电镀流水线行车避撞终端电路设计

1、电镀流水线行车避撞终端电路设计0 引言现代电镀企业大量采用自动化挂镀流水线， 在这些流水线中大多采用2 吨左右的小型行车在各镀槽中转移挂具架。行车的行走、停止、吊 具升降、停留等动作完全由 PLC 控制，可实现较高精度。行车运行 质量直接关系到产量和产品质量参数的实现。 在实际生产中， 行车运 行并不是特别理想。 在生产线调试阶段， 由于调试者技术水平和观测 能力等主客观限制， 行车与实际生产所需要的走位点之间往往存在微 小的误差。通过长时间生产，这些原始误差会逐步积累放大，最终导 致行车走位与实际需要之间出现比拟明显的偏差， 从而引起行车间的 碰撞，造成挂具架倒挂等事故。一旦发生倒挂，整条生

2、产线就必须停 止，同时还需要人工处理掉落在渡槽中的镀件， 每次处理时间至少在 20 分钟以上，对正常生产影响极大。为解决碰撞问题，有必要为行 车设计和安装一种特殊的避撞终端。1 避撞原理 行车一般都安装于特定轨道上并直线运行， 要实现避撞， 只要能及时 检测两部行车之间的距离， 在小于平安距离时暂停运行即可。 在测距 时，通常可使用四种方法：即无线电测距、激光测距、红外线测距和 超声波测距。在电镀流水线上，渡槽通常需要蒸汽加热，很多原料比 如出光剂硝酸、除脂剂等会出现挥发，在渡槽上空形成大量的白 色雾气，所以红外线测距和激光测距均不适合。 同时在电镀车间中存 在大量的电力设备， 无线电也会受到

3、很大干扰， 因而选择超声波测距 作为实现手段。超声波测距是一种非接触式测量方式， 主要原理是： 发射器定期发射 超声波，遇到障碍物产生反射，由接收器接收回波信号，采用单片机 进行监控，记录发射与接收的时间差然后可用以下公式得到准确的液位高度：L1=L- t*C/2其中 L 是预先输入的罐体高度， C 是超声波传播速度。 不过超声波在 空气中的传播速度受温度影响较大， 与温度的关系大致可用下式来表 示：C=331.45+0.61 米 /秒为当地气温。2电路设计避撞终端的结构框图如图1所示，主要由控制电路ATmega8、温 度补偿电路、超声波发射驱动电路、发射换能器T、超声波接收检 测电路和接收换

4、能器、 输出接口和电源组成。 超声波的发射频率决定 采用谐振频率为40KHZ超声波换能器TCT40-10F1和TCT40-10S1接 收，该器件工作距离约10m，盲区约30cm。超声波发射驱动电路如图 2所示采用以 74HC04 为核心的推挽式 驱动电路，单片机PC3 口输出40KHZ的方波一路通过一级反向后加 入换能器的一端， 另一路通过两级反向后参加换能器的另一端， 这样 可以提高超声波的发射功率，继而增加最大测量距离。超声波接收检测电路采用 LM324 两级反相比例放大电路和 LM393 比 较电路组成。放大电路用于接收并放大信号，两级增益分别控制在40dB和20dB, LM393用于信号整形，整形后的信号将输入 PC2 口。 温度补偿电路采用美国Dallas公司的DS18B20芯片，其精度可以达 到05C。数据通过PC2 口送入单片机。3 软件设计 本次设计采用模块化方式，主要包括主程序、发射子程序、计算子程 序、定时子程序、温度测量子程序、比拟子程序等 7 个单元模块。主 程序流程图如图 3 所示。4 结束语 避撞终端可安装于行车行走装置导轨上方前端，测量范围约为0.3-10m,误差范围约cm,实际使用时控制的平安间距大致在 50cm 左右。在程序处理时需要引入数字滤波技术， 根据屡次测量计算出平 均值