一种车体转挂故障检测系统及其故障检测方法与流程

1.本发明涉及输送工艺技术领域，尤其涉及一种车体转挂故障检测系统及其故障检测方法。


背景技术：

2.摆杆链输送系统是目前国内外较为先进的输送工艺之一，摆杆链输送系统的关键在于入口的转挂，而在转挂车体的过程中，极易发生转挂异常的现象，为了保证输送系统的正常运行，一般会对车体转挂过程进行故障检测。
3.但是，本发明人在实施本发明的过程中发现，现有技术中一般是通过采用单一传感器来对车体转挂过程进行故障检测，一旦其中一个传感器发生损坏，则需要立即对其进行维修和拆卸，且拆卸、更换和重新安装传感器的过程也比较麻烦，会造成大量人力、物力和时间的浪费，耽误工作进度。


技术实现要素：

4.本发明提供一种车体转挂故障检测系统及其故障检测方法，通过设置冗余传感器，来对入口滚床和摆杆在车体转挂过程中的相对位置进行故障监控，以实现对转挂过程的双重故障检测，从而减少设备故障，提高工作效率。
5.本发明的第一实施例中提供的车体转挂故障检测系统，包括：
6.入口滚床，其用于将车体转挂到摆杆上；
7.冗余传感器模组，其设于所述入口滚床上，用于在所述车体转挂过程中，冗余获取所述入口滚床的不同位置的检测信号；其中，所述冗余传感器模组包括多组冗余传感器，每一组所述冗余传感器包括多个传感器；
8.控制器，其与所述冗余传感器模组连接，其被配置为：
9.在控制所述车体开始转挂时，实时获取所述冗余传感器模组的检测信号；
10.当检测到任一组所述冗余传感器中的所有传感器的检测信号均不正常时，则确认所述车体转挂故障。
11.本发明的第二实施例中提供的车体转挂故障检测系统中，其中，所述入口滚床包括滚床框架、推车机和停止器。
12.本发明的第三实施例中提供的车体转挂故障检测系统中，其中，所述入口滚床的前端设有摆杆轨道，所述摆杆轨道内设有前摆杆和后摆杆，所述前摆杆和所述后摆杆之间设有滑撬，所述前摆杆和所述后摆杆由所述摆动链带动运行。
13.本发明的第四实施例中提供的车体转挂故障检测系统中，其中，所述车体转挂故障检测系统还包括集线器和cc
‑
link模块。
14.本发明的第五实施例中提供的车体转挂故障检测系统中，其中，所述控制器还被配置为：
15.当检测到每一组所述冗余传感器中的其中一个传感器的检测信号正常时，则确认
所述车体转挂正常。
16.本发明的第六实施例中提供的车体转挂故障检测系统中，其中，所述控制器还被配置为：
17.当检测到任一组所述冗余传感器中的其中一个传感器的检测信号不正常时，检测所述冗余传感器中的另一个传感器的检测信号在预设时间内是否正常；
18.若正常，则确认所述车体转挂正常；
19.若不正常，则确认所述车体转挂故障。
20.本发明的第七实施例中提供的车体转挂故障检测系统的故障检测方法，包括以下步骤：
21.在控制所述车体开始转挂时，实时获取设于入口滚床上的冗余传感器模组的检测信号；
22.当检测到任一组所述冗余传感器中的所有传感器的检测信号均不正常时，则确认所述车体转挂故障。
23.本发明的第八实施例中提供的车体转挂故障检测系统的故障检测方法，其中，所述车体转挂故障检测系统的故障检测方法还包括：
24.当检测到每一组所述冗余传感器中的其中一个传感器的检测信号正常时，则确认所述车体转挂正常。
25.本发明的第九实施例中提供的车体转挂故障检测系统的故障检测方法，其中，所述车体转挂故障检测系统的故障检测方法还包括：
26.当检测到任一组所述冗余传感器中的其中一个传感器的检测信号不正常时，检测所述冗余传感器中的另一个传感器的检测信号在预设时间内是否正常；
