隨著大規(guī)模集約化生產(chǎn)在國(guó)內(nèi)的廣泛采用，各類先進(jìn)的自動(dòng)控制輸送系統(tǒng)不斷出現(xiàn)，自動(dòng)軌道運(yùn)行小車輸送系統(tǒng)（EMS）就是其中一種先進(jìn)實(shí)用的系統(tǒng)并已在實(shí)際使用過(guò)程中體現(xiàn)出了非常明顯的優(yōu)點(diǎn)——故障率低，現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)簡(jiǎn)單易行，能根據(jù)不同的需要實(shí)現(xiàn)不同的運(yùn)行速度和動(dòng)作，可以大大提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)柔性化生產(chǎn)的擴(kuò)展。 　　運(yùn)行小車的組成及功能 　　與其他輸送系統(tǒng)相比較，自動(dòng)軌道運(yùn)行小車輸送系統(tǒng)中的每臺(tái)小車能根據(jù)要求在不同的位置實(shí)現(xiàn)以不同的輸送速度運(yùn)行、在不同的工作位置實(shí)現(xiàn)對(duì)所輸送的物件安裝高度和角度的調(diào)節(jié)，以滿足生產(chǎn)對(duì)輸送工件的節(jié)拍和位置要求。 　　在輸送系統(tǒng)上的運(yùn)行小車由傳送電源和信號(hào)源的組件、控制器和電氣元件以及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、載物輸送架組成。 　　自動(dòng)運(yùn)行小車傳送電源和信號(hào)源組件主要是由電刷及其支架組成，通過(guò)電刷和安裝在導(dǎo)軌上的電排接觸，使每臺(tái)小車的控制器獲得電源和速度信號(hào)以及實(shí)現(xiàn)小車控制器與中央控制柜的通信。小車的控制器是小車運(yùn)行的大腦，用來(lái)向小車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)發(fā)送信號(hào)和實(shí)現(xiàn)每臺(tái)小車和整個(gè)自動(dòng)導(dǎo)軌系統(tǒng)中央控制柜的通信，同樣在小車上的電器元件用來(lái)監(jiān)控每臺(tái)小車的運(yùn)行狀態(tài)，并傳送回小車的控制器，然后由小車控制器反饋給中央控制柜。小車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由馬達(dá)、變速箱和驅(qū)動(dòng)輪組成。小車上的載物輸送架用于放置被輸送的物件。 　　從組件來(lái)說(shuō)，輸送線由軌道、安裝在軌道上的電排和沿線的感應(yīng)開(kāi)關(guān)或感應(yīng)片組成。從功能來(lái)說(shuō)，由輸送段、工位段和診斷+維修段組成。 　　電排安裝在小車運(yùn)行的軌道上。電排一般有6根，其中三根為電源排L1、L2和L3，一根為接地排PE，一根用于中央控制柜向小車控制器傳送信號(hào)的S1排，一根用于小車向中央控制柜反饋信號(hào)的S2排，小車通過(guò)安裝在小車上的電刷和電排接觸來(lái)獲得電源和信號(hào)。 　　輸送線的輸送段純粹用于物件搬運(yùn)，輸送速度較快，一般可達(dá)每分鐘幾十米甚至上百米。工位段的速度為慢速，一般最快為每分鐘幾米，并且是無(wú)級(jí)可調(diào)的。診斷+維修段是為了保證在輸送系統(tǒng)中運(yùn)行的小車能無(wú)故障運(yùn)行，每當(dāng)小車在系統(tǒng)中完成一個(gè)回路的運(yùn)行后，對(duì)小車各個(gè)主要性能進(jìn)行監(jiān)控，如發(fā)現(xiàn)不正常狀態(tài)可及時(shí)送入維修段進(jìn)行維修后再投入系統(tǒng)運(yùn)行。 運(yùn)動(dòng)控制 　　從圖1中我們可以初步了解小車控制器與中央控制柜之間的關(guān)系。 圖1小車控制器與中央控制柜之間的關(guān)系 根據(jù)自行小車輸送系統(tǒng)的特點(diǎn)，電排是沿著小車的運(yùn)行導(dǎo)軌而布置的，系統(tǒng)的信號(hào)排S1用來(lái)加載不同的脈沖波，使小車控制器接收到脈沖信號(hào)后，能控制自行小車運(yùn)行馬達(dá)以不同的速度運(yùn)行，而沿著小車的運(yùn)行路線根據(jù)要求也布置一些感應(yīng)開(kāi)關(guān)，這是用來(lái)確定小車的位置，感應(yīng)片用來(lái)感應(yīng)安裝在小車上的感應(yīng)開(kāi)關(guān)，使小車能進(jìn)行翻轉(zhuǎn)。