本實用新型屬于自動生產(chǎn)線技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種升降機與自動行車防碰撞裝置，同時也是一種涉及傳感器技術(shù)、移動位置控制、自動控制技術(shù)等多種技術(shù)集成于一體的綜合安全保護裝置。

背景技術(shù)：

在自動生產(chǎn)線中進行例如電鍍等表面處理時，通常使用H型的行車來運送工件。如圖1和圖2所示，工件1安裝在陽極梁2上，陽極梁2先掛在行車3的掛鉤4上；行車3通過掛鉤4的升降將陽極梁2提升，然后水平移動，再下降實現(xiàn)工件1的移送；移送到位后，行車3將工件1放置到升降機5上，通過行車3的繼續(xù)下降，陽極梁2脫離行車3，然后行車3水平移開，實現(xiàn)陽極梁2的上下移動，使工件1下降到合適的高度便于操作者裝卸工件。因此，工件是從陽極梁上安裝或卸載的，陽極梁是載具，升降機通過升降運動使操作者可在陽極梁上裝卸工件。行車將裝卸好工件的陽極梁起吊行走以完成工件的移送。

行車在完成移送任務后，可能會自行水平移動(此時行車的掛鉤4會在最低點)，而升降機帶陽極梁可能會進行升降運行，這個時候行車的水平移動與升降機的升降運行可能會發(fā)生物理空間的碰撞。圖2中，行車3的掛鉤4處于最低點，當升降機5上的陽極梁2處于最高點并被鎖定時，行車3可以自由水平移動，沒有任何危險。如圖3所示，行車3的掛鉤4處于最低點，升降機5在從最高點位置往下移動，只有當移動到圖3所示陽極梁2的最高點低于行車3的掛鉤4的最低點以后，行車3才能自由水平移動，這樣一段區(qū)域B容易發(fā)生碰撞，因而該區(qū)域B被稱為危險區(qū)域。

行車與升降機發(fā)生碰撞的時候可能會產(chǎn)生下列安全危害：陽極梁從升降機掉落，可能會傷害下面的操作者；會損壞升降機以及行車的掛鉤；導致產(chǎn)品和陽極梁損壞。

當前防止碰撞的方案如圖4所示：由于采用鏈輪裝置，升降機5上升的時候外側(cè)鏈條6下降，當升降機5下降的時候外側(cè)鏈條6上升；因此在升降機外側(cè)鏈條6上安裝一段長約400—500毫米的感應觸發(fā)金屬片7，并通過接近開關(guān)8檢測升降機5的高度以判斷升降機5是否進入危險區(qū)域，接近開關(guān)8的信號送往升降機控制系統(tǒng)中，通過下述邏輯就可以保護行車3與升降機5不會發(fā)生碰撞：正常裝卸操作過程中，在工件沒有裝卸完成的時候，升降機禁止進入危險區(qū)；若操作者操作升降機上升，在接近開關(guān)檢測到升降機進入危險區(qū)時，控制系統(tǒng)會立刻停止操作者的上升操作，同時控制系統(tǒng)自動使升降機下降直到脫離危險區(qū)。

上述防碰撞的方案存在以下缺陷：1、感應觸發(fā)為非接觸式觸發(fā)，常見接近開關(guān)最遠為30毫米有效，而鏈條與感應觸發(fā)金屬片要自由上下運動，所以接近開關(guān)不能接觸感應觸發(fā)金屬片，否則可能會撞壞接近開關(guān)。而鏈條與感應觸發(fā)金屬片在上下運動的時候自然會發(fā)生前后擺動，所以可能會出現(xiàn)感應觸發(fā)不到的情況，這時候有可能感應觸發(fā)安全保護會短暫失效；2、操作者操作升降機上升，進入危險區(qū)域的時候，升降機會自動下降一段距離導致操作者不能很好的裝卸產(chǎn)品，甚至措手不及導致夾具或工件掉落引起工件劃傷，影響產(chǎn)品品質(zhì)；3、行車在水平移動越過此升降機的時候，可能因為升降機突然進入該區(qū)域?qū)е滦熊嚺R時改變行走目標，突然加速或減速導致行車發(fā)生晃動；4、從邏輯上分析，當檢測到升降機進入危險區(qū)域的時候，系統(tǒng)僅僅知道升降機進入危險區(qū)域，導致自動化系統(tǒng)并不能夠妥善的處理這種危險，所以只能以強制升降機下降的方式來進行安全規(guī)避。