27.若正常，则确认所述车体转挂正常；
28.若不正常，则确认所述车体转挂故障。
29.与现有技术相比，本发明实施例提供的一种车体转挂故障检测系统及其故障检测方法，解决了现有技术仅采用单一传感器来对车体转挂过程进行故障检测而耽误工作进度的问题，能够通过设置冗余传感器来提高传感器量测的整体可靠性，并对入口滚床和摆杆在车体转挂过程中的相对位置进行故障监控，以实现对转挂过程的双重故障检测，从而增加了数据稳定性和工作的可靠性，减少了设备故障，提高了工作效率。
附图说明
30.图1是本发明实施例提供的一种车体转挂故障检测系统中的控制器的工作流程图；
31.图2是本发明实施例提供的一种车体转挂故障检测系统中的冗余传感器模组的安装位置示意图；
32.图3是本发明实施例提供的一种车体转挂故障检测系统的控制结构示意图；
33.图4是本发明实施例提供的另一种车体转挂故障系统的故障检测方法的流程示意图。
34.图5是本发明实施例提供的一种车体转挂故障检测系统的故障检测方法的应用实例中的传感器安装示意图；
35.图6是本发明实施例提供的一种车体转挂故障检测系统的故障检测方法的应用实例中的plc控制器的控制界面示意图。
具体实施方式
36.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
38.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
39.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
40.参见图1，是本发明实施例提供的一种车体转挂故障检测系统中的控制器的工作流程图。
41.本发明实施例中提供的车体转挂故障检测系统包括：
42.入口滚床，其用于将车体转挂到摆杆上；
43.冗余传感器模组，其设于所述入口滚床上，用于在所述车体转挂过程中，冗余获取所述入口滚床的不同位置的检测信号；其中，所述冗余传感器模组包括多组冗余传感器，每一组所述冗余传感器包括多个传感器；
44.控制器，其与所述冗余传感器模组连接，其被配置为：
45.s11、在控制所述车体开始转挂时，实时获取所述冗余传感器模组的检测信号；
46.s12、当检测到任一组所述冗余传感器中的所有传感器的检测信号均不正常时，则确认所述车体转挂故障。
47.作为其中一种可选的实施方式，所述控制器可以为plc控制器。
48.可以理解的是，在入口滚床通过滑撬将车体转挂到双摆杆的过程中，会因为众多因素而导致转挂异常，例如：传感器损坏、集线器短路、滚床位置偏移、滚床异常、检测开关异常等。而在发生转挂或者转挂异常时，示例性的，转检测系统将会自动检测，停止设备运行，并发出报警，通知设备维护人员处理，如果摆杆将滑橇顶起，则需要至少五个人才将滑橇抬起，并对准摆杆位置，重新放到摆杆上。而人手抬车转挂又可能存在以下风险：8.5米开口部临边，抢修人员抬车，存在掉落风险；地面湿滑，容易滑倒、摔倒；现场空间狭窄，周边有
滚床等设备活动不便，容易造成绊倒、夹伤、刮伤、机械伤害；人手搬送放置，有夹伤风险，现场电缆，有触电风险等。因此，消除滑撬和车体的转挂异常非常重要。
49.与现有技术相比，本发明实施例提供的一种车体转挂故障检测系统及其故障检测方法，解决了现有技术仅采用单一传感器来对车体转挂过程进行故障检测而耽误工作进度的问题，能够通过设置冗余传感器来提高传感器量测的整体可靠性，并对入口滚床和摆杆在车体转挂过程中的相对位置进行故障监控，以实现对转挂过程的双重故障检测，从而增加了数据稳定性和工作的可靠性，减少了设备故障，提高了工作效率。
