自控天車定位精度的研究與實現

李杰

摘要：提高自控天車定位精度能夠更好的滿足生產實際的需要，本文從誤差源入手分析引起自控天車定位精度的原因及其定位精度的實現，詳盡闡述了自控天車定位精度的實現方法，從補償軌道的直線度誤差、避免或減小編程誤差、補償載荷誤差和解決打滑誤差等方面進行了深入的研究。

關鍵詞：自控天車；定位精度；誤差

1.序言

自控天車是現代工業化發展進程中必不可少的主體設備，它在提高工業企業生產效率和實現由人力無法進行完成的工作方面發揮著重要的作用。隨著科學技術的迅猛發展和社會化大生產需要，人們對自控天車的使用功能和運行性能提出了越來越高要求，尤其是現代工業自動生產線系統。自控天車的定位精度主要取決于自身特性、天車外圍系統和本身的控制系統的影響，通過解決自控天車誤差源的方法提高其定位精度是一個關鍵性的技術，在自動生產線中自控天車的定位問題至關重要，它關系著自動生產線的每道工序是否能夠正常順利運行；如果自控天車定位精度不準確，不能按照所要求的指定位置吊起或放下其負載的工業產品，輕則使生產無法正常進行下去重則造成生產人身事故的發生，甚至威脅到人的生命安全。

2.自控天車定位精度的實現方法

影響自控天車定位精度主要是因為其系統運行過程中存在著諸多的誤差所致，在該系統中自控天車按照其自身既定的工藝程序進行運動，只在處理槽（即天車停靠點）所要求的特定位置來停靠，且每個處理槽的寬度長度深度和放置待處理產品的位置都是固定的，因此要求天車必須能夠準確按照所指定的位置進行運行才能使生產正常進行下去。

2.1.補償軌道的直線度誤差

自控天車系統軌道的直線度誤差是指其運行軌道發生偏離，與理想直線形成的偏差。產生直線度誤差的原因有三個方面：一是由于自控天車系統軌道自身的直線度誤差所致；二是自控天車系統軌道鋪設時兩根軌道連接處所造成的直線度誤差；三是自控天車系統軌道鋪設時兩條軌道自身的不平行所產生的誤差。而軌道是固定的且其安裝后由其所致天車的行程誤差也是相對固定不變的；因此只要能夠測得自控天車系統軌道直線度誤差的具體數值，那么就在自控天車運行的過程中在特定時間做出相應的補償即可彌補自控天車系統軌道的直線度誤差。為了補償自控天車系統軌道直線度誤差，需要通過測量大量的誤差數據值，測出各個自控天車處理槽的實際軌道長度，同時記錄自控天車在運行時每段行程誤差數據制成誤差補償表來解決誤差補償問題。

2.2.避免或減小編程誤差

自控天車運行時其控制系統根據自身既定的數學模型來計算天車相應產生的加速度、加速時間、減速度、和減速時間等，再將運行控制指令發送給自控天車伺服系統。在此過程中會產生三種誤差，一是構建的數學模型與實際生產運行存在一定的近似而使計算結果產生的建模誤差；此種誤差如果將數學模型選擇得當可以縮小。二是由于計算機運算處理能力產生的計算誤差；減小此種誤差需要控制系統程序設計人員提高計算機的性能，比如將實數多定義為double 或 long double 的類型進行運行，盡量不用或少用float類型的實數以提高自控天車控制系統的計算精度，三是每次計算都要進行舍入，雖然單次舍入對自控天車行走控制系統沒有影響，但是多次舍入就帶來了累積誤差，要減小此種誤差就要求程序設計人員能夠了解計算機數據計算累計方式方可解決。總之在實際生產過程中只要不斷尋找方法就能夠避免或減小編程誤差。

2.3.補償載荷誤差

自控天車不管是在空載運行還是在滿載運行時都會與軌道之間發生摩擦力，此必然帶來其載荷誤差。當自控天車在空載和滿載這兩種不同狀態下運行時就會因為不同的載荷而產生相應的行程誤差，在實際的工業生產過程在自控天車滿載重量大都相同，也可以說自控天車大多數時間是在空載和滿載兩種狀態下運行的。根據實際生產中對自動天車運行測得的大量數據顯示，其空載運行時每走10.000m自控天車實際行走的距離數值和理論數值基本相同，而自控天車滿載運行時的運行距離比實際距離要少一些，即自控天車滿載每運行 10.000 m比實際距離少了0.15 cm。所測得的這個誤差數值結論就可以在對滿載天車進行相應的誤差補償以實現其按照理想距離行走。

2.4.解決打滑誤差

自控天車在工業生產運行過程中與軌道之間發生打滑現象，此種情況下說明天車的理想運行狀況非常不好，但是自控天車行走控制系統還是按照其理想狀況行走進行控制，在此種情況下所產生的誤差稱之為打滑誤差。嚴格來說打滑誤差是系統自身所致其實是一種偶然誤差，但此種偶然誤差在天車工業生產過程中經常發生，是很難建立其相應的數學模型進行誤差彌補；但是為了解決打滑問題就必須在自控天車系統上增加相對應的輔助設備，在自控天車系統軌道上鋪設一條皮帶且與一個皮帶齒吻合的齒輪捏合在一起再加裝上編碼器，然后用一個固定片通過編碼器和齒輪中心點和天車實現鏈接。在天車運行過程中通過固定片帶動齒輪在皮帶上運動從而帶動編碼器工作，并將產生的相應脈沖傳送給自控天車控制系統，最終解決自控天車打滑誤差的產生。

3.結論

在分析引起自控天車定位精度的誤差原因基礎上，尋找相應的各種方法措施以提高自控天車的定位精度，從而滿足現代工業生產實際需要的要求和達到理想的效果；同時提高自控天車的定位精度就要從系統自身的設計精度出發或者將此兩種技術相結合提高系統精度來實現。隨著科技的發展，自控天車定位精度將越來越高，為我國現代工業技術和社會經濟的發展做出巨大的貢獻。

參考文獻：

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