[00148528]一种工位旋转精确定位控制装置

1.课题来源与背景 现有技术中在实现工位旋转精确定位时通常采用以下两种方法：一是采取步进电机或伺服电机驱动,但在负荷较大的场合,必须选用大功率步进电机或伺服电机及驱动器,造价十分昂贵;二是采取普通电机驱动角度分割器,但角度分割器由静止到运动以及再由运动到静止时,由于其惯性力大,从而在驱动电机转速偏高时很容易造成工位旋转的前冲或滞后,为提高工位旋转定位精度往往采用降低驱动电机转速的办法,即在速度可调节的使用场所,往往限定驱动电机的速度上限,但这种做法又降低了产能。 2.技术原理及性能指标 本发明采用了以下技术方案： 一种工位旋转精确定位控制装置,包括设置在箱体上的输入轴,所述输入轴的一端连接有驱动电机,所述输入轴上套设固定有凸轮状的角度分割器,还包括如下组成部分： 定位挡块,其套设固定在输入轴上,所述定位挡块上设有缺口部,所述缺口部在垂直于输入轴轴线方向上的投影落在所述凸轮状角度分割器的停止角在垂直于输入轴轴线方向上的投影内部; 光电开关,所述光电开关的光信号发射端与光信号接收端分设在定位挡块的缺口部的两侧;所述光电开关的输出端与控制器的输入端相连,所述控制器的输出端与变频器的输入端相连,所述变频器与驱动电机的控制端相连; 所述光电开关与定位挡块相配合以使得驱动电机在以下两种状态切换：当光信号发射端发出的光信号穿过所述缺口部而被光信号接收端接收时,驱动电机处于低速运转状态;当光信号发射端发出的光信号被定位挡块的本体阻挡而不能被光信号接收端接收时,驱动电机处于高速运转状态。 所述凸轮状角度分割器的停止角是指输出轴静止时输入轴所旋转的角度;驱动角则是指输入轴驱使输出轴分度所需旋转的角度。凸轮状角度分割器的停止角和驱动角的和为360°。 进一步,所述输入轴的远离驱动电机的一端伸出在角度分割器箱体的外侧,所述定位挡块套设固定在输入轴的远离驱动电机的一侧的端部。 3.技术的创造性与先进性 本发明的创造性与先进性在于： 1)本发明在输入轴上设置有带缺口的定位挡块,同时定位挡块缺口的两侧分别设置光电开关的光信号发射端和光信号接收端,并使光电开关的输出端与控制器的输入端相连。当驱动电机驱动输入轴转动时,输入轴同时带动带有缺口的定位挡块转动,当定位挡块的缺口部转动到光信号发射端和光信号接收端之间时,所述光信号接收端接收到光信号发射端发射来的光信号,此时光电开关的输出端向控制器发出信号,控制器接收到此信号后通过变频器控制驱动电机低速旋转;当定位挡块转动至其本体横挡在光信号发射端和光信号接收端之间时,所述光信号发射端所发出的光信号发射被定位挡块阻挡而不能被光信号接收端接收,此时光电开关的输出端向控制器发出另一种信号,控制器接收到此信号后通过变频器控制驱动电机高速旋转。 由于缺口部在垂直于输入轴轴线方向上的投影落在所述凸轮状角度分割器的停止角在垂直于输入轴轴线方向上的投影内部,也即定位挡块的缺口部与凸轮状角度分割器的停止角的位置相对应,因此当凸轮状角度分割器在驱动电机的作用下由高速运转状态转变成低速运转状态时,凸轮状角度分割器也恰好由驱动角转动运行至其停止角处;当凸轮状角度分割器在驱动电机的作用下由低速运转状态转变成高速运转状态时,输入轴带动凸轮状角度分割器也恰好由停止角运行至其驱动角处。 2)、由于输入轴在一个转动周期（360°旋转）内的大多数时间里,是在驱动电机的作用下高速运转的,且高速运转时的旋转速度可任意调节又不必受上限速度限制,因此本发明可以大大提高生产效率,从而增大了产能。 3)、本发明针对不同的生产要求,可以随意设定,可操作空间大,降低成本,节约资源;同时本发明结构简单、操作方便,实用性能高,适于各种生产环境。 本发明解决了现有技术中采用普通电机驱动角度分割器时由于惯性作用产生的前冲或者滞后问题,本发明不仅提高了工件旋转定位的精准度,还具有结构简单、使用方便和成本较低的优点。本发明的设计理念先进,思维独特,在行业中具有领先地位,由此可见该发明专利具有显著的创造性和先进性。 4. 技术成熟程度,适用范围和安全性 该工位旋转精确定位控制装置技术先进,工艺成熟,现已应用在公司薄膜生产线的膜卷自动化包装上,代替人工进行膜卷包装。特别适合于对大膜卷的包装,80kg以上的膜卷包装,这也是现今薄膜生产线生产的主要趋势。该自动化包装设备结构简单、使用方便、安全可靠。 5.应用情况及存在的问题 该控制装置,在生产线上代替人工进行大膜卷的包装,完成了人工无法完成的工作,且大大提高了操作的安全性和准确性,避免了人工包装易导致的膜卷摔伤,同时也提升了薄膜的下道镀膜工序的合格率。该控制装置在薄膜生产线上没有发生任何不良问题。