50.作为其中一种可选的实施方式，示例性的，参见图2，是本发明实施例提供的一种车体转挂故障检测系统中的冗余传感器模组的安装位置示意图，冗余传感器模组设于所述入口滚床2上，用于在所述车体转挂过程中，冗余获取所述入口滚床的不同位置的检测信号；其中，所述冗余传感器模组包括多组冗余传感器，每一组所述冗余传感器包括多个传感器。
51.进一步的，入口滚床2包括滚床框架、推车机和停止器。
52.具体的，停止器起定位作用，固定滑撬的位置，是滑撬可以准确挂到摆杆上，推车机可以快速地将滑撬推到执行位置，等待摆杆转挂，以节省时间。
53.需要说明的是，本实施例主要是针对冗余传感器的结构位置进行说明，由于滚床框架、推车机和停止器在入口滚床2上结构位置均与现有技术相同，因此，针对入口滚床2的具体结构在此不再赘述。
54.可以理解的是，在转挂开始之前，在推车机还未推出滑撬时的初始位置处，设置第一冗余传感器21，用来检测推车机的原始位置，在滑撬(带车体)开始转挂的过程中，滑橇在到达冗余传感器22对应的第一停止位置时，停止器关闭但滑撬继续移动，在推车机到达冗余传感器28对应的位置时，滑橇离开冗余传感器22并到达冗余传感器23，此时滑撬对应到达前摆杆转挂位置，并等待前摆杆运行上来将滑撬转挂，在前摆杆到达前摆杆转挂位置后，停止器打开，推车机与滚床继续运行，滑橇在到达冗余传感器24对应的第二停止位置时，停止器关闭但滑撬继续移动，推车机在到达第二停止位置冗余传感器29时，滑橇离开冗余传感器25并到达冗余传感器26，此时滑撬对应到达后摆杆转挂位置，并等待后摆杆运行上来将滑撬转挂。
55.通过在第一停止位置设置第二冗余传感器22，在前摆杆转挂位置设置第三冗余传感器检测23，在第二停止位置设置第四冗余传感器24，在后摆杆转挂位置设置第五冗余传感器26，来检测对应位置处的检测信号。同时，在入口滚床2与摆杆转挂对接方向的滚床前端设置第六冗余传感器26，用来检测滑橇占位，在横梁下部的气缸内设置第七冗余传感器27，来检测滑撬横梁所处的位置，确定滑撬是否处于对应的转挂位置上，以保证滑撬精确地转挂到了摆杆上，同时，设置冗余传感器21用于检测推车机的原始位置，当前摆杆进入时，设置冗余传感器28用于检测推车机从开始动作到运行到前摆杆转挂位置时对应的位置信号，设置冗余传感器29用于检测推车机运行到后摆杆转挂位置对应的位置信号。
56.由于每一组冗余传感器的功能相同，因此第二冗余传感器22、第三冗余传感器23、第四冗余传感器24、第五冗余传感器25、第六冗余传感器26均对称分布于滚床的两侧，实现双重检测功能。但是需要说明的是，每一组所述冗余传感器中包含的传感器的数量是可以根据实际需求和试验进行设定的，在本发明中仅作举例说明，而不作限定。例如，第二冗余
传感器22的两侧可以分别安装一个传感器，也可以安装两个传感器。
57.另外，需要说明的是，图2中所示的各组冗余传感器的位置和大小并不代表实际的准确位置和大小，仅为示例说明，具体可以根据实际需求和试验进行设定，只需保证传感器的安装位置是可以检测到对应需求位置处的检测信号即可。同时，在所述入口滚床通过滑撬将车体转挂到双摆杆的过程中，只有在滑撬移动时才会触发对应位置的冗余传感器，此时冗余传感器的信号会同时导通，并在滑撬离开该位置对应的传感器的感应范围时同时断开。
