隨著大規模集約化生產在國內的廣泛采用，各類先進的自動控制輸送系統不斷出現，自動軌道運行小車輸送系統（EMS）就是其中一種先進實用的系統并已在實際使用過程中體現出了非常明顯的優點——故障率低，現場維護簡單易行，能根據不同的需要實現不同的運行速度和動作，可以大大提高生產效率，實現柔性化生產的擴展。 　　運行小車的組成及功能 　　與其他輸送系統相比較，自動軌道運行小車輸送系統中的每臺小車能根據要求在不同的位置實現以不同的輸送速度運行、在不同的工作位置實現對所輸送的物件安裝高度和角度的調節，以滿足生產對輸送工件的節拍和位置要求。 　　在輸送系統上的運行小車由傳送電源和信號源的組件、控制器和電氣元件以及驅動系統、載物輸送架組成。 　　自動運行小車傳送電源和信號源組件主要是由電刷及其支架組成，通過電刷和安裝在導軌上的電排接觸，使每臺小車的控制器獲得電源和速度信號以及實現小車控制器與中央控制柜的通信。小車的控制器是小車運行的大腦，用來向小車的驅動系統發送信號和實現每臺小車和整個自動導軌系統中央控制柜的通信，同樣在小車上的電器元件用來監控每臺小車的運行狀態，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。小車的驅動系統由馬達、變速箱和驅動輪組成。小車上的載物輸送架用于放置被輸送的物件。 　　從組件來說，輸送線由軌道、安裝在軌道上的電排和沿線的感應開關或感應片組成。從功能來說，由輸送段、工位段和診斷+維修段組成。 　　電排安裝在小車運行的軌道上。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的S1排，一根用于小車向中央控制柜反饋信號的S2排，小車通過安裝在小車上的電刷和電排接觸來獲得電源和信號。 　　輸送線的輸送段純粹用于物件搬運，輸送速度較快，一般可達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，并且是無級可調的。診斷+維修段是為了保證在輸送系統中運行的小車能無故障運行，每當小車在系統中完成一個回路的運行后，對小車各個主要性能進行監控，如發現不正常狀態可及時送入維修段進行維修后再投入系統運行。 運動控制 　　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系。 圖1小車控制器與中央控制柜之間的關系 根據自行小車輸送系統的特點，電排是沿著小車的運行導軌而布置的，系統的信號排S1用來加載不同的脈沖波，使小車控制器接收到脈沖信號后，能控制自行小車運行馬達以不同的速度運行，而沿著小車的運行路線根據要求也布置一些感應開關，這是用來確定小車的位置，感應片用來感應安裝在小車上的感應開關，使小車能進行翻轉。圖1中的開關1和開關2是安裝在自行小車上的，當小車運行到一定的位置接觸到感應片后將控制信號送到中央控制柜或小車控制器，以實現小車的其余功能。在圖1中可以看到，在中央控制柜中有一臺脈沖發生器產生不同的脈沖信號，假設脈沖波1與速度V1、脈沖波2與V2以及脈沖波3與V3分別對應，根據設計要求，小車需要在AB、BC和CD段分別以V1、V2和V3的運行速度運行，所以將信號排S1分割成AB、BC和CD段，通過電纜將脈沖發生器中的不同脈沖波分別通過電纜傳送到電排S1上，根據預先確定的通信協議，當小車上的控制器根據所接受的脈沖信號來控制運行馬達以相應的速度運行。如果假設小車是從A運行到B，中間以兩種速度V1和V2運行，但是當小車從一種速度段運行到另一種速度段時是怎樣實現平穩過渡的呢？ 中我們可以看出，其實將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B1B2段被稱為“速度交換段”，在該交換段加載的脈沖波信號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？在小車的運行路線上安裝有感應開關3、開關4和開關5，他們的位置關系將根據小車的長度來確定。