接口對008、012和005、009為常開，接口 014接+24V電壓，將一個繼電器的接口 001與另一個繼電器的接口 009相連，然後將兩繼電器的接口 014聯接，即可實現三個繼電器的串聯。圖11為線排。該線排上Al+與Al-接口為與發射器27的接口，發射器的接口參看圖12，每個發射器只有兩個接口，一個接+24V電壓，一個接地。線排上有三個發射器27的接口，A2+與接收器的+24V相接，A2-與接收器的接地端相接，埠 A2接圖10所示繼電器接口的A2端。+24V接電源埠，GND接地端，3213接PLC的3213埠。其中，繼電器串聯以實現當任何一個傳感器有輸出信號時，即當有外來人員闖入工作區時，此繼電器被觸發，將信號傳給PLC，PLC執行命令，然後此繼電器斷電，由於串聯，所有繼電器都將斷電，控制操作臺電機停止工作，則智能卸磚機停止工作。這樣接線能使工作安全可靠。接收器28有三個接口，如圖13所示，有一個接24V電壓接口，一個輸出信號out端，一個接地端，K0001為其中一個輸入繼電器的示意圖，接在+24V與out線之間，此繼電器用於將傳感器的NPN信號轉化為PLC可接受的開關量信號，其將接收器的輸出埠與+24V連接起來，當信號被人擋住後，接收器接收不到信號而輸出高電平，因為PLC只接收低電平，所以用此輸入繼電器進行轉化。所述智能卸磚機作為本裝置的安全監測裝置的執行機構，能實現在PLC控制電路的控制下智能取磚，不需人工操作。當有人闖入時(圖8)，智能卸磚機停止工作，保證人的安全。所述智能卸磚機為現有技術，例如專利申請號為201210127737的智能卸磚機。該智能卸磚機的結構為一個用於對不同擺放位置的磚堆進行取磚的旋轉機構2，一個用於升降取磚升降夾磚機構3，一個從窯車上取下磚塊後使其重新碼齊的整形機構4，一對用於縱向行走取磚的行車13，一個將整形後的磚堆從整形平臺上運走的抱磚車I。參見圖1至圖6，所述旋轉機構2安裝在平板車9的底板上。行車13上布置旋轉機構2，旋轉機構2的下端與升降夾磚機構3相連，升降夾磚機構3的下端連接卸磚夾具14。行車13為雙梁結構，由立柱12支撐，行車的主梁5上鋪設主梁輕軌7，通過主梁行走電機11帶動，實現行車的副梁6沿主梁5方向的運動；副梁6上鋪設副梁輕軌10，由副梁行走電機8帶動平板車9沿副梁6方向運動，從而實現行車13在窯車上方水平位置任意移動。所述整形機構4的結構如圖4至圖6所示，主要由三個推板與導軌面板18組成，其中第一推板17和第二推板16都是通過螺栓與推桿23相連接構成一個整體，其再與推板小車22相連接。推板小車22底部有滑動輪，在工字鋼軌道21上滾動，三個推板的運行都是通過與之相連的氣壓缸提供動力。所述氣壓缸是第一推板配作氣壓缸19、第二推板配作氣壓缸20和第三推板配作氣壓缸24，它們通過銷軸分別與第一推板17、第二推板16、第三推板15相連接。導軌面板18通過螺栓裝在整形機構的臺架上，用於推板滑行。副板26的一端通過銷軸固定在主板上，副板配作氣壓缸25的一端通過銷軸固定在主板上，副板26的另一端和副板配作氣壓缸25的另一端通過銷軸連接，以實現當磚堆整完形後，副板配作氣壓缸25動作將副板26打開，然後抱磚車將整形後的磚塊抱走。所述PLC控制電路可以採用型號為Master-K 200S的可編程控制器(PLC)，用於感知信號和控制智能卸磚機的啟停。所述PLC控制電路設有控制程序，以梯形圖表示(圖14)，直觀易懂，兩邊的線為母線，圖中M0001為輸入繼電器K0001的輔助繼電器，M0000為控制行車左右移動的繼電器，M0002為報警器的輔助繼電器，P0001為觸點開關，P0002為復位開關。從圖中可以看出，P0001與M0001並聯，然後與P0002串聯，然後與繼電器線圈M0001串聯，接下來，常閉觸點M0001與繼電器線圈M0000串聯，之後，常開觸點M0001與報警繼電器線圈M0002串聯，梯形圖程序的含義為當有人進入工作區時，接收器接收不到傳感器發射器的信號，這時，觸點開關P0001閉合，使M0001的輔助常開觸點接通，常閉觸點斷開，因此，M0000繼電器斷開，導致電機停轉，行車停止工作，與此同時，M0002報警器輔助繼電器接通，使報警器報警。