58.可以理解的是，摆杆链输送系统的关键在于入口的转挂与进出槽的防浮，其中以入口的转挂更为重要。入口转挂需要入口滚床与摆杆链互相配合，入口滚床是橇体进入摆杆的第一个交接位，是将滑撬从地面设备转接到摆杆上的一个重要设备。在与摆杆交接的过程中，推车机与停止器将滑橇夹紧，摆杆的橇体支撑进入滑撬的马蹄槽，进而完成交接，由于其特殊性，因此出入口滚床如有故障警报，务必了解故障之后方可故障复位，如果贸然故障复位导致滑撬没有交接完全，则有掉橇、掉车的危险。
59.作为其中一个可选的实施方式，所述入口滚床的前端设有摆杆轨道，所述摆杆轨道内设有前摆杆和后摆杆，所述前摆杆和所述后摆杆之间设有滑撬，所述前摆杆和所述后摆杆由所述摆动链带动运行。
60.可以理解的是，摆杆系统是目前国内外较为先进的涂装输送工艺之一，适用于大批量多品种生产，是继自行葫芦输送机，悬挂式输送机之后的改进产品。其中，自行葫芦输送机是间歇式输送，适用的条件是产量不大的情况，积放式悬挂输送机虽然可实现连续生产，但是输送设备在工件上方，输送设备的润滑油正好会落在工件上，如果进行防护则需要增加许多设备，而且积放式悬挂输送机的爬坡角度不能太大，在入槽及出槽不得大于30度，浪费了许多槽子的长度，占用厂房的面积较多。而相比于自行葫芦输送机和积放式悬挂输送机，摆杆式汽车车身涂装输送机将输送链条放在了室体内的两侧，解决了输送设备润滑油正好落在工件上的问题，其入槽及出槽的角度可达到45度，槽长利用率也比较高，且成本较低，因此，近些年在国内有广泛的应用推广。
61.进一步的，在现有技术中，摆杆一般由两条摆杆输送机与若干类型的滚床组成，两条摆杆输送机分别是前处理摆杆输送机与电泳摆杆输送机，其主要区别在于前处理摆杆输送机所运行的环境更加恶劣，因而前处理摆杆使用不锈钢材质，电泳摆杆由于要经过电泳，因此首先摆杆要有良好的导电性，其次由于电泳摆杆在电泳槽中带电，为了安全，将电泳摆杆上刷有一层均匀的绝缘漆。电泳摆杆的橇体支撑是铜材质的，而前处理为塑料材质。另外，前处理、电泳的驱动形式相同，在摆杆出口塔上，驱动电机通过履带链为摆杆的牵引链提供动力，带动摆杆进行循环运转。其中，配套滚床分别是入口滚床、出口滚床、倒水滚床以及转弯段所需要的偏转滚床。
62.作为其中一个可选的实施方式，所述车体转挂故障检测系统还包括集线器和cc
‑
link模块。
63.示例性，参见图3，是本发明实施例提供的一种车体转挂故障检测系统的控制结构示意图，通过控制器31通过cc
‑
link模块32和集线器33采集冗余传感器模组34的检测信号。
64.需要说明的是，控制器31可以为plc控制器，且图3中所示的各个模块的大小和数量均是可以根据实际需求或试验进行设定的，在此不做具体限定。
65.值得说明的是，本发明实施例提供的一种车体转挂故障检测系统及其故障检测方法，解决了现有技术仅采用单一传感器来对车体转挂过程进行故障检测而耽误工作进度的问题，能够通过设置冗余传感器来提高传感器量测的整体可靠性，并对入口滚床和摆杆在车体转挂过程中的相对位置进行故障监控，以实现对转挂过程的双重故障检测，从而增加了数据稳定性和工作的可靠性，减少了设备故障，提高了工作效率。
66.作为其中一个可选的实施方式，所述控制器还被配置为：
67.当检测到每一组所述冗余传感器中的其中一个传感器的检测信号正常时，则确认所述车体转挂正常。
68.作为其中一个可选的实施方式，所述控制器还被配置为：
69.当检测到任一组所述冗余传感器中的其中一个传感器的检测信号不正常时，检测所述冗余传感器中的另一个传感器的检测信号在预设时间内是否正常；
70.若正常，则确认所述车体转挂正常；
71.若不正常，则确认所述车体转挂故障。
