申请/专利权人：天奇自动化工程股份有限公司

申请日：2018-09-14

公开（公告）日：2024-04-02

公开（公告）号：CN109194202B

主分类号：H02P5/46

分类号：H02P5/46

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.02#授权;2019.02.12#实质审查的生效;2019.01.11#公开

摘要：本发明属于电气自动控制技术领域，涉及采用码盘计数方式实现的驱动电机双机同步装置，包括位于双链头端的主驱动电机和位于双链中段的辅助驱动电机，主驱动电机通过主驱动轴与主码盘转动连接，主码盘可与第一槽型光电开关可触式连接；辅助驱动电机通过辅助驱动轴与辅助码盘转动连接，辅助码盘可与第二槽型光电开关可触式连接；第一槽型光电开关和第二槽型光电开关均与PLC控制器信号连接，PLC控制器分别通过变频器与主驱动电机、辅助驱动电机连接，用于控制主驱动电机和辅助驱动电机转动；本发明采用码盘计数的方式结合槽型光电式传感器代替现有的编码器计数，再通过PLC来控制变频器，达到对电机的实时调速，进而达到双驱同步的目的。

主权项：1.采用码盘计数方式实现的驱动电机双机同步装置，包括位于双链头端的主驱动电机（1）和位于双链中段的辅助驱动电机（2），其特征在于，所述主驱动电机（1）通过主驱动轴（4）与主码盘（3）转动连接，所述主码盘（3）可与第一槽型光电开关（5）可触式连接，用于触发第一槽型光电开关（5）；所述辅助驱动电机（2）通过辅助驱动轴（9）与辅助码盘（6）转动连接，所述辅助码盘（6）可与第二槽型光电开关（7）可触式连接，用于触发第二槽型光电开关（7）；所述第一槽型光电开关（5）和第二槽型光电开关（7）均与PLC控制器信号连接，所述PLC控制器分别通过变频器与主驱动电机（1）、辅助驱动电机（2）连接，用于控制主驱动电机（1）和辅助驱动电机（2）转动，所述主驱动电机（1）的主驱动轴（4）穿通主码盘（3）的中心通孔来带动主码盘（3）转动，所述辅助驱动电机（2）的辅助驱动轴（9）穿通辅助码盘（6）的中心通孔来带动辅助码盘（6）转动；所述主码盘（3）和辅助码盘（6）均采用哈夫结构，且码盘边缘均有82个等间距的齿；所述主码盘（3）和辅助码盘（6）边缘的齿可插入槽型光电开关的槽内；在计数开始时，在PLC控制器内预先设定数值A，随着电机的转动，码盘也会转动，主驱动电机（1）的主码盘（3）开始计数，辅助驱动电机（2）的辅助码盘（6）开始计数；当主驱动电机（1）的主码盘（3）计一个数时，数值A增加一个数为A+1，同时辅助驱动电机（2）的辅助码盘（6）也计一个数，数值A减去一个数为A-1，根据两个码盘的计数以及误差，数值A±5时认定双驱同步；如果数值A大于A+5，那么认定辅助驱动电机（2）速度慢，PLC控制器通过现场总线控制变频器调速，在不改变主驱动电机（1）速度的同时加快辅助驱动电机（2）的速度，使得计数误差保持在5以内；如果数值A小于A-5，那么认定辅助驱动速度快，PLC控制器通过现场总线控制变频器调速，在不改变主驱动电机（1）速度的同时减缓辅助驱动电机（2）的速度，使得计数误差保持在5以内。

