发明内容
基于此,有必要针对上述问题,提供一种调试简单而且定位较精确的仓储物流的智能定位系统和定位方法。
一种仓储物流的智能定位系统,包括穿梭车、驱动穿梭车的驱动电机、货架和控制装置,还包括设置在穿梭车上的感应器和多圈绝对值编码器,穿梭车滑动连接于货架上,驱动电机与所述控制装置连接并由控制装置控制以驱动穿梭车运行或停止,所述感应器和多圈绝对值编码器与所述控制装置连接,且所述多圈绝对值编码器由所述驱动电机驱动;所述货架设有轨道,所述轨道上设有货位标签,所述感应器用于感应所述货位标签。
在其中一个实施例中,所述仓储物流的智能定位系统还包括提升机,所述货架设有多层所述轨道,所述提升机可以将所述穿梭车从所述轨道的一层运送到另一层。
在其中一个实施例中,所述控制装置包括控制器和伺服放大器,所述伺服放大器分别与所述控制器和所述驱动电机连接。
在其中一个实施例中,所述感应器用于感应货位标签并将感应信号发送给控制装置进行处理;所述多圈绝对值编码器用于获取各货位标签的位置值并发送给控制装置进行处理;所述控制装置用于对感应器和多圈绝对值编码器测量或感应的结果做处理,以控制穿梭车运行或停止。
一种如上所述的仓储物流的智能定位系统的仓储物流的智能定位系统的仓储物流的定位方法,包括如下步骤:
获取所述轨道各所述货位标签所在位置的第一定位数据表或第二定位数据表,所述第一定位数据表或第二定位数据表为用所述多圈绝对值编码器的位置值表征的所述货位标签的位置的数据表;
根据运行过程中所述多圈绝对值编码器的实时编码值对应的位置值和所述感应器感应的货位标签信息进行定位,确定最终定位位置;
在其中一个实施例中,所述获取所述轨道各所述货位标签所在位置的第一定位数据表或第二定位数据表,所述第一定位数据表或第二定位数据表为用所述多圈绝对值编码器的位置值表征的所述货位标签的位置的数据表的步骤包括:
测量所述货架的所述轨道上所述各货位标签的位置值,得到初始数据表,所述初始数据表为所述各货位标签的实际的位置值的数据表;
所述穿梭车首次放置在所述货架的所述轨道上的调试步骤,所述调试步骤为根据某一所述货位标签的编码值和所述初始数据表获取第一定位数据表,所述第一定位数据表为所述各货位标签的位置对应的所述多圈绝对值编码器的位置值;
当将所述穿梭车从一层所述轨道运送到另一层所述轨道的某一货位标签处时,记录所述多圈绝对值编码器在该货位标签处的编码值,即为该货位标签的位置值,其他货位标签的位置值相应地增加或减少所述初始数据表中相邻所述货位标签的位置值的差值,得到第二定位数据表。
在其中一个实施例中,所述调试步骤包括:
控制所述穿梭车启动,往第一方向运行,当所述感应器感应到所述货位标签时继续运行直到感应不到所述货位标签,则停止并记录当前编码值,即第一数值,感应到的所述货位标签即为最近货位标签;
控制所述穿梭车往所述第一方向的反方向运行,当所述感应器感应到所述最近货位标签时继续运行直到感应不到所述最近货位标签,则停止并记录当前编码值,即第二数值;
计算所述第一数值和第二数值的平均值,所述平均值为所述穿梭车经过的所述最近货位标签的编码值;
获取第一定位数据表,所述第一定位数据表中所述最近货位标签处的位置值即为所述最近货位标签的编码值,其他所述货位标签的位置值相应地增加或减少所述初始数据表中相邻所述货位标签的位置值的差值。
在其中一个实施例中,所述根据运行过程中所述多圈绝对值编码器的实时编码值对应的位置值和所述感应器感应的货位标签信息进行定位,确定最终定位位置的步骤包括:
获取实时位置值,所述实时位置值为所述多圈绝对值编码器的实时编码值对应的位置值;
获取距离值,所述距离值为所述穿梭车的实时位置值与目的位置的位置值的差值,所述目的位置的位置值可从所述第一定位数据表或第二定位数据表中获得;
设定第一阈值,当所述距离值不大于第一阈值,同时所述感应器感应到所述货位标签时,所述穿梭车停止运行。
在其中一个实施例中,所述设定第一阈值,当所述距离值不大于第一阈值,同时所述感应器感应到所述货位标签时,所述穿梭车停止运行的步骤还包括:
设定第二阈值和第三阈值,所述第二阈值大于所述第三阈值;
当所述距离值不小于所述第二阈值时,控制所述穿梭车高速运行;