72.可以理解的是，在通过冗余传感器进行故障检测时，在入口滚床的相同位置对称分布有双重传感器进行检测，假如在某一相同位置处，有滑撬在移动或者搬动，则该位置处的传感器被触发，两边的传感器信号会同时导通，在滑撬离开该位置时会同时断开。
73.如果滑撬在到达某位置时对应的冗余传感器中的其中一个传感器导通，同一位置的其它传感器如果在延时1.5秒后还不导通的话，则进行报警，并确定未导通的传感器发生了故障，可以进行更换以预防故障发生，但是并未影响设备的正常转挂运行。
74.值得说明的是，通过增加双重冗余传感器和增加双重传感器切换开关，对所有的传感器开关进行双重故障检测，如果一个开关失效了，自动切换到另一个开关上，实现双重保护功能，减少设备故障。只要其中一组正常，另一组有故障会报警提示确认，如发现异常可提前更换传感器，做好预防故障发生，但是不会停止设备运行，滑橇仍会正常转挂到摆杆链上，除非同一位置的双重传感器在同一时间全部都坏了，则会停止设备运行，并主要手动操作转挂。
75.参见图4，是本发明实施例提供的一种车体转挂故障系统的故障检测方法的流程示意图。
76.本实施例提供的车体转挂故障系统的故障检测方法，包括步骤s41～s42：
77.s41、在控制所述车体开始转挂时，实时获取设于入口滚床上的冗余传感器模组的检测信号；
78.s42、当检测到任一组所述冗余传感器中的所有传感器的检测信号均不正常时，则确认所述车体转挂故障。
79.与现有技术相比，本发明实施例提供的一种车体转挂故障检测系统及其故障检测方法，解决了现有技术仅采用单一传感器来对车体转挂过程进行故障检测而耽误工作进度的问题，能够通过设置冗余传感器来提高传感器量测的整体可靠性，并对入口滚床和摆杆在车体转挂过程中的相对位置进行故障监控，以实现对转挂过程的双重故障检测，从而增加了数据稳定性和工作的可靠性，减少了设备故障，提高了工作效率。
80.作为其中一个可选的实施方式，所述车体转挂故障检测系统的故障检测方法还包括：
81.当检测到每一组所述冗余传感器中的其中一个传感器的检测信号正常时，则确认所述车体转挂正常。
82.作为其中一个可选的实施方式，所述车体转挂故障检测系统的故障检测方法还包括：
83.当检测到任一组所述冗余传感器中的其中一个传感器的检测信号不正常时，检测所述冗余传感器中的另一个传感器的检测信号在预设时间内是否正常；
84.若正常，则确认所述车体转挂正常；
85.若不正常，则确认所述车体转挂故障。
86.需要说明的是，本实施例中提供的车体转挂故障检测系统的故障检测方法的具体过程和描述可以是参考上述提供的车体转挂故障检测系统的相关实施例，在此不再赘述。
87.为了进一步体现本发明提供的一种车体转挂故障检测系统及其故障检测方法所达到的技术效果，下面结合本发明的发明人在研发过程中以实际转挂过程中的应用实例来对本发明作进一步说明，其中，控制器为plc控制器：
88.参见图5，是入口滚床将车体转挂到双摆杆的过程中，各个传感器开关的实际位置安装示意图。包括传感器开关px1～px13以及传感器pec01和pec02，其中，各个传感器的功能已在图中标出，例如，px1位检测停止器关闭到位的传感器，px2为检测停止器是否打开到位的传感器。
89.入口滚床与摆杆链配合动作，将滑橇正确定位，并输送到载摆杆输送机上，其中，入口滚床是一个可变速滚床，包括停止器和推车机。结合入口滚床和摆杆链入口的各个传感器，传感器的动作顺序举例说明如下：
90.1、初始状态：停止器打开，推车机处于初始位置，入口滚床和摆杆链准备接收来自输送机输送的滑橇；
91.2、当前摆杆进入装载区域滚床开始上件，高速进入，然后低速运行，此时入口滚床的“滚床正转”按钮闪烁，同时推车机开始运转；
