[发明专利]一种半地下坑式预制轨枕全自动码模系统

权利要求书

1.一种半地下坑式预制轨枕全自动码模系统的控制方法，所述码模系统包括控制系统和码模装置，所述控制系统包括人机交互单元、逻辑控制单元、执行控制单元、位置检测单元和网络通信单元；所述人机交互单元包括工控机、上位机和触摸屏；所述逻辑控制单元包括PLC主站、A区子站和B区子站；所述执行控制单元包括变频器、液压控制器、伺服驱动器；所述位置检测单元包括编码器、光电开关和伺服传感器；所述网络通信单元为通过SCALANCE模块组成的无线Profinet网络；所述的码模装置包括码模车架、A区码模机、B区码模机、摆渡小车、过渡平台和蒸养窑，A区码模机和B区码模机架在码模车架上方，分别用于A区和B区的码模作业，A区码模机和B区码模机具有相同的码模机结构，摆渡小车由所述伺服驱动器控制，在过渡平台上进行往复运动，用于A区和B区模台的交互；所述的码模机结构包括X向走行装置、Y向走行装置、Z向提升装置和模台抓取装置，X向走行装置安装在X向轨道上，进行X向往复运动，Y向走行装置安装在Y向轨道上，进行Y向往复运动，Z向提升装置安装在X向走行装置下方，进行Z向提升与下降，模台抓取装置安装在Z向提升装置下端，由所述液压控制器控制，用于抓取模台，所述蒸养窑包括窑位、来料工位和送料工位，其特征在于：所述控制方法包括以下步骤：

第一步，准备工作：在所述工控机或所述触摸屏上点击自动开始按钮；

第二步，存取模台判断：PLC控制逻辑采用从生产线取模台优先原则，如果来料工位就绪且有窑在存料就绪状态，则执行存模台操作；若不满足存模台条件，则判断送料工位是否就绪且有窑在取料就绪状态，是则执行取模台操作；如果存取模台条件都不满足则码模机在原位待机，PLC循环判断存取条件；

第三步，计算目标位置：PLC经过逻辑判断，确定可以执行存或取模台时，按照设定好的顺序依次扫描各个半地下坑式蒸养窑的每一层，直到找到满足存模台或者取模台的窑位，确定其X、Y、Z坐标；

第四步，执行动作：码模机的动作可以分解为移动、抓取和放下，移动是将模台抓取装置移动至目标坐标点，首先Z向变频驱动提升电机执行提升动作，将模台抓取装置提升至最高点，确保模台抓取装置最下沿高于半地下坑式蒸养窑的最上沿，然后X向变频驱动走行电机和Y向变频驱动走行电机同时动作，PLC通过旋转编码器读取X向和Y向的实时位置信息，当X向走行装置接近目标坐标时，开始减速，以低速运行，当X向旋转编码器读取的位置信息与目标X坐标点一致，且感应到相应的X向定位光电时，X向走行装置停止运行；当Y向走行装置接近目标坐标时，开始减速，以低速运行，当Y向旋转编码器读取的位置信息与目标Y坐标点一致，且感应到相应的Y向定位光电时，X向走行装置停止运行；当X向和Y向都打到目标坐标点后，Z向变频驱动提升电机执行降下动作，PLC通过Z向拉绳编码器读取模台抓取装置的实时位置信息，当接近目标Z坐标时，Z向变频驱动提升电机开始减速，以低速运行，当Z向拉绳编码器读取的位置信息与目标Z坐标点一致时，Z向变频驱动提升电机停止运行，移动动作完成；码模机移动到目标位置后，通过液压控制器控制模台抓取装置抓取或者放下模台；

第五步，循环执行：当码模装置完成第四步后，自动返回第二步，继续执行全自动码模。

2.根据权利要求1所述的半地下坑式预制轨枕全自动码模系统的控制方法，其特征在于：所述的X向走行装置，包括X向变频器驱动走行电机、X向旋转编码器和X向定位光电开关，X向旋转编码器安装在X向变频器驱动走行电机的中心轴上，用于记录X向走行装置的实时位置，X向定位光电开关安装在X向变频器驱动走行电机侧边，配合X向旋转编码器标记出每一个半地下坑式蒸养窑精准的X坐标。

3.根据权利要求2所述的半地下坑式预制轨枕全自动码模系统的控制方法，其特征在于：所述的Y向走行装置，包括Y向变频驱动走行电机、Y向旋转编码器和Y向定位光电开关，Y向旋转编码器安装在Y向变频驱动走行电机的中心轴上，用于记录Y向走行装置的实时位置，Y向定位光电开关安装在Y向变频器驱动走行电机侧边，配合Y向旋转编码器标记出每一个半地下坑式蒸养窑精准的Y坐标。