【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 盤(pán)，接受同步信號(hào)。 告警裝置 滿(mǎn)格口告警及計(jì)數(shù)顯示各格口處設(shè)有滿(mǎn)格口告警裝置與控制系統(tǒng)相接，控制系統(tǒng)根據(jù)郵件的重量，體積和件數(shù)來(lái)進(jìn)行滿(mǎn)格口檢測(cè)。滿(mǎn)格口時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)鎖定格口并發(fā)出聲光告警。格口內(nèi)的郵件數(shù)量由監(jiān)控系統(tǒng)隨時(shí)更新顯示，滿(mǎn)格口告警和當(dāng)前計(jì)數(shù)值，可通過(guò)監(jiān)控畫(huà)面的復(fù)位按鈕解除和清零。 氣壓告警當(dāng)無(wú)氣壓時(shí)發(fā)出告警信號(hào)。 道岔告警在道岔的吸合口裝一個(gè)檢測(cè)開(kāi)關(guān),當(dāng)?shù)啦響?yīng)該吸合而未吸合時(shí)，發(fā)出告警信號(hào)。 供包機(jī)告警在每一臺(tái)電機(jī)上裝一個(gè)同步盤(pán)，在相應(yīng)的同步盤(pán)上裝一個(gè)檢測(cè)開(kāi)關(guān)，當(dāng)電機(jī)應(yīng)該轉(zhuǎn)動(dòng)而無(wú)同步信號(hào)時(shí)，發(fā)出告警信號(hào)。 整機(jī)告警當(dāng)整機(jī)應(yīng)該運(yùn)轉(zhuǎn)而無(wú)同步信號(hào)時(shí)，發(fā)出告警信號(hào)。，3 推塊式分揀機(jī)固定分揀道岔數(shù)學(xué)模型建立為了能準(zhǔn)確穩(wěn)定地完成動(dòng)作 ,將采用氣動(dòng)執(zhí)機(jī)構(gòu)作為動(dòng)力源。固定分揀道岔的作用如前所述 ,就是控制進(jìn)入道岔的推塊按設(shè)計(jì)給定的曲線(xiàn)軌跡移動(dòng)。其中 ,由于推塊是套在鏈板上的 ,推塊始終有一個(gè)與鏈板同步的水平直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)速度 ,所以構(gòu)造的道岔曲線(xiàn)應(yīng)保證在該方向上的動(dòng)力參數(shù)為:； 首先 ,為了在高速狀態(tài)下推塊能平穩(wěn)地推動(dòng)物件到相應(yīng)的分揀道口 ,我們當(dāng)然希望推塊進(jìn)入固定分揀道岔后盡可能勻速 ,以減少?zèng)_擊 ,從而減小噪音 ,提高整機(jī)壽命。但在推塊剛進(jìn)入以及離開(kāi)固定分揀道岔時(shí) ,由于存在運(yùn)動(dòng)方向的改變 ,必然會(huì)產(chǎn)生加速度 ,造成沖擊。而中間部分則可將其設(shè)計(jì)為直線(xiàn)段 ,保證推塊勻速運(yùn)動(dòng)。因此 ,我們可將固定分揀道岔曲線(xiàn)分為起始段、中間段和下線(xiàn)口段三段來(lái)進(jìn)行動(dòng)力分析。如圖31。其中,為了有效分揀 ,中間段 CD 為直線(xiàn)段 ,其斜度為分揀道口下線(xiàn)口角度α= 30176。 。圖31　固定分揀道岔曲線(xiàn)簡(jiǎn)圖∵∴ 起始段的動(dòng)力設(shè)計(jì)計(jì)算如圖31所示 ,起始段的A 端與水平直線(xiàn)道軌連接 ,C端與中間段連接 ,在y方向上速度由 0～1. 