圖1中的開(kāi)關(guān)1和開(kāi)關(guān)2是安裝在自行小車上的，當(dāng)小車運(yùn)行到一定的位置接觸到感應(yīng)片后將控制信號(hào)送到中央控制柜或小車控制器，以實(shí)現(xiàn)小車的其余功能。在圖1中可以看到，在中央控制柜中有一臺(tái)脈沖發(fā)生器產(chǎn)生不同的脈沖信號(hào)，假設(shè)脈沖波1與速度V1、脈沖波2與V2以及脈沖波3與V3分別對(duì)應(yīng)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，小車需要在AB、BC和CD段分別以V1、V2和V3的運(yùn)行速度運(yùn)行，所以將信號(hào)排S1分割成AB、BC和CD段，通過(guò)電纜將脈沖發(fā)生器中的不同脈沖波分別通過(guò)電纜傳送到電排S1上，根據(jù)預(yù)先確定的通信協(xié)議，當(dāng)小車上的控制器根據(jù)所接受的脈沖信號(hào)來(lái)控制運(yùn)行馬達(dá)以相應(yīng)的速度運(yùn)行。如果假設(shè)小車是從A運(yùn)行到B，中間以兩種速度V1和V2運(yùn)行，但是當(dāng)小車從一種速度段運(yùn)行到另一種速度段時(shí)是怎樣實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)過(guò)渡的呢？ 中我們可以看出，其實(shí)將AB、BC分割成AB1、B1B2和B2C段，在AB1段一直加載V1速度的脈沖波1，在B2C段一直加載V2速度的脈沖波2，而B(niǎo)1B2段被稱為“速度交換段”，在該交換段加載的脈沖波信號(hào)隨著小車在不同的位置而不同，那么怎樣確定小車的位置呢？在小車的運(yùn)行路線上安裝有感應(yīng)開(kāi)關(guān)3、開(kāi)關(guān)4和開(kāi)關(guān)5，他們的位置關(guān)系將根據(jù)小車的長(zhǎng)度來(lái)確定。如果后面的小車已在AB段開(kāi)關(guān)3的位置，此時(shí)需要等待開(kāi)關(guān)5檢測(cè)前面的小車是否已離開(kāi)速度交換段，如果檢測(cè)到開(kāi)關(guān)5為空，那么后面的小車將可以進(jìn)入該交換段，如果位滿，那么后面的小車需要在感應(yīng)開(kāi)關(guān)3的位置等待，直到開(kāi)關(guān)5為空。而在B1B2段上的脈沖信號(hào)在小車進(jìn)入感應(yīng)開(kāi)關(guān)4以前一直保持和AB1段的相同，即V1的脈沖信號(hào)，而當(dāng)小車感應(yīng)開(kāi)關(guān)4檢測(cè)到小車的時(shí)候，說(shuō)明小車已完全進(jìn)入速度交換段B1B2，并且感應(yīng)開(kāi)關(guān)4將信號(hào)傳送到中央控制柜中的脈沖信號(hào)發(fā)生器上，脈沖信號(hào)器將V1速度的脈沖信號(hào)切換成V2速度的脈沖信號(hào)并加載到B1B2段上，這樣當(dāng)小車上的控制器接收到該脈沖信號(hào)后，小車的運(yùn)行速度就從V1切換到了V2，V2的脈沖信號(hào)一直保持到小車被開(kāi)關(guān)5檢測(cè)到，說(shuō)明小車已完全離開(kāi)B1B2段，進(jìn)入B2C段，這時(shí)開(kāi)關(guān)5再向中央控制柜中的脈沖發(fā)生器反饋一個(gè)信號(hào)，將加載在B1B2段的脈沖恢復(fù)到V1的脈沖信號(hào)。 　　小車除了在系統(tǒng)中以不同的速度運(yùn)行外，根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，小車上的載物架有升降或翻轉(zhuǎn)功能。現(xiàn)以小車的載物架在EF間翻轉(zhuǎn)為例介紹其控制的實(shí)現(xiàn)（見(jiàn)圖2）。在小車上安裝有感應(yīng)開(kāi)關(guān)1和2，并且與小車上的控制器相連接，而在小車的運(yùn)行線路EF上的E和F的位置分別安裝有感應(yīng)片，當(dāng)小車運(yùn)行到E時(shí)，觸發(fā)感應(yīng)開(kāi)關(guān)1，并通過(guò)小車控制器啟動(dòng)翻轉(zhuǎn)馬達(dá)使載物架開(kāi)始翻轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)的角度由安裝在馬達(dá)輸出軸上的角度編碼器監(jiān)控，當(dāng)達(dá)到預(yù)設(shè)的角度時(shí)，角度編碼器同樣將信號(hào)傳送到小車控制器，使翻轉(zhuǎn)馬達(dá)停止運(yùn)行，這時(shí)小車上的載物架將以一定的翻轉(zhuǎn)角度輸送物件到位置F。