[发明专利]一种半闭环位置反馈的长钢轨吊机群同步定位系统及定位方法

说明书

技术领域

本发明属于电机驱动定位技术领域，特别是一种半闭环位置反馈的长钢 轨吊机群同步定位系统。

背景技术

焊接的长钢轨是无缝铁路干线铺设的基本组成部分，长钢轨群吊在焊接 长钢轨生产线中担负着重要运输的任务，而目前我国现有长钢轨群吊多采用 的各个单吊单控的控制方法，这需要太多的操作人员，吊轨过程存在安全隐 患，依靠人工协调的操作方式劳动强度大、生产效率低，且存在同步操作困 难，钢轨容易被拉弯损伤等问题。经过文献检索，中国专利申请号为： 88103663.3，公开了名称为：长钢轨同步定位吊运装置的专利，该专利申请 一种具有集中控制、同步动作、准确定位和自动夹钳的新型的长钢轨吊运装 置，实现了集中控制功能，使吊装作业中使钢轨始终保持平直，提高了装吊 作业连续生产效率和吊轨过程生产的质量。该专利中提供的同步定位功能是 依靠左右两台步进电机，定位起吊点和安放点，实现对钢轨吊机的位置定位， 但是这种定位方法具有缺陷。

其一、依靠双步进电机定位，存在定位误差调整困难问题。供定位小车 行走定位的长工字钢横梁行走面，本身存在摩擦不均匀性，以及小车行走的 滚轮接触面外径不统一等因素，导致步进电机定位存在误差。在短距离行走 中，其误差还可能在容许之内，但在长距离定位行走中，其误差就容易超出 钢轨定位容许范围。

其二、在多台吊机需要同步运行过程中，由于每个横梁之间存在差异使 各吊机的定位误差更是各不相同，再加上每吊上都存在有左右两个定位点， 使得在实际应用中，整个吊机系统的定位误差调整起来十分烦琐，吊机越多， 调整工作量越大，阻碍了这种定位方法的大范围推广使用。

另外，电机驱动的定位方法可以采用数控系统中轴的定位所采用的全闭 环位置反馈技术来实现，但在长距离的定位中若采用这种技术，位置信号传 感器及配套的数据采集系统单价较高，导致整个群吊工程造价过于昂贵。

发明内容

本发明的目的是提供一种半闭环位置反馈的长钢轨吊机群同步定位系 统及定位方法，主要解决上述现有技术所存在的技术问题，它可有效避免吊 机在不均衡横梁上运行过程所带来的累积误差，实现吊机的精确定位，并可 使吊机按较小的减速度停机定位，可有效避免停机过程钢轨的摆动，减少抑 制摆动的时间，提高吊机运行效率。

为实现上述发明目的，本发明是这样实现的：

一种半闭环位置反馈的长钢轨吊机群同步定位系统，其特征在于：它由 定位机构和定位控制系统两部分组成；

所述的定位机构包括伺服电机、由伺服电机驱动行走在工字钢横梁下肩 表面上的小车、用于感测电机转数和转速的安装在伺服电机的驱动轴上的编 码器、安装在小车上并跟随小车一起运动的限位开关组以及触发限位码信号 的限位档块组；所述的限位挡块组对横梁进行分区，分区方法是左右限位确 定一个区间，两相隔的区间之间设置一组限位组，再把进出轨的滚道所在位， 各分为一个区间；

所述的定位控制系统由PLC系统和伺服驱动器组成；PLC系统依据定位 目的位置发送伺服驱动脉冲控制指令，伺服驱动器驱动电机运行，运行过程 中依据档块组触发限位信号，决定吊机所处区间位置，在区间内再通过电机 驱动轴上的编码器信号反馈，决定电机区间内钢轨安放位置定位，经过不同 横梁的安装纵向偏差矫正后，使吊机群在长位移运送长钢轨过程中，保持同 步并实现精确定位。

所述的定位控制系统实现的具体方案中，PLC可采用三菱FX3U-64M的 PLC；伺服驱动器可采用三菱公司的MR-E-100A伺服驱动器；伺服电机可采 用三菱公司带编码器反馈的HF-SE102JW1伺服电机，限位组可采用欧姆龙公 司的E2E-X14MD1S接近开关。

所述的半闭环位置反馈的长钢轨吊机群同步定位系统，其特征在于：所 述的分区方法中零区间由零限位组(1限位组)和左极限位组组成，1区间由 1限制位组和2限位组组成，2区间由2限制位组和3限位组组成，其他区间依 此方法类推。

所述的半闭环位置反馈的长钢轨吊机群同步定位系统，其特征在于：所 述的区间信号触发由限位组上的限位信号决定，其中限位组由限位开关和不 同的挡块组成，其中安装在小车上的限位开关，随小车运动，其数量为4个， 并分布在同一直线上，不同的限位组具有对应的挡块组编码，小车运动带动 限位开关接触固定挡块，触发限位信号。