155m/s ,加速度由0～0 ,為了減小沖擊 ,就必須避免起始段曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)方向的突變 ,即運(yùn)動(dòng)速度與加速度應(yīng)連續(xù)變化 ,不應(yīng)出現(xiàn)躍變 ,如圖32。圖32　起始段速度、加速度曲線(xiàn)示意圖圖32初步分析看 ,固定分揀道岔起始段軌跡曲線(xiàn)至少應(yīng)該是四次曲線(xiàn)。通過(guò)粗略的運(yùn)動(dòng)分析 ,并進(jìn)行方案的對(duì)比、優(yōu)化 ,對(duì)圖32所示的固定分揀道岔起始段的加速度曲線(xiàn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷?,將其構(gòu)造為AB、 BC對(duì)稱(chēng)的兩段來(lái)分析 ,如圖33 ,這樣既可滿(mǎn)足分揀要求 ,又可使道岔曲線(xiàn)的加工變得更加簡(jiǎn)單可行。圖33　起始段加速度曲線(xiàn)示意圖由于氣動(dòng)道岔執(zhí)行機(jī)構(gòu)安裝在起始段處 ,為了有效準(zhǔn)確地完成路向變更 ,并且前后推塊的導(dǎo)向輪與換向塊不能發(fā)生干涉 ,所以推塊走過(guò)起始段所需的時(shí)間 的選擇就非常關(guān)鍵。因?yàn)橄噜弮赏茐K導(dǎo)向輪的間距為 190. 5mm ,導(dǎo)向輪直徑為 40mm ,所以首先應(yīng)該使起始段在 x 方向上的投影距離小于 ,并且為了減小該段中的最大加速度 ,起始段在 x 方向上的投影距離越接近越好 ,但又考慮到氣動(dòng)道岔執(zhí)行機(jī)構(gòu)響應(yīng)所需的時(shí)間 ,經(jīng)過(guò)數(shù)個(gè)方案的最優(yōu)化比較 ,最終選定 = 0. 06 s ,起始段在 x 方向上的投影距離為= 2 0. 06 = 0. 12 m = 120 mm。由此可得起始段的加速度曲線(xiàn) ,如圖34。圖34　起始段加速度曲線(xiàn)圖其中 , AB段的動(dòng)力設(shè)計(jì)從圖34分析可知 , （1） ∵ （2） （3）又 ∵t = 0時(shí) , ，，將其及式(1)代入式(2) 、 (3)則有： （4） （5）另外： ∵ （6）將式(6)代入式(5) ,則有：， （7）由式(4) 、 (5) 、 (6)就可求得 B 點(diǎn)處的運(yùn)動(dòng)參數(shù),當(dāng) t = 0. 03s 時(shí)： （8） BC段的動(dòng)力設(shè)計(jì)從圖34分析可知 , （9）將式(9) 、(6)及初始條件(8)式代入式(2) 、(3) ,可得 （10） （11） x ∈[0. 06 ,0. 12 ] （12） 由式(10) 、 (11) 、 (12)就可求得 C 點(diǎn)處的運(yùn)動(dòng)參數(shù) ,即當(dāng) t = 0. 06 s 時(shí) , （13）由此可得到起始段 ABC的道岔曲線(xiàn)軌跡圖 ,如圖 35所示。 下線(xiàn)口段的動(dòng)力設(shè)計(jì)計(jì)算與起始段ABC的動(dòng)力分析原理相似 ,將下線(xiàn)口段曲線(xiàn)分為 DE、 EF對(duì)稱(chēng)的兩段來(lái)分析 ,另外 ,通過(guò)對(duì)下線(xiàn)口處道岔與直線(xiàn)軌道交接處的結(jié)構(gòu)分析 ,以及盡可能減小沖擊的原則 ,最終選定下線(xiàn)口段的時(shí)建立第二坐標(biāo)系 UDV。圖 34 為下線(xiàn)口段加速度曲線(xiàn)。