如果后面的小車已在AB段開關3的位置，此時需要等待開關5檢測前面的小車是否已離開速度交換段，如果檢測到開關5為空，那么后面的小車將可以進入該交換段，如果位滿，那么后面的小車需要在感應開關3的位置等待，直到開關5為空。而在B1B2段上的脈沖信號在小車進入感應開關4以前一直保持和AB1段的相同，即V1的脈沖信號，而當小車感應開關4檢測到小車的時候，說明小車已完全進入速度交換段B1B2，并且感應開關4將信號傳送到中央控制柜中的脈沖信號發生器上，脈沖信號器將V1速度的脈沖信號切換成V2速度的脈沖信號并加載到B1B2段上，這樣當小車上的控制器接收到該脈沖信號后，小車的運行速度就從V1切換到了V2，V2的脈沖信號一直保持到小車被開關5檢測到，說明小車已完全離開B1B2段，進入B2C段，這時開關5再向中央控制柜中的脈沖發生器反饋一個信號，將加載在B1B2段的脈沖恢復到V1的脈沖信號。 　　小車除了在系統中以不同的速度運行外，根據生產工藝要求，小車上的載物架有升降或翻轉功能。現以小車的載物架在EF間翻轉為例介紹其控制的實現（見圖2）。在小車上安裝有感應開關1和2，并且與小車上的控制器相連接，而在小車的運行線路EF上的E和F的位置分別安裝有感應片，當小車運行到E時，觸發感應開關1，并通過小車控制器啟動翻轉馬達使載物架開始翻轉，翻轉的角度由安裝在馬達輸出軸上的角度編碼器監控，當達到預設的角度時，角度編碼器同樣將信號傳送到小車控制器，使翻轉馬達停止運行，這時小車上的載物架將以一定的翻轉角度輸送物件到位置F。在位置F處的感應片將觸發感應開關2，并將信號傳送給小車控制器，并控制翻轉馬達將載物架向相反方向運轉，翻轉的角度同樣由角度編碼器監控，直到載物架回到原點，并將信號反饋給控制器，使翻轉馬達停止運行。其中監控載物架的編碼器可以由兩個限位開關代替，以達到監控載物架翻轉角度的目的。 對于小車上載物架的升降功能，其電氣控制原理與翻轉運動同理。 運行狀態監控 　　由于輸送系統中同時有多臺或幾十臺小車同時運行，為了維修方便和及時，我們需要知道小車在輸送線中的運行狀態。 　　有時一條輸送線長達幾百米，小車在任何一個地方發生故障就會引起整個輸送線不能正常運行，所以為了能及時發現小車發生故障的區域和具體故障原因，需要對小車在輸送線的區域和故障原因進行定義。 　　從圖1和圖2中可知，每臺小車上的控制器對小車的運行狀態始終進行著監控，一旦小車在輸送線中發生故障，將由小車上的控制器發出一個故障脈沖，并通過電刷傳送到電排S2（通常該排上是沒有信號的），而根據輸送線的功能和長短，對S2排進行必要的分割，以定義不同的區域，并通過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區域發生了故障，并停止向該區域的輸送線提供動力電源。這樣，維修人員就能很快確定故障區域，同時，小車上的控制器依靠內置的電源和預先設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，由小車控制器檢測到的各種故障被歸納到一個故障脈沖信號后被加載到信號排S2上，所以在中央控制室只能顯示在某區域段有小車發生故障，而不能顯示具體的故障原因，具體的故障原因需要到現場后，通過小車控制器才能知道。 　　為了最大限度地保證生產線的正常運行，當自行小車在輸送線中每完成一個周期運行，空載的小車將進入自動診斷站對小車的剎車距離、啟動速度時間是否正常，電刷是否過度磨損以及小車的接地等功能檢測，如果檢測結果為正常，則進入下一周期的運行，如果不正常，則自動進入維修段并顯示不正常的功能。檢修后的小車再次通過自動檢測后才能進入輸送線運行。診斷站實現了對小車的自動監測，大大降低了故障隱患，保證了輸送線的正常運行。 　　自動軌道運行小車輸送系統是國際上普遍采用的一種介體承載輸送形式，在國內汽車行業的裝配車間也已經被普遍采用，并且已經在實踐中證明了其實際的使用價值。相信在整個制造行業，該輸送系統都會找到自己的“用武之地”。