92.3、当滑撬运行离开至停止器关闭一(即前摆杆转挂位置)时，停止器关闭，再运行离开px7a，滚床停止，推车机在停止位置1即px5a位置停止，此时滚床上有感应的开关有：px1，px3，px5a，px7b，px8a，px8b，px9，px15有滑橇感应导通，在前摆杆转挂成功后，停止器打开，打开到位后推车机与滚床继续运行，直至滑撬在离开停止器关闭二(即后摆杆转挂位置)时，停止器关闭，推车机与滚床再运行离开px8a，滚床停止，推车机停止，此时滚床上有感应的开关有px1，px3，px5b2，px8b，px9，在前摆杆转挂橇体成功后，停止器打开，打开到位后滚床继续运行至停止，推车机继续运行至原位，此时滚床有感应的开关有px2，px4；
93.4、当摆杆激活接近开关px11，入口滚床占位信号置位时，检查滑橇及入口滚床的位置和状态。如果设备位置和状态不正确(如滑橇处在停止器内，停止器关闭到位、推车机伸出到位，滚床停止运行)，摆杆输送机入口滚床停止运行，产生故障信号；
94.5、当摆杆激活接近开关px13，入口滚床占位时，检查滑橇及入口滚床的位置和状态。如果设备位置和状态不正确(如停止器打开到位、推车机回到原位，滚床运行)，摆杆输送机入口滚床停止运行，产生故障信号；
95.6、在整个传输过程中(如摆杆从接近开关px11移动至px13，入口滚床占位)，传感器pec1和pec2应被滑橇遮挡或同时不被遮挡。如果传感器同时被滑橇遮挡或同时不被遮
挡，证明滑橇位置可能过高或过低，传输不正确(摆杆感应销错过了滑橇套)，这时摆杆输送机入口滚床停止运行，产生故障信号；
96.7、当下一个摆杆激活接近开关px11，px12和px13，滑橇后端将重复上述前端1～6的输送步骤，包括对传感器pec01和pec02的检测。
97.其中，整个过程均是由plc控制器执行，示例性的，参见图6，是plc控制器的控制界面示意图，其中，在图6(a)中，通过在滚床、推车机和停止器上对称设置冗余传感器切换开关61和冗余传感器程序控制开关62来实现对每一组冗余传感器的双重控制，在对称设置的单边传感器或者其中一个传感器损坏时，可以通过双重冗余传感器来保证设备的正常工作。
98.在图6(b)中，在滑撬转挂的过程中，在传感器的感应范围内，若传感器感应到滑撬移动过来，两侧的双重传感器会被同时触发，传感器理论上应该同时被触发并进行检测，若在滑撬完成转挂或者离开传感器的感应范围后，若仍然检测到传感器处于触发未断开状态，则进行报警。例如，在一组冗余传感器63中，一侧的传感器x411和另一侧传感器x461在滑撬搬运过程中同时被触发，在转挂完成或者滑撬离开传感器63的感应范围时，理论上传感器63应该处于断开状态，如果其中存在未断开的传感器则进行报警处理。
99.在图6(c)中，在滑撬转挂的过程中，在传感器的感应范围内，若传感器感应到滑撬移动过来，两侧的双重传感器会被同时触发，对于同一组冗余传感器，若只有一侧的传感器触发导通，另一侧的传感器在延时1.5秒后还未导通，则进行报警。例如，在一组冗余传感器64中，若只有一侧的传感器x411触发导通，另一侧的传感器x461在延时1.5秒后还未导通，则进行报警处理。
100.图6(d)表示通过plc控制器对各双重冗余传感器控制的输入信号的示意图，其中，输入信号主要为x410～x41f，分别对应于不同位置处的plc双重输入信号。
101.以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。