其中 圖35　下線(xiàn)口 加速度圖 DE段的動(dòng)力設(shè)計(jì)與 ABC段的動(dòng)力分析類(lèi)似 ,從圖 35 分析 ,通過(guò)計(jì)算可得 圖36　固定分揀道岔曲線(xiàn)圖 ∵ ∴ 　 EF段的動(dòng)力設(shè)計(jì)與 ABC段的動(dòng)力分析類(lèi)似 ,從圖 35 分析 ,通過(guò)計(jì)算則有 , ∵ ∴ 下線(xiàn)口段 DEF的道岔曲線(xiàn)軌跡圖 ,如圖36所示。 中間段的動(dòng)力設(shè)計(jì)計(jì)算我們?cè)谇懊嬉呀?jīng)提到 ,為了有效分揀 ,中間段CD為直線(xiàn) ,斜率為tg30176。 ,如圖36 ,其直線(xiàn)軌跡方程為： 其中 , x 下限的求法如下 ：,∵ 1. 1 tg30176。 = 0. 6351 m點(diǎn) W 的縱坐標(biāo)為0. 85 0. 6351 = 0. 2149 m , CW 段在 x 軸上的投影長(zhǎng)度為：∴點(diǎn) W 的坐標(biāo)為 W(0. 4322 ,0. 2149) . D 點(diǎn)與 F點(diǎn) y向坐標(biāo)之差為 0. 1732 0 = 0. 1732 = 0. 3 tg30176。 ,故點(diǎn) E的x 向投影與 E′ 點(diǎn)重合 ,故 E點(diǎn)x 向坐標(biāo)值為1. 1 + 0. 4322 = 1. 5322 m ,故 D 點(diǎn) x 向坐標(biāo)值為 0. 3 = 1. 2322 m ,D 點(diǎn) y 向坐標(biāo)值為 0. 85 0. 3 tg30176。 = 0. 6768 m ,故 D 點(diǎn)坐標(biāo)為D(1. 2322 ,) .由以上分析,我們得到了固定分揀道岔的曲線(xiàn)方程及所在位置 ,圖36為其軌跡曲線(xiàn)圖。4 道岔執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 電磁式 圖41 電磁式道岔執(zhí)行機(jī)構(gòu)示意圖（導(dǎo)向輪 電磁鐵 固定道岔 直線(xiàn)導(dǎo)軌 ）如上圖所示,電磁式方案是利用電磁鐵通電時(shí)，產(chǎn)生的電磁力將推塊吸引到固定分揀道口。詳述如下：在固定分揀道岔的起始段以及其前面30mm到40mm的內(nèi)側(cè)為電磁鐵帶，其上附有數(shù)個(gè)電磁鐵，電磁鐵帶在x方向上的投影長(zhǎng)度略大于推塊的長(zhǎng)度，以保證在執(zhí)行路由變更時(shí)能準(zhǔn)確而又快速的將推塊吸引到固定分揀道岔中。推塊的導(dǎo)向輪是用鐵磁材料做成的，在電磁鐵得電時(shí)它將受電磁力作用，從而產(chǎn)生分揀的原動(dòng)力。電磁鐵的布置十分講究，起始于固定分揀道口前面30mm到40mm處，終于固定道岔內(nèi)。電磁鐵的分布按照在y方向上的電磁吸引力均勻分布的原則，這樣才使得推塊在進(jìn)入固定分揀道口時(shí)y方向上受力平衡，不會(huì)產(chǎn)生較大的加速度，從而保證整機(jī)性能。動(dòng)作過(guò)程如下：當(dāng)待揀貨物到達(dá)固定分揀道岔起始段處時(shí)，電磁鐵得電，對(duì)鐵磁材料的導(dǎo)向輪產(chǎn)生電磁吸引力，導(dǎo)向輪帶動(dòng)推塊將在y方向上產(chǎn)生加速度。當(dāng)導(dǎo)向輪在x方向上到達(dá)固定分揀道岔時(shí)，電磁鐵的吸引力將導(dǎo)向輪帶動(dòng)到固定分揀道岔的起始段內(nèi)。