桥式起重机定位控制研究

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1、太原理工大学硕士研究生学位论文桥式起重机定位控制研究摘要桥式起重机广泛应用于现代化车间、生产线、仓库、装卸等各个领域，如何实现桥式起重机在生产应用中精确运动、精确定位，提高车间生产效率，一直是桥式起重机研究的重点。传统的桥式起重机主要依靠司机驾驶或手柄操作，定位精度低，自动化控制系统差，不能满足机械设备信息化和自动化的需要。同时因为没有建立桥式起重机系统与其他控制单元的通讯网络，使起重机的研究一直处于信息封闭的状态，因此，研究桥式起重机定位系统及其自动化定位控制方式。同时，研究基于桥式起重机的智能化工厂设计理论是制造业发展的趋势，也是中国正在建设的国家工业

2、4.0战略的要求。本论文做了这几方面研究论述，（1）分析桥式起重机实现自动定位的各种误差来源及误差的影响方式，设计有了一套定位方案，通过条码定位系统追踪定位大车方向的运动，实现桥式起重机大车方向的绝对定位；通过小车方向齿轮齿条编码定位系统，消除桥式起重机小车方向的定位误差；通过激光挠度测量仪与PLC补偿算法程序，解决桥式起重机主梁挠度变形引入的定位误差；通过采用接近开关接近导通原理，判断桥式起重机运行过程的定位。并从理论上分析了这套桥式起重机定位系统的定位误差范围,使桥式起重机自动定位控制系统的定位精度达到，大车方向达到条码定位器的理论误差±1mm,小车方

3、向达到I太原理工大学硕士研究生学位论文接近开关能够检测的理论误差±3mm。（2）研究桥式起重机在小车方向的挠度误差补偿算法。论文分析桥式起重机小车方向的误差，并选取了一种常见的桥式起重机，通过建模和软件分析结合数学论证，总结了桥式起重机桥主梁挠度变形与载荷大小的关系，主梁挠度与载荷位置的关系。并由这此特性设计了基于PLC控制的挠度误差调整系统，调整桥式起重机在小车方向的误差值，使小车方向的定位精度达到2mm以内，同时研究在桥式起重机主梁简化模型的情况下发生下挠变形时，主梁的振动特性。针对桥式起重机主梁的振动特性设计齿轮齿条定位系统，避免因振动引起的定位误差

4、。（3）研究桥式起重机的PLC的控制，论文论述了PLC的组成部分、桥式起重机自动定位系统接口分配，实现桥式的PLC控制。同时，根据桥式起重机的运动方向特征设计了PLC的程序设计流程，从理论上实现桥式起重机定位系统的PLC控制设计。（4）研究基于工业4.0的桥式起重机设计，首先，研究桥式起重机从控制器到执行器的控制网络，实现桥式起重机单机自动化。其次，研究基于工业现场的网络结构的桥式起重机设计，实现桥式起重机的自动化生产网络。再次，研究基于工业网络的桥式起重机设计，实现企业智能化的生产过程。最后，探讨基于企业工业4.0结构的桥式起重机生产模式与企业的准时制生

5、产模式的结合实现。关键词：桥式起重机；定位控制系统；挠度补偿；可编程控制器；工业4.0II太原理工大学硕士研究生学位论文BRIDGECRANEPOSITIONINGCONTROLSTUDYABSTRACTBridgecraneiswidelyusedinvariousfieldsofmodernworkshop,productionlines,warehouses,handling，andhowtoachievetheprecisepositioninginproduction,andhowtoimprovetheefficiencyofplantprod

6、uction,ithasbeenthefocusofresearchonbridgecrane.Thetraditionalbridgecranemainlyreliesondriversdrivingoroperatinghandle.Itispoorinpositioningaccuracy,automationandcontrolsystems,andcannotmeettheinformationtechnologyandautomationmachineryandequipmentneeds.Atthesametimebecausethereis

7、noacommunicationnetworkbetweenthebridgecranesystemandothercontrolunits,Sothatthecrane'sresearchhasbeenintheclosedstateinformation.Thepaperstudiesbridgecranepositioningsystemsandautomatedpositioningcontrol.Thebridgecranesbasedintelligentplantdesigntheoryisthetrendofdevelopmentofthe

8、manufacturingindustrial;itisalsot