[發明專利]基于變頻器的水管電纜同步收放機控制系統及方法

有效

• 申請號: 202010770874.0
• 申請日: 2020-08-04
• 公開（公告）號: CN112061893B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 俞葆青;張東輝;張昕剛;夏春華;孟令起
• 申請（專利權）人: 北京國電富通科技發展有限責任公司
• 主分類號: B65H75/38
• 分類號: B65H75/38;B65H75/44
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種基于變頻器的水管電纜同步收放機控制方法，包括收放機，所述收放機包括電纜卷盤和水管卷盤，電纜卷盤、水管卷盤的另一端連接機器人，其特征在于，包括變頻器驅動系統、主控器以及傳感系統；

所述變頻器驅動系統包括分別設于電纜卷盤和水管卷盤的電機和變頻器，用于根據主控器的輸入信號控制電纜卷盤和水管卷盤的轉矩；

所述傳感系統，用于實時采集收放機電纜卷盤和水管卷盤的實際轉速Vr；

所述主控器，主控器接收傳感系統實時采集的收放機的實際轉速，計算實際轉速Vr和設定轉速Vs的差值，通過計算結果控制變頻驅動系統的輸出轉矩，所述主控器內存儲設定的邊界參數，所述邊界參數為最大輸出轉矩和最小輸出轉矩，輸出轉矩不超過該邊界；

所述收放機還包括通信模塊和終端；所述通信模塊，用于實時讀取傳感系統收集的電機轉速，實時設定電機輸出轉矩，或者通過硬接線方式讀取及設定，還用于主控器和終端之間的通信；所述終端，用于顯示實際轉速，設置設定轉速，并通過通信模塊控制主控器，控制機器人動作；

所述的控制方法包括以下步驟：

(1)放盤過程：

設定Vs為正值，初始狀態時，剛啟動收放機放盤，此時Vr為零，Vs與Vr的差等于Vs，控制收放機的輸出轉矩保持最小放盤輸出轉矩M_minf；

在輸出轉矩作用下，實際轉速增加，Vs與Vr的差逐漸減小，在此過程中，輸出轉矩也隨該差值呈線性增加，線性曲線的端點值為(Vs,M_minf)和(0,M_maxf)；

當Vs與Vr的差等于零時，輸出轉矩保持最大放盤輸出轉矩M_maxf；

(2)收盤過程：

設定Vs為負值，初始狀態時，剛啟動收放機收盤，此時Vr為零，Vs與Vr的差等于Vs，控制收放機的輸出轉矩保持最大收盤輸出轉矩M_maxs；

在輸出轉矩作用下，實際轉速增加，Vs與Vr的差逐漸減小，在此過程中，輸出轉矩也隨該差值呈線性減小，線性曲線的端點值為(0,M_mins)和(Vs,M_maxs)；

當Vs與Vr的差等于零時，輸出轉矩保持最小收盤輸出轉矩M_mins；

當放盤或收盤過程停止時，電纜和水管的另一端停止拖拽，主控器控制驅動系統輸出張緊轉矩，該張緊轉矩小于最小放盤輸出轉矩M_minf。

2.根據權利要求1所述的基于變頻器的水管電纜同步收放機控制方法，其特征在于，所述放盤、收盤過程包括如以下步驟所示的調節方法：

(a)加快放盤、收盤速度，或增大電纜、水管張力：增加最大收盤輸出轉矩和最小收盤輸出轉矩的設定值，且線性曲線隨之上移；

(b)減慢放盤、收盤速度，或減小電纜、水管張力：降低最大收盤輸出轉矩和最小收盤輸出轉矩的設定值，且線性曲線隨之下移。

3.根據權利要求2所述的基于變頻器的水管電纜同步收放機控制方法，其特征在于，所述水管和電纜的收盤、放盤過程速度因環境影響不一致時，主控器控制驅動系統采用該調節方法，調節電纜卷盤或水管卷盤的輸出轉矩。