全文数据：采用码盘计数方式实现的驱动电机双机同步装置技术领域本发明涉及一种驱动电机双机同步装置，尤其是一种采用码盘计数方式实现的驱动电机双机同步装置，属于电气自动控制技术领域。背景技术在汽车涂装生产车间，有一种双链U型摆杆工艺线，主要用在前处理和电泳工艺。涂装前处理包括脱脂（除油）、除锈、磷化三个部分。装在车身的U型摆杆会带着车身经过水洗、脱脂、磷化池。如果车身较小，工艺线较短，那么一条双链就只需要一个满足负载的驱动电机就够了。如果车身较大，工艺线也比较长，在考虑双链的负载以及延展性，那么就有必要用两个电机来驱动双链，一个电机在双链运转方向的头部作为主驱动，一个在双链的中部作为辅助驱动。要使双链能够正常稳定的运转起来，势必要将两个驱动实现同步运行；目前，现有的驱动电机双机同步方案是通过电机的内置编码器来做双驱同步：以主驱动的速度以及主驱动的内置编码器计数为参考值，通过辅助驱动电机的内部编码器的数值与主驱编码器的数值比较来调节辅助驱动电机的速度，从而达到双驱同步；但是实际情况是编码器的数值有一个上限，会溢出，必须设计一个零位点来清除编码器的数值，但是如果编码器在清楚数值的时候驱动没有达到同步，那么这个误差在下一次编码器计数开始的时候还是存在，这样误差会积累的越来越大，时间久了也会使得双驱不同步，可能会使双链拉断。发明内容本发明的目的在于提供一种采用码盘计数方式实现的驱动电机双机同步装置，采用码盘计数的方式结合槽型光电式传感器代替现有的编码器计数，再通过PLC来控制变频器，达到对电机的实时调速，进而达到双驱同步的目的。为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：采用码盘计数方式实现的驱动电机双机同步装置，包括位于双链头端的主驱动电机和位于双链中段的辅助驱动电机，其特征在于，所述主驱动电机通过主驱动轴与主码盘转动连接，所述主码盘可与第一槽型光电开关可触式连接，用于触发第一槽型光电开关；所述辅助驱动电机通过辅助驱动轴与辅助码盘转动连接，所述辅助码盘可与第二槽型光电开关可触式连接，用于触发第二槽型光电开关；所述第一槽型光电开关和第二槽型光电式传感器均与PLC控制器信号连接，所述PLC控制器分别通过变频器与主驱动电机、辅助驱动电机连接，用于控制主驱动电机和辅助驱动电机转动。进一步地，所述PLC控制器通过现场总线与变频器连接。进一步地，所述PLC控制器通过现场总线与现场远程IP67输入模块通讯，所述现场远程输入模块与第一槽型光电开关、第二槽型光电开关连接。进一步地，所述主驱动电机的主驱动轴穿通主码盘的中心通孔来带动主码盘转动，所述辅助驱动电机的辅助驱动轴穿通辅助码盘的中心通孔来带动辅助码盘转动。进一步地，所述主码盘和辅助码盘均采用哈夫结构，且码盘边缘均有82个等间距的齿。进一步地，所述主码盘和辅助码盘边缘的齿可插入槽型光电开关的槽内。进一步地，所述第一槽型光电开关和第二槽型光电开关均采用欧姆龙槽型光电传感器。进一步地，所述PLC控制器西门子的可编程控制器。进一步地，所述变频器采用西门子G120系列柜内变频器。本发明具有以下优点：1）本发明采用码盘计数的方式与槽型光电式传感器结合代替现有的编码器计数，PLC控制器根据计数结果对辅助驱动电机实时调速，进而达到双曲同步的目的，此种方式的双驱同步误差小，并且能有效防止双链被拉断，防止事故发生；2）本发明安装方便，调试同步简单，便于后期维护。附图说明图1是本发明的设备环境图。图2是本发明的码盘的正视结构图。图3是本发明的码盘的侧视结构图。图4是本发明码盘与光电开关的检测原理结构图。附图标记说明：1-主驱动电机、2-辅助驱动电机、3-主码盘、4-主驱动轴、5-第一槽型光电开关、6-辅助码盘、7-第二槽型光电开关、8-PLC控制器、9-辅助驱动轴。具体实施方式下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。根据图1~图4所示，本发明的采用码盘计数方式实现的驱动电机双机同步装置，包括位于双链头端的主驱动电机1和位于双链中段的辅助驱动电机2，所述主驱动电机1通过主驱动轴4与主码盘3转动连接，所述主码盘3可与第一槽型光电开关5可触式连接，用于触发第一槽型光电开关5，进而控制第一槽型光电开关5的光束通断；所述辅助驱动电机2通过辅助驱动轴9与辅助码盘6转动连接，所述辅助码盘6可与第二槽型光电开关7可触式连接，用于触发第二槽型光电开关7，进而控制第二槽型光电开关7的光束通断；所述第一槽型光电开关5和第二槽型光电式传感器7均与PLC控制器8信号连接，具体地，所述PLC控制器8通过现场总线与现场远程IP67输入模块通讯，所述现场远程输入模块与第一槽型光电开关5、第二槽型光电开关7连接，所述PLC控制器8通过现场总线与变频器连接，所述PLC控制器8分别通过变频器与主驱动电机1、辅助驱动电机2连接，用于控制主驱动电机1和辅助驱动电机2转动，所述主驱动电机1的主驱动轴4穿通主码盘3的中心通孔，随着电机转动来带动主码盘3转动，所述辅助驱动电机2的辅助驱动轴9穿通辅助码盘6的中心通孔，随着电机转动来带动辅助码盘6转动。所述主码盘3和辅助码盘6均采用哈夫结构，且码盘边缘均有82个等间距的齿，所述主码盘3和辅助码盘6边缘的齿可插入槽型光电开关的槽内。本实施例中第一槽型光电开关5和第二槽型光电开关7均采用欧姆龙槽型光电传感器，所述PLC控制器8采用西门子的可编程控制器，所述变频器采用西门子G120系列柜内变频器，所述主驱动电机1和辅助驱动电机2均为11KW的SEW电机。如图1所示，图中显示的是前处理双摆杆的结构。在现场，由于工艺线比较长，在双链上装载满车身，双链的运行过程中，车身在池子所受到的阻力，为防止链条拉变形或者拉断，在设计的时候考虑用两个电机来驱动双链，包括位于双链头端的主驱动电机1和位于双链中段的辅助驱动电机2，两个电机都选用11kw的电机。虽然双驱可以解决负载问题，但是如果在运行过程中，两个驱动的速度不一致，那么将会导致双链被拉断，出现事故。如图2和图3所示为码盘结构，码盘边缘有82个等间距的齿；由于在驱动位置没办法装一个整体式的码盘，所以采用哈夫结构来设计码盘。本发明采用码盘计数的方式代替现有的编码器计数；当PLC控制器8通过变频器驱动电机转动时，码盘随着驱动电机转动，码盘上的齿会造成槽型光电开关的光束通断，槽型光电开关通过现场远程IP67输入模块将光电信号传送给PLC控制器8，每通断一次我们计一个数或者减一个数。在计数开始的时候，在PLC控制器8会预先设定一个指定数值A为1000，随着电机的转动，码盘也会转动，主驱动电机1的主码盘3开始计数，辅助驱动电机2的辅助码盘6也开始计数；当主驱动电机1的主码盘3计一个数的时候，数值A增加一个数为1001，同时辅助驱动电机2的辅助码盘6也计一个数，数值A减去一个数为1000。根据两个码盘的计数，以及加上不可免去的误差，我们将数值A±5的时候认为是双驱同步的。如果数值A大于1005，那么我们认为辅助驱动电机2速度慢了，PLC控制器8通过现场总线控制变频器调速，在不改变主驱动电机1速度的同时加快辅助驱动电机2的速度，使得计数误差保持在5以内；如果数值A小于995，那么我们认为辅助驱动速度快了，PLC控制器8通过现场总线控制变频器调速，在不改变主驱动电机1速度的同时减缓辅助驱动电机2的速度，使得计数误差保持在5以内。这样不存计数溢出的情况，数值始终保持在1000上下，存在动态波动，PLC控制器8根据这个波动来调整辅助驱动变频器的频率，从而来实时的调整辅助驱动电机2的速度，达到和主驱动电机1实现同步，误差小。以上对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