當(dāng)導(dǎo)向輪完全進(jìn)入到固定分揀道岔中后，電磁鐵失電，對(duì)導(dǎo)向輪在y方向的電磁吸引力消失，在x方向上保持原有的以2m/s的勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，由于固定道岔的曲線(xiàn)作用，將使導(dǎo)向輪在y方向上產(chǎn)生一個(gè)分速度，帶動(dòng)導(dǎo)向輪運(yùn)動(dòng)，從而推動(dòng)推塊運(yùn)動(dòng)至固定分揀道口，完成分揀目的。本方案的優(yōu)點(diǎn)：采用電磁鐵作為原動(dòng)力的產(chǎn)生源，控制簡(jiǎn)單方便。電磁鐵帶形狀大小可靈活運(yùn)用，他的布置范圍在固定分揀道岔的內(nèi)側(cè)，有效的利用了空間，至使整機(jī)空間布局美觀。只要將電磁鐵的線(xiàn)圈匝數(shù)繞的足夠多，電流加的足夠大，則電磁力就完全能滿(mǎn)足要求，執(zhí)行機(jī)構(gòu)響應(yīng)速度快，快速性好。方案缺點(diǎn)：1）本方案存在的一個(gè)致命的缺點(diǎn)，那就是，由于電磁鐵和鐵磁材料的推塊在空間位置上相差一個(gè)導(dǎo)板寬度。在對(duì)電磁鐵通電時(shí)，雖然可使電磁力是夠大，但作用在鐵磁材料的推塊上的吸引力將大打折扣，致使推塊反應(yīng)遲鈍，甚至?xí)狗謷鲥e(cuò)，而達(dá)不到份分揀的目的，要補(bǔ)償這一缺點(diǎn)，唯一的辦法就是加大電流的同時(shí)，增加線(xiàn)圈匝數(shù)，但任何電磁鐵都有一個(gè)磁飽和的現(xiàn)象，且電流過(guò)大，發(fā)熱也將過(guò)大，物體熱變形現(xiàn)象明顯，能耗也高，這不是我們追求的。 2）同樣，由于采用了電磁鐵作用，在推塊導(dǎo)輪完成路由變更的整個(gè)過(guò)程中，都有電磁力的作用，且隨著導(dǎo)輪的運(yùn)動(dòng)，電磁吸引力不斷增加，致使在導(dǎo)輪實(shí)使路由變更時(shí)，將不可避免的在Y方向上產(chǎn)生一個(gè)大小不斷增加的加速度，這一加速度在與固定分揀道岔曲線(xiàn)而引起的加速度進(jìn)行疊加，勢(shì)必產(chǎn)生沖擊，增大整機(jī)波動(dòng)和噪音對(duì)整機(jī)性能將有很大的影響。 3）由于方案要求推塊必須采用鐵磁材料，這對(duì)推塊材料的要求比較高，加上鐵磁材料比重就大，致使質(zhì)量大，慣性大，在相同的加速度下，對(duì)機(jī)構(gòu)的沖擊更大，對(duì)整機(jī)性能和壽命都由不利地影響，且鐵磁材料加工也相對(duì)普通鋁合金困難，成本較高。 氣缸側(cè)推式總體方案如下圖：說(shuō)明：本方案采用氣缸作為動(dòng)力裝置，氣缸通過(guò)氣缸桿的前后伸縮運(yùn)動(dòng)而推動(dòng)推塊的導(dǎo)向輪，使其進(jìn)入固定道岔，從而實(shí)現(xiàn)分揀的路由變更。氣缸的布置采用水平布置在每一個(gè)固定分揀道岔的入口處都布置一個(gè)這樣的氣動(dòng)裝置。當(dāng)待揀貨物所對(duì)應(yīng)的推塊導(dǎo)向輪到達(dá)固定分揀道岔口時(shí)，控制系統(tǒng)發(fā)出指令使氣缸動(dòng)作，氣缸桿伸出，換向塊到達(dá)指定位置，擋住直線(xiàn)導(dǎo)軌，迫使換向輪沿著固定分揀道岔運(yùn)動(dòng)，當(dāng)待揀貨物所對(duì)應(yīng)的全部推塊的導(dǎo)向輪都進(jìn)入固定分揀道岔后，控制系統(tǒng)發(fā)出指令，氣缸動(dòng)作，換向塊回到初始位置，準(zhǔn)備下一次分揀。