圖15為PLC與三個同型號的繼電器開關觸點的接口圖，K0001、K0002和K0003分別為三個輸入繼電器的開關觸點，為串聯，三個繼電器串聯後再接入PLC上的3213埠，PLC上的其他埠如COM端上接+24V直流電壓，220V交流埠端接220V交流電壓，PLC上的接地埠接地，以保證安全，當接收器能接收到發射器的信號時，三個開關觸點閉合，當有一個接收不到信號時，此電路斷路，PLC接收到低電平，控制程序使電機停轉，同時報警器報警。本發明提供的用於智能卸磚機的安全監測裝置，其工作過程是當沒有人闖入工作區時，智能卸磚機各個執行部件(旋轉機構、升降夾磚機構、整形機構、卸磚夾具)正常工作，當有人闖入工作區域時，由發射器27傳出的信號被人擋住，使接收器28接收不到信號，這時，接收器輸出高電平，使繼電器的線圈斷開，相當於給PLC —個低電平，PLC接收到這個低電平信號後，由控制程序判斷，此時，PLC將輸出信號傳給繼電器，繼而，所有執行電機執行輸出命令，使所有電機斷電，停止工作，則智能卸磚機停止工作。這個過程反應的時間(從傳感器接收信號開始，到執行機構停止)不超過ls，反應時間短。若要重新開始工作，需要人工手動復位。本發明的整個工作過程是在PLC控制下完成的，反應靈敏，時間短，很大程度上提高了工作的安全可靠性，並且此安全監測裝置結構簡單、維護方便等。上述未說明的部件，其結構及使用方法均同現有技術產品。
權利要求
1.一種用於智能卸磚機的安全監測裝置，其特徵在於主要由多個紅外對射式傳感器和輸入繼電器，用於感知信號和控制智能卸磚機啟停的PLC控制電路組成，其中多個紅外對射式傳感器分別通過鐵片(31)用螺栓固定在智能卸磚機的立柱(12)上；多個輸入繼電器串接相連，有八個與外界接線的埠，其中四個埠中的一端用於繼電器的串聯，一端與 PLC控制電路相連，一端接傳感器，一端接O伏。
2.根據權利要求1所述的安全監測裝置，其特徵在於智能卸磚機的每根立柱(12)上安裝一個紅外對射式傳感器。
3.根據權利要求2所述的安全監測裝置，其特徵在於每個紅外對射式傳感器由用於發射信號的發射器(27)和用於接收信號的接收器(28)組成，當接收器(28)接收到發射器 (27)的信號時，輸出低電平；當有人闖入時，接收器(28)接收不到發射器(27)的信號，此時輸出高電平，使繼電器斷開，PLC控制智能卸磚機的電機停轉。
4.根據權利要求3所述的安全監測裝置，其特徵在於所述紅外對射式傳感器採用型號為E3Z-T61的傳感器。
5.根據權利要求2所述的安全監測裝置，其特徵在於所述傳感器在立柱(12)上的安裝高度位置為O. 4 O. 6m。
6.根據權利要求1所述的安全監測裝置，其特徵在於所述鐵片(31)與所述傳感器連接的一端開有用來固定傳感器的U型槽(29)，當螺栓不擰緊時，使傳感器在鐵片上自由滑動來上下移動傳感器的位置，實現傳感器位置高度的微調；該鐵片的另一端設有孔(30)，該孔通過螺栓使鐵片與立柱(12)固定相連。
7.根據權利要求1所述的安全監測裝置，其特徵在於所述繼電器有三個，三個繼電器串聯後，當一個繼電器線圈斷開，其它繼電器線圈也斷開。
全文摘要
本發明是一種用於智能卸磚機的安全監測裝置，其工作方式為將對射式傳感器安裝在智能卸磚機的工作區周圍，通過PLC控制動作，能夠對人員進入工作區域能產生快速響應，讓運行程序鎖止，行車以及卸磚夾具停止動作，同時報警器啟動，此時，若要重新讓智能卸磚機工作，則需要工作人員清理障礙物後，然後進行手動復位，智能卸磚機才能繼續按照接下來的程序正常工作，這樣能避免生產事故的發生。本發明具有的優點在於傳感器與磁鐵塊螺紋連接成一個整體，使其能根據使用條件調整傳感器在智能卸磚機的位置，對射式傳感器感知信號，且用PLC控制電路，使此裝置反應靈敏，安全可靠、結構簡單、維護方便等。
文檔編號G05B19/048GK102999000SQ20121052181
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月7日 優先權日2012年12月7日
發明者黃豐雲, 徐元熠, 嚴婷, 蘇星溢, 羅文欣, 彭波, 饒東傑, 遊鵬超, 盧雷, 李鵬凱 申請人:武漢理工大學