綜上所述，行業(yè)非常需要一種非常安全可靠的升降機與自動行車防碰撞的裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中防碰撞的方案存在的缺陷，本實用新型的目的在于提供一種安全可靠的升降機與自動行車防碰撞的裝置。

為了實現(xiàn)以上目的，本實用新型提出的一種升降機與自動行車防碰撞裝置，包括中控系統(tǒng)、操作按鈕盒、上到位開關(guān)、上安全開關(guān)、下安全開關(guān)、觸發(fā)桿；中控系統(tǒng)分別與相協(xié)作的升降機控制器及行車控制器電連接；升降機控制器分別與所述操作按鈕盒、上到位開關(guān)、上安全開關(guān)、下安全開關(guān)電連接；所述上到位開關(guān)、上安全開關(guān)和下安全開關(guān)按從上到下依序安裝在升降機的機架上，觸發(fā)桿安裝在升降機的升降車體上；所述上到位開關(guān)處于陽極梁在升降機的上升頂點時所述觸發(fā)桿所對應的觸發(fā)位置上；上安全開關(guān)處于陽極梁在升降機危險區(qū)域以下第一預設(shè)位置時所述觸發(fā)桿所對的觸發(fā)位置上；下安全開關(guān)處于陽極梁在升降機危險區(qū)域以下第二預設(shè)位置時所述觸發(fā)桿所對的觸發(fā)位置上。

進一步的，所述上到位開關(guān)、上安全開關(guān)和下安全開關(guān)均為行程開關(guān)。

進一步的，所述操作按鈕盒至少具有上升按鈕、下降按鈕、完成按鈕以及工作指示燈。

可選的，所述觸發(fā)桿為固定在升降機的升降車體上的角鐵。

可選的，所述中控系統(tǒng)為PLC中控系統(tǒng)，升降機控制器為升降機PLC控制器，行車控制器為行車PLC控制器。

可選的，所述危險區(qū)域的長度為400mm～500mm。

可選的，所述上安全開關(guān)處于陽極梁在升降機危險區(qū)域下沿時對應的位置上，下安全開關(guān)位于上安全開關(guān)以下20mm～30mm處。

本實用新型至少具備以下有益效果；

1、中控系統(tǒng)可通過檢測上到位開關(guān)、上安全開關(guān)以及下安全開關(guān)的觸發(fā)信號對升降機控制器及行車控制器進行控制，并對升降機和行車進行復合聯(lián)鎖邏輯控制，實現(xiàn)某一時間段只能由升降機和行車中的一者執(zhí)行通過危險區(qū)域的動作，避免二者發(fā)生碰撞。

2、采用的是開關(guān)與觸發(fā)桿相觸碰來產(chǎn)生觸發(fā)信號的機械觸發(fā)方式，相對于感應式開關(guān)的抗干擾能力更強，可靠性大幅度提高。

3、進一步方案中，上到位開關(guān)、上安全開關(guān)、下安全開關(guān)均為行程開關(guān)，受升降機的升降車體擺動的影響較小，可靠性高。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中自動行車與升降機協(xié)作運送工件的結(jié)構(gòu)原理示意圖。

圖2是圖1中A處放大圖。

圖3是在圖2的基礎(chǔ)上進一步展示出危險區(qū)域后的示意圖。

圖4是現(xiàn)有技術(shù)中防碰撞方案的結(jié)構(gòu)原理圖。

圖1至圖4中：1－工件，2－陽極梁，3－行車，4－掛鉤，5－升降機，B－危險區(qū)域，6－外側(cè)鏈條，7－感應觸發(fā)金屬片。8－接近開關(guān)。

