电子产品提升机S形速度曲线
电子产品装配线提升机用于生产线上、下层之间物料的输送，是电子产品生产线中不可或缺的重要组成部分。目前生产线提升机大部分采用交流继电-接触器电控系统，属于多档有极调速控制，其运行速度曲线在加减速段存在速度突变，运行不平稳，对提升机的机械结构会产生较大冲击[1]。因此，文章提出S速度曲线在电子产品组装线提升机中的应用，解决提升小车加速度对时间变化率连续的问题，使得提升小车的速度平滑过渡，避免速度突变对提升机结构的冲击，延长提升机的使用寿命，提高提升机的工作效率。
1电子产品装配线提升机功能描述及速度曲线的选择
电子产品装配线提升机用于将下层生产线(进口生产线)上的产品运送到上层生产线(出口生产线)，主要包括提升小车、配重机构以及曳引链条。其结构示意如图1所示。提升机采用曳引驱动方式，曳引链条悬挂在曳引链轮上，一端与提升小车连接，另一端与配重连接，曳引链轮利用其与链条之间的啮合力，带动提升机链条继而驱动提升小车沿着导轨上下运动，上行限位开关(SQ7)、上行极限开关(SQ8)用来限制提升小车最大上升高度，防止撞顶;下行限位开关(SQ4)、下行极限开关(SQ3)用来限制下降的最低高度，防止蹲底。根据加减速特性的不同，提升机的运行速度曲线通常可分为3阶段速度图、5阶段速度图以及6阶段速度图[2]。而由电子产品装配线提升机的工作原理和负载特点可知，运行3阶段速度是电子产品装配线提升机比较适合的运行方式，3个阶段包括启动加速阶段、匀速段、减速段。提升机的运行速度曲线由控制部分给定，要实现提升机的启动、加速、匀速、减速、停止的平滑过渡，需要按照理想S形3阶段速度曲线运行，因此必须建立理想S形速度曲线的数学模型。
2S形速度曲线的数学模型
电子产品装配线提升机采用多段调速时存在速度突变，容易产生较大的冲击负荷，影响设备的安全运行。依据电子产品装配线工作特性，研究表明，采用对称三阶段理想S形速度运行曲线能有效解决这些问题。对称三阶段理想S形速度曲线如图2所示。图2中v、a、ρ分别代表着速度、加速度和加加速度;an是加速阶段最大正向加速度值，ρn是加速阶段最大正向加加速度值。下面分段研究图2中不同阶段的数学模型。1)加速阶段数学模型第一阶段oabc(0
3S形速度曲线的实现
提升机由异步电动机驱动，异步电动机多种速度与转矩控制方法可实现速度S形速度曲线的变化[3-6]。为了减小速度突变对机械部分的冲击，本系统采用PLC实现S形速度曲线变化，控制系统硬件由三菱FX3U系列PLC控制器、FX2N-4DA数模转换模块、三菱GOT1000触摸屏、三菱FR740变频器以及NPN型1024P/R编码器等组成，系统控制原理如图3所示。将上述建立的3段对称理想速度曲线进行离散化，离散化后的值存放至PLC的EPROM中，通过查表方法读取，再通过D/A模块对变频器频率进行改变，从而控制提升电动机，其变化趋势与理想S形速度曲线模型一致。编码器与电动机输出端相连，然后利用给定速度值与编码器的反馈值进行实时比较，提升机运行实时速度曲线由触摸屏监控显示，变频器频率变化曲线如图4所示。
4结束语
本文通过分析曳引链条驱动方式的电子产品装配线提升机工作特点，确定了一种运行速度平滑和生产效率较高的三阶段对称理想S形速度曲线数学模型。采用PLC对理想S形速度曲线进行离散，并通过数模转换将离散值转变成变频器的频率S形变化，从而提高提升机的运行效率和平稳性。实验表明，该系统运行正常，系统设计具有通用性，对电子产品装配线提升机交流调速系统设计和改造具有实际参考价值。
《电子产品提升机S形速度曲线》来源：《信息化研究》，作者：朱方园