當(dāng)導(dǎo)向輪到達(dá)固定分揀道岔中后，由于推塊套在水平鏈板上，將伴隨有x方向的勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，由于固定分揀道岔的曲線(xiàn)模型作用，將在Y方向上產(chǎn)生一個(gè)分速度，且Y方向的運(yùn)動(dòng)完全由固定分揀曲線(xiàn)所決定，進(jìn)行帶動(dòng)推塊按照規(guī)定的運(yùn)動(dòng)方式將工件送至固定分揀道口，完成分揀動(dòng)作。應(yīng)注意的是，換向塊的工作邊曲線(xiàn)模型非常重要，它應(yīng)該是固定分揀道岔的起始段的包絡(luò)線(xiàn)。本方案對(duì)氣缸由一定的要求，對(duì)氣缸的選擇主要是從氣缸活塞工作面大小來(lái)考慮，因?yàn)闅飧滓苿?dòng)推塊的導(dǎo)輪向Y方向運(yùn)動(dòng)，而推塊的運(yùn)動(dòng)將受工件的限制（在本議論中工件質(zhì)量在1到90kg）。則氣缸有可能將直接推動(dòng)相當(dāng)于工件與推快質(zhì)量之和的的負(fù)載向y方向運(yùn)動(dòng)。則勢(shì)必要求氣缸的作用力要大，對(duì)氣缸也應(yīng)有撓度的要求。且在當(dāng)量負(fù)載發(fā)生變化的時(shí)候，將帶來(lái)很大的沖擊，對(duì)整機(jī)性能有一定的影響。方案的優(yōu)點(diǎn)：1）本方案采用氣缸作為動(dòng)力源，由于氣動(dòng)裝置本身具有動(dòng)作迅速，反應(yīng)快，調(diào)節(jié)方便，維護(hù)方便，系統(tǒng)有故障是容易排除，等優(yōu)點(diǎn)。這些將直接反應(yīng)到本方案中。 2）氣缸的空間布置采用垂直于直線(xiàn)導(dǎo)軌的水平方式布置，空間布置較為緊湊，在每一個(gè)國(guó)定分揀道口都應(yīng)設(shè)置這樣一個(gè)氣動(dòng)裝置，使得空間布置更為美觀。3）對(duì)氣缸的控制只需采用一個(gè)三位四通的電磁換向閥就能實(shí)現(xiàn)，所以控制簡(jiǎn)單，方便。4）氣缸的直徑大小影響操作力，而且當(dāng)系統(tǒng)氣壓較大時(shí)，氣缸的作用力更大，這樣動(dòng)作也就更快速，氣動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性也就越高，但對(duì)氣缸要求較為苛刻。方案的缺點(diǎn)：1）本方案有一個(gè)較大的缺點(diǎn)，由于氣動(dòng)裝置采用水平布置，氣缸桿將要推動(dòng)的不光是推塊，而是由推塊和工件組成的質(zhì)量相當(dāng)于推塊數(shù)倍的當(dāng)量負(fù)載。這樣氣缸的負(fù)載將比預(yù)計(jì)增加許多倍，因此對(duì)氣缸的要求就更苛刻了，同時(shí)對(duì)氣缸桿也必然有撓度方面的要求。更為重要的是，在推塊當(dāng)量負(fù)載發(fā)生突變的時(shí)候，將給分揀系統(tǒng)帶來(lái)很大的沖擊，這將直接影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性能。2）同樣由于氣動(dòng)裝置采用水平布置，對(duì)系統(tǒng)的準(zhǔn)確性能也有較大的影響： 在固定道岔曲線(xiàn)的分析中，我們希望在y方向加速度盡可能的小，從而避免對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生較大的沖擊而影響整機(jī)性能。在本方案中將氣缸水平布置，當(dāng)待揀貨物所對(duì)應(yīng)的第一個(gè)推塊的換向輪進(jìn)入固定分揀道岔口時(shí)，氣缸在控制系統(tǒng)的控制下動(dòng)作，換向塊在y方向動(dòng)作，將會(huì)推動(dòng)推塊的導(dǎo)向輪，使其在y方