圖5是實施例提出的一種升降機與自動行車防碰撞裝置的部分結(jié)構(gòu)原理示意圖。

圖6是實施例提出的一種升降機與自動行車防碰撞裝置的連接結(jié)構(gòu)框圖。

圖5中：2－陽極梁，4－掛鉤，5－升降機，B－危險區(qū)域，30－上到位開關(guān)，40－上安全開關(guān)，50－下安全開關(guān)，60－操作按鈕盒。

具體實施方式

為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，下面將結(jié)合附圖以及實施例對本實用新型進行進一步描述。

請參閱圖5和圖6，實施例提出的一種升降機與自動行車防碰撞裝置，包括PLC中控系統(tǒng)10、操作按鈕盒20、上到位開關(guān)30、上安全開關(guān)40、下安全開關(guān)50、觸發(fā)桿60；中控系統(tǒng)10分別與相協(xié)作的升降機控制器70及行車控制器80電連接；升降機控制器70分別與所述操作按鈕盒20、上到位開關(guān)30、上安全開關(guān)40、下安全開關(guān)50電連接；所述上到位開關(guān)30、上安全開關(guān)40和下安全開關(guān)50按從上到下依序安裝在升降機的機架上，觸發(fā)桿60安裝在升降機的升降車體上；所述上到位開關(guān)30處于陽極梁2在升降機5的上升頂點時所述觸發(fā)桿60所對應的觸發(fā)位置上；上安全開關(guān)40處于陽極梁2在升降機5危險區(qū)域以下第一預設(shè)位置時所述觸發(fā)桿60所對的觸發(fā)位置上；下安全開關(guān)50處于陽極梁2在升降機5危險區(qū)域以下第二預設(shè)位置時所述觸發(fā)桿60所對的觸發(fā)位置上。

本實施例中，中控系統(tǒng)10具體為PLC中控系統(tǒng)，還可采用單片機、工業(yè)控機等可以編程進行控制的設(shè)備；相應的，升降機控制器70具體為升降機PLC控制器，行車控制器80具體為行車PLC控制器。其中，升降機控制器70指升降機自身配置的控制器，行車控制器80指行自身配置的控制器。操作按鈕盒60具有人機界面及接口，至少設(shè)置有上升按鈕、下降按鈕、完成按鈕以及工作指示燈，其中，上升按鈕、下降按鈕、完成按鈕分別用于控制升降機的升降車體做出上升、下降、完成動作。上到位開關(guān)30、上安全開關(guān)40和下安全開關(guān)50均為行程開關(guān)，包括一般的行程開關(guān)以及微動開關(guān)、限位開關(guān)等，其觸發(fā)機構(gòu)的形式可以是觸須形、擺桿型、盤簧型、鋼絲型等多種形式。

本實施例中，所述觸發(fā)桿60的結(jié)構(gòu)相對簡單，例如可以是一塊固定在升降機的升降車體上的角鐵，其跟隨升降車體的升降而升降。當然，觸發(fā)桿60的結(jié)構(gòu)不限，只要升降到相應位置可相應對上到位開關(guān)30、上安全開關(guān)40和下安全開關(guān)50進行觸發(fā)即可。

上到位開關(guān)30用于檢測升降機上升到頂，若接收到其觸發(fā)信號，則陽極梁已經(jīng)完全到達升降機的頂點，表示行車可以安全自由的通過。上安全開關(guān)40用于檢測升降機是否進入危險區(qū)域，若其信號被最后觸發(fā)并斷開，并且沒有接收到上到位開關(guān)30的觸發(fā)信號，可以判斷升降機進入了危險區(qū)域。下安全開關(guān)50用于檢測是否進入安全區(qū)域，若其信號被最后觸發(fā)并斷開，可以判斷升降機脫離危險區(qū)域進入安全區(qū)，行車可以安全自由的通過。

