[发明专利]四轴运动控制搭载装置

说明书

技术领域

本发明涉及机电一体化技术领域，尤其是涉及一种利用数控技术控制的吊装设备，具体来说是涉及一种四轴运动控制搭载装置。

背景技术

目前，起重机、吊运机等各种工程机械被广泛地用于建筑、交通、矿山、石油等重要的国民经济部门之中。而传统的吊装设备一般由三相异步电机或液压设备作为动力，动力结构的传统与陈旧，决定了它们运动方式的单一，传统的吊装设备只能在水平或垂直方向运动，不能在立体施工空间中作任意方向运动，从而限制了传统的吊装设备施工的灵活性和精准性。并且由于传统的吊装设备笨重，安装使用需要有较高的厂房配套，并且厂房配套是永久固定的，因此可知施工操作空间跨度会非常有限。设备的局限决定了施工应用的局限，采用这种传统的吊装设备，自动化程度低，人工操作存在随意性，动作切换早了会造成吊装设备工作不到位，动作切换迟了会造成机械碰撞力的产生，并由此引发吊装设备损坏或人员伤害等安全事故。

所以，为了增加传统的吊装设备施工的灵活性和精准性，人们要求能准确、及时、高效地对吊装设备进行控制，这是目前施工现场的当务之急。也正是基于上述原因，促使申请人产生发明一种利用数控技术控制的吊装设备，这也是本发明的设计初衷。

发明内容

本发明的目的是提供一种四轴运动控制搭载装置，用以解决上述现有技术缺陷，从而向社会提供性能可靠、价格低廉、适应性强的吊装产品。

为了达到上述目的，本发明实施例的技术方案是：四轴运动控制搭载装置，包括有智能控制器、伺服电机、伺服控制器、控制台、卷扬柜、搭载装置平台、卷扬装置；所述智能控制器安装在控制台，有四个伺服控制器位于四个卷扬柜中，所述智能控制器与四个伺服控制器之间通过工业总线网络PROFIBUS连接，所述伺服电机作为卷扬装置的动力，位于施工场地四边的四个角，在其上方相同高度位置各固定安装一个定滑轮，卷扬装置上的钢丝绳通过所述定滑轮后，汇集在搭载装置平台上，搭载装置平台上悬挂被移动的吊装货物。

进一步的，所述的四轴运动控制搭载装置中，还包括控制台，所述的控制台包括有两个操纵杆，通过控制台上的左操作杆和右操作杆，发出运行指令，左操作杆控制吊装货物的上下运动，右操作杆控制吊装货物的左右前后的移动，当左操作杆和右操作杆同时动作时，吊装货物按照两方向上的运动进行叠加，并且吊装货物会按照操作者的操作随时做出调整。所述的控制台还包括有复位按钮和急停按钮，复位按钮用于四轴运动控制搭载装置重新启动，让四轴运动控制搭载装置回到初始状态。急停按钮为在紧急情况下，进行停止并抱闸时使用。

进一步的，所述的四轴运动控制搭载装置中，还包括PLC智能控制器、伺服控制器，通过控制台上的左操作杆和右操作杆，将运行指令传递给PLC智能控制器的接收模块，然后PLC智能控制器根据接收到的运动控制信号，进行四个方向上的矢量运算，经空间立体几何关系式和物体运动方程式的综合应用，建立四个电机的空间运动方程，通过实时计算吊装货物的位置、高度、角度，来计算得出每台伺服电机所需要的速度和方向两个参数，同时根据吊装货物的实际位置随时计算出下一瞬时速度和方向大小所需调整的量，PLC智能控制器再将这些信号通过PROFIBUS网络，同步发送到四台伺服控制器，四台伺服控制器再驱动四台伺服电机进行加速或减速，正向或反向运行，驱动卷扬装置进行吊装货物移动，伺服电机内装的绝对值编码器将位置信号反馈给伺服控制器，以便于下一步的计算用。

进一步的，所述的四轴运动控制搭载装置中，还包括搭载装置，搭载装置平台由两个金属框架构成，一个是承重框架，承重框架下方是悬挂吊钩，另一个是水平框架，水平框架里装有十字分布的两根垂直固定架，固定架上面有钢丝绳的吊环，可用于固定四根钢丝绳，水平框架可以围绕中间的两个固定点旋转。 

进一步的，所述的搭载装置，具有设定最大行程范围保护功能，当超过设定值时，搭载装置会自动停机，或向其他方向运动，实现搭载装置自我保护。该功能是通过程序预先设置好空间边界的尺寸，伺服电机实时将信号反馈给PLC智能控制器，当移动吊装货物的位置等于或大于设置的边界尺寸时，搭载装置将自动停止该方向上的继续运动，实现保护功能。

进一步的，所述的四轴运动控制搭载装置中，还包括伺服电机和卷扬装置，所述的卷扬装置上装有自动排线器，且卷扬装置与一减速机相连接，通过减速机齿轮的旋转，带动自动排线器的螺杆旋转，自动排线器和卷扬装置同步旋转，实现自动排线器的左右移动，完成自动排线，所述的伺服电机和卷扬装置经机械轴硬连接，中间不连接减速机。