权利要求：1.采用码盘计数方式实现的驱动电机双机同步装置，包括位于双链头端的主驱动电机（1）和位于双链中段的辅助驱动电机（2），其特征在于，所述主驱动电机（1）通过主驱动轴（4）与主码盘（3）转动连接，所述主码盘（3）可与第一槽型光电开关（5）可触式连接，用于触发第一槽型光电开关（5）；所述辅助驱动电机（2）通过辅助驱动轴（9）与辅助码盘（6）转动连接，所述辅助码盘（6）可与第二槽型光电式传感器（7）可触式连接，用于触发第二槽型光电开关（7）；所述第一槽型光电开关（5）和第二槽型光电开关（7）均与PLC控制器（8）信号连接，所述PLC控制器（8）分别通过变频器与主驱动电机（1）、辅助驱动电机（2）连接，用于控制主驱动电机（1）和辅助驱动电机（2）转动。2.根据权利要求1所述的采用码盘计数方式实现的驱动电机双机同步装置，其特征在于：所述PLC控制器（8）通过现场总线与变频器连接。3.根据权利要求1所述的采用码盘计数方式实现的驱动电机双机同步装置，其特征在于：所述PLC控制器（8）通过现场总线与现场远程IP67输入模块通讯，所述现场远程输入模块与第一槽型光电开关（5）、第二槽型光电开关（7）连接。4.根据权利要求1所述的采用码盘计数方式实现的驱动电机双机同步装置，其特征在于：所述主驱动电机（1）的主驱动轴（4）穿通主码盘（3）的中心通孔来带动主码盘（3）转动，所述辅助驱动电机（2）的辅助驱动轴（9）穿通辅助码盘（6）的中心通孔来带动辅助码盘（6）转动。5.根据权利要求1所述的采用码盘计数方式实现的驱动电机双机同步装置，其特征在于：所述主码盘（3）和辅助码盘（6）均采用哈夫结构，且码盘边缘均有82个等间距的齿。6.根据权利要求5所述的采用码盘计数方式实现的驱动电机双机同步装置，其特征在于：所述主码盘（3）和辅助码盘（6）边缘的齿可插入槽型光电开关的槽内。7.根据权利要求1所述的采用码盘计数方式实现的驱动电机双机同步装置，其特征在于：所述第一槽型光电开关（5）和第二槽型光电开关（7）均采用欧姆龙槽型光电传感器。8.根据权利要求1所述的采用码盘计数方式实现的驱动电机双机同步装置，其特征在于：所述PLC控制器（8）西门子的可编程控制器。9.根据权利要求1所述的采用码盘计数方式实现的驱动电机双机同步装置，其特征在于：所述变频器采用西门子G120系列柜内变频器。

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