电子产品提升机S形速度曲线研究 本文关键词：电子产品，曲线，提升机，速度，研究
电子产品提升机S形速度曲线研究 本文简介：摘要：文章根据电子产品装配线提升机的工作特性，针对现有电子产品装配线提升机大都采用继电接触器控制，属于多段调速，运行过程中存在速度突变会产生机械冲击等问题，提出Ｓ形速度曲线在提升机中的应用，提高运行速度平滑性和可靠性，并给出Ｓ形速度曲线产生方法和工作原理图。实验表明，该系统运行正常，提升机性能得到提
电子产品提升机S形速度曲线研究 本文内容：
摘要：文章根据电子产品装配线提升机的工作特性，针对现有电子产品装配线提升机大都采用继电接触器控制，属于多段调速，运行过程中存在速度突变会产生机械冲击等问题，提出Ｓ形速度曲线在提升机中的应用，提高运行速度平滑性和可靠性，并给出Ｓ形速度曲线产生方法和工作原理图。实验表明，该系统运行正常，提升机性能得到提升，系统设计具有通用性，对电子产品装配线提升机交流调速系统设计和改造具有实际参考价值。
关键词：电子产品提升机；Ｓ形速度曲线；变频调速
电子产品装配线提升机用于生产线上、下层之间物料的输送，是电子产品生产线中不可或缺的重要组成部分。目前生产线提升机大部分采用交流继电－接触器电控系统，属于多档有极调速控制，其运行速度曲线在加减速段存在速度突变，运行不平稳，对提升机的机械结构会产生较大冲击［１］。因此，文章提出Ｓ速度曲线在电子产品组装线提升机中的应用，解决提升小车加速度对时间变化率连续的问题，使得提升小车的速度平滑过渡，避免速度突变对提升机结构的冲击，延长提升机的使用寿命，提高提升机的工作效率。
１电子产品装配线提升机功能描述及速度曲线的选择
电子产品装配线提升机用于将下层生产线（进口生产线）上的产品运送到上层生产线（出口生产线），主要包括提升小车、配重机构以及曳引链条。其结构示意如图１所示。提升机采用曳引驱动方式，曳引链条悬挂在曳引链轮上，一端与提升小车连接，另一端与配重连接，曳引链轮利用其与链条之间的啮合力，带动提升机链条继而驱动提升小车沿着导轨上下运动，上行限位开关（ＳＱ７）、上行极限开关（ＳＱ８）用来限制提升小车最大上升高度，防止撞顶；下行限位开关（ＳＱ４）、下行极限开关（ＳＱ３）用来限制下降的最低高度，防止蹲底。根据加减速特性的不同，提升机的运行速度曲线通常可分为３阶段速度图、５阶段速度图以及６阶段速度图［２］。而由电子产品装配线提升机的工作原理和负载特点可知，运行３阶段速度是电子产品装配线提升机比较适合的运行方式，３个阶段包括启动加速阶段、匀速段、减速段。提升机的运行速度曲线由控制部分给定，要实现提升机的启动、加速、匀速、减速、停止的平滑过渡，需要按照理想Ｓ形３阶段速度曲线运行，因此必须建立理想Ｓ形速度曲线的数学模型。
２Ｓ形速度曲线的数学模型
电子产品装配线提升机采用多段调速时存在速度突变，容易产生较大的冲击负荷，影响设备的安全运行。依据电子产品装配线工作特性，研究表明，采用对称三阶段理想Ｓ形速度运行曲线能有效解决这些问题。对称三阶段理想Ｓ形速度曲线如图２所示。图２中ｖ、ａ、ρ分别代表着速度、加速度和加加速度；ａｎ是加速阶段最大正向加速度值，ρｎ是加速阶段最大正向加加速度值。下面分段研究图２中不同阶段的数学模型。１）加速阶段数学模型第一阶段ｏａｂｃ（０＜ｔ≤ｔ３）为提升机启动加速阶段数学模型，包括ｏａ、ａｂ和ｂｃ三小段曲线。在ｏａ段（０＜ｔ≤ｔ１），ａ＝ａｎｓｉｎωｔ２）等速阶段数学模型在ｃｄ段（ｔ３＜ｔ≤ｔ４），提升机小车以恒定速度ｖ３做匀速运行，其速度曲线为一条水平直线段。３）减速阶段数学模型在ｄｅｆｇ段（ｔ４＜ｔ≤ｔ７），提升机小车从恒定速度ｖ３减速到速度ｖ１，包括ｄｅ段（ｔ４＜ｔ≤ｔ５）、ｅｆ段（ｔ５＜ｔ≤ｔ６）和ｆｇ段（ｔ６＜ｔ≤ｔ７），其计算方法与第一段相同。减速阶段理想Ｓ型曲线数学模型为：应用上述数学模型生成的Ｓ形速度给定曲线，能够大幅改善电子产品装配线提升机的运行特性。在实际应用中，只需适当调整最大加速度、加加速度及它们之间的比值关系，就能够快速有效地得到一条性能优良的Ｓ形速度给定曲线。
３Ｓ形速度曲线的实现
提升机由异步电动机驱动，异步电动机多种速度与转矩控制方法可实现速度Ｓ形速度曲线的变化［３－６］。为了减小速度突变对机械部分的冲击，本系统采用ＰＬＣ实现Ｓ形速度曲线变化，控制系统硬件由三菱ＦＸ３Ｕ系列ＰＬＣ控制器、ＦＸ２Ｎ－４ＤＡ数模转换模块、三菱ＧＯＴ１０００触摸屏、三菱ＦＲ７４０变频器以及ＮＰＮ型１０２４Ｐ／Ｒ编码器等组成，系统控制原理如图３所示。将上述建立的３段对称理想速度曲线进行离散化，离散化后的值存放至ＰＬＣ的ＥＰＲＯＭ中，通过查表方法读取，再通过Ｄ／Ａ模块对变频器频率进行改变，从而控制提升电动机，其变化趋势与理想Ｓ形速度曲线模型一致。编码器与电动机输出端相连，然后利用给定速度值与编码器的反馈值进行实时比较，提升机运行实时速度曲线由触摸屏监控显示，变频器频率变化曲线如图４所示。
４结束语
本文通过分析曳引链条驱动方式的电子产品装配线提升机工作特点，确定了一种运行速度平滑和生产效率较高的三阶段对称理想Ｓ形速度曲线数学模型。采用ＰＬＣ对理想Ｓ形速度曲线进行离散，并通过数模转换将离散值转变成变频器的频率Ｓ形变化，从而提高提升机的运行效率和平稳性。实验表明，该系统运行正常，系统设计具有通用性，对电子产品装配线提升机交流调速系统设计和改造具有实际参考价值。
作者：朱方园 单位：南京信息职业技术学院机电学院
电子产品提升机S形速度曲线研究 来源：网络整理
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