本實施例中的危險區(qū)域可由人工設(shè)定，同時上到位開關(guān)30、上安全開關(guān)40、下安全開關(guān)50以及觸發(fā)桿60的位置亦可由人工設(shè)定。但需滿足以下條件：陽極梁在升降機的上升頂點時，觸發(fā)桿60能與上到位開關(guān)30接觸，并產(chǎn)生觸發(fā)信號；陽極梁處于升降機危險區(qū)域以下一定距離時(第一預設(shè)位置)，觸發(fā)桿60能與上安全開關(guān)40接觸，并產(chǎn)生觸發(fā)信號；陽極梁處于上安全開關(guān)40以下一定距離時(第二預設(shè)位置)，觸發(fā)桿60能與下安全開關(guān)50接觸，并產(chǎn)生觸發(fā)信號。

作為參考，但不限于以下數(shù)值，需根據(jù)具體情況而定：危險區(qū)域的長度約為400mm～500mm，上安全開關(guān)40處于陽極梁2在升降機危險區(qū)域下沿時對應的位置上，下安全開關(guān)50位于上安全開關(guān)40以下20mm～30mm處。

自動生產(chǎn)線中使用本實施例后的工作原理參考如下：

1.行車通過行走----上升----行走----下降過程，把工件吊放到升降機上。

2.中控系統(tǒng)調(diào)度行車移離此區(qū)域。

3.行車離開此區(qū)域后中控系統(tǒng)發(fā)信號給升降機控制器，允許開始生產(chǎn)。

4.升降機控制器收到開始生產(chǎn)信號后，給中控系統(tǒng)發(fā)出請求通過危險區(qū)域的申請。

5.中控系統(tǒng)處理升降機控制器的申請，行車被鎖定不能通過該區(qū)域，并控制升降機自動下降。

6.升降機控制器控制升降機自動下降先后觸碰上安全開關(guān)、下安全開關(guān)，最后離開下安全開關(guān)，升降機脫離危險區(qū)，自動下降完成，并解除申請信號。

7.升降機脫離危險區(qū)后，行車與升降機可以各自獨立運行，不會發(fā)生碰撞。

8.這時候操作按鈕盒上的工作指示燈以1.6秒的頻率開始閃爍，允許操作升降機上升與下降。

9.這個階段，在操作升降機上升的過程中，觸發(fā)桿觸碰到下安全開關(guān)的時候，升降機控制器控制升降機禁止再上升，因為進入不了危險區(qū)域，因此升降機與行車的運行都是安全的。

10.當操作者裝卸工件完畢，按下操作按鈕盒上的完成按鈕，升降機控制器收到按鈕信號，鎖定升降操作按鈕，工作指示燈常亮，升降機開始自動上升。

11.當升降機觸碰到下安全開關(guān)的時候，升降機會暫停。

12.暫停的時候，升降機控制器會再次向中控系統(tǒng)發(fā)出請求通過危險區(qū)域的申請。

13.中控系統(tǒng)處理升降機控制器的申請，行車被鎖定不能通過該區(qū)域，并允許升降機上升。

14.升降機控制器控制升降機自動上升先后觸碰下安全開關(guān)、上安全開關(guān)，最后觸碰到上到位開關(guān)，升降機脫離危險區(qū)，自動上升完成，本次升降機操作也完成，并解除申請信號。

15.行車在執(zhí)行任務的時候，若需要通過該升降機(會經(jīng)過危險區(qū))，行車也會向中控系統(tǒng)發(fā)送申請，中控系統(tǒng)通過檢測，封閉了升降機控制器的請求，解開行車允許通過該區(qū)域的限制。

16.行車越過升降機區(qū)域后，中控系統(tǒng)再次封閉行車通過該區(qū)域的限制，這個時候，若有升降機控制器的通過申請就可以得到允許。

17.當行車與升降機控制器同時進行通過請求的時候，通常情況下先申請的優(yōu)先，假如在同一個掃描周期被檢測到，依據(jù)程序運算的先后順序，是行車優(yōu)先通過。

從上述16個步驟可以看出，升降機準備進入危險區(qū)域的過程不是由人工操作實施的，而是由中控系統(tǒng)進行自動控制的，且通過復合聯(lián)鎖邏輯，使其與行車根本不會發(fā)生碰撞。從而徹底的保證了升降機與自動行車的安全運行。

以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應以所附權(quán)利要求為準。