在位置F處的感應(yīng)片將觸發(fā)感應(yīng)開(kāi)關(guān)2，并將信號(hào)傳送給小車控制器，并控制翻轉(zhuǎn)馬達(dá)將載物架向相反方向運(yùn)轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)的角度同樣由角度編碼器監(jiān)控，直到載物架回到原點(diǎn)，并將信號(hào)反饋給控制器，使翻轉(zhuǎn)馬達(dá)停止運(yùn)行。其中監(jiān)控載物架的編碼器可以由兩個(gè)限位開(kāi)關(guān)代替，以達(dá)到監(jiān)控載物架翻轉(zhuǎn)角度的目的。 對(duì)于小車上載物架的升降功能，其電氣控制原理與翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)同理。 運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控 　　由于輸送系統(tǒng)中同時(shí)有多臺(tái)或幾十臺(tái)小車同時(shí)運(yùn)行，為了維修方便和及時(shí)，我們需要知道小車在輸送線中的運(yùn)行狀態(tài)。 　　有時(shí)一條輸送線長(zhǎng)達(dá)幾百米，小車在任何一個(gè)地方發(fā)生故障就會(huì)引起整個(gè)輸送線不能正常運(yùn)行，所以為了能及時(shí)發(fā)現(xiàn)小車發(fā)生故障的區(qū)域和具體故障原因，需要對(duì)小車在輸送線的區(qū)域和故障原因進(jìn)行定義。 　　從圖1和圖2中可知，每臺(tái)小車上的控制器對(duì)小車的運(yùn)行狀態(tài)始終進(jìn)行著監(jiān)控，一旦小車在輸送線中發(fā)生故障，將由小車上的控制器發(fā)出一個(gè)故障脈沖，并通過(guò)電刷傳送到電排S2（通常該排上是沒(méi)有信號(hào)的），而根據(jù)輸送線的功能和長(zhǎng)短，對(duì)S2排進(jìn)行必要的分割，以定義不同的區(qū)域，并通過(guò)電纜再傳送到中央控制柜的PLC中，這樣就能在中央控制柜上顯示出小車在哪個(gè)區(qū)域發(fā)生了故障，并停止向該區(qū)域的輸送線提供動(dòng)力電源。這樣，維修人員就能很快確定故障區(qū)域，同時(shí)，小車上的控制器依靠?jī)?nèi)置的電源和預(yù)先設(shè)定在控制器上顯示故障代碼，以便維修人員方便地知道具體的故障原因，快速排除故障。 　　為了能有效降低信息傳送量和PLC的信息處理量，由小車控制器檢測(cè)到的各種故障被歸納到一個(gè)故障脈沖信號(hào)后被加載到信號(hào)排S2上，所以在中央控制室只能顯示在某區(qū)域段有小車發(fā)生故障，而不能顯示具體的故障原因，具體的故障原因需要到現(xiàn)場(chǎng)后，通過(guò)小車控制器才能知道。 　　為了最大限度地保證生產(chǎn)線的正常運(yùn)行，當(dāng)自行小車在輸送線中每完成一個(gè)周期運(yùn)行，空載的小車將進(jìn)入自動(dòng)診斷站對(duì)小車的剎車距離、啟動(dòng)速度時(shí)間是否正常，電刷是否過(guò)度磨損以及小車的接地等功能檢測(cè)，如果檢測(cè)結(jié)果為正常，則進(jìn)入下一周期的運(yùn)行，如果不正常，則自動(dòng)進(jìn)入維修段并顯示不正常的功能。檢修后的小車再次通過(guò)自動(dòng)檢測(cè)后才能進(jìn)入輸送線運(yùn)行。診斷站實(shí)現(xiàn)了對(duì)小車的自動(dòng)監(jiān)測(cè)，大大降低了故障隱患，保證了輸送線的正常運(yùn)行。 　　自動(dòng)軌道運(yùn)行小車輸送系統(tǒng)是國(guó)際上普遍采用的一種介體承載輸送形式，在國(guó)內(nèi)汽車行業(yè)的裝配車間也已經(jīng)被普遍采用，并且已經(jīng)在實(shí)踐中證明了其實(shí)際的使用價(jià)值。相信在整個(gè)制造行業(yè)，該輸送系統(tǒng)都會(huì)找到自己的“用武之地”。