当所述距离值小于所述第二阈值而不小于所述第三阈值时,控制所述穿梭车中速运行;
当所述距离值小于所述第三阈值时,控制所述穿梭车低速运行。
在其中一个实施例中,仓储物流的定位方法还包括根据所述感应器感应的货位标签信息对所述最终定位位置进行校验的步骤,所述校验步骤包括:
所述感应器实时获取实际货位标签数,所述实际货位标签数为所述穿梭车运行实际经过的货位标签数;
根据实时位置和目的位置获取所述穿梭车从起始位置到目的位置所要经过的目标货位标签数;
当所述实际货位标签数与所述目标货位标签数相等时,说明所述最终定位位置的定位准确。
上述的一种仓储物流的智能定位系统和定位方法,多圈绝对值编码器对应地将穿梭车的每一个机械位置的编码值传送到控制装置并转换为位置值,从而控制装置根据多圈绝对值编码器反馈的位置值对穿梭车进行运行的控制,同时配合感应器感应货位标签进行准确定位和计数校验,避免了现有技术中因轨道位置的误差或者激光头或者条码头位置变化引起的定位不准确而影响货物存储的情况,而且只需要在穿梭车第一次放到轨道上时进行一次调试,提高了定位的准确性和调试的简单性。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
参考图1和图2,一种仓储物流的智能定位系统,包括穿梭车10、货架20、驱动穿梭车10的驱动电机30和控制装置(图未示),还包括设置在穿梭车10上的感应器(图未示)和多圈绝对值编码器(图未示),穿梭车10滑动连接于货架20上,驱动电机30与控制装置连接并由控制装置控制以驱动穿梭车10运行或停止,感应器和多圈绝对值编码器与控制装置连接,且多圈绝对值编码器由驱动电机30驱动;货架20设有轨道40,轨道40上设有货位标签,感应器用于感应货位标签。
请参考图2,货架20设有多层轨道40,轨道40上的货位标签对应设有货位,每一个货位可以存放货物60,货架20通过固定装置21固定在地面80上。上述仓储物流智能定位系统还包括提升机(图未示),提升机可以将穿梭车10从轨道40的一层运送到另一层。提升机的使用实现了在多层轨道的仓储物流系统中,穿梭车10换层运送货物的自动化。可以理解,货位标签可由其他结构代替,只要是能够表征货位位置、且能被感应器感应即可。
多圈绝对值编码器中由机械位置决定的每一个位置是唯一的,且不受断电影响,多圈绝对值编码器测量范围大,实际使用往往富裕较多。将多圈绝对值编码器设置于穿梭车10上进行定位操作时,穿梭车10的每一个机械位置对应一个编码值,通过读取编码值实现穿梭车10的定位。
控制装置包括控制器和伺服放大器,伺服放大器分别与驱动电机30和控制器连接。控制装置还包括人机交互界面,具体地,该人机交互界面为触摸屏,触摸屏上设有人工按钮,操作人员可以通过触摸屏上的人工按钮或者其他提示界面向控制器输入命令,控制器根据用户输入的命令进行操作控制穿梭车10的运行。控制器具有计数、算术操作、逻辑运算、定时、存储和输入/输出控制信号等功能。伺服放大器用于对驱动电机30的速度进行控制,从而控制穿梭车10的运行速度。本实施例中,所述控制器为可编程逻辑控制器。
控制装置通过Profibusdp(DecentralizedPeriphery)总线与驱动电机30和多圈绝对值编码器连接,且通过I/O(Input/Output输入/输出)信号与感应器连接,多圈绝对值编码器集成在驱动电机30上。控制装置控制驱动电机30的电机轴转动,驱动电机30驱动穿梭车10车轮转动,且电机轴带动多圈绝对值编码器的码盘转动,不同的机械位置对应的码盘位置不同,从而编码值不同,多圈绝对值编码器将编码值传送给控制装置,可以得到对应表示穿梭车10所在位置的实时位置值,控制装置可以根据该实时位置值判断穿梭车10距离目的地的远近,同时控制穿梭车10的运行速度。
在仓储物流的智能定位系统中,控制装置与感应器和多圈绝对值编码器分别连接。感应器安装于穿梭车10上,其用于感应货位标签并将感应信号发送给控制装置进行处理。多圈绝对值编码器安装于驱动电机30上,多圈绝对值编码器用于获取各货位标签的位置值并发送给控制装置进行处理。控制装置用于对感应器和多圈绝对值编码器测量或感应的结果做处理,以控制穿梭车10运行或停止。控制装置还用于根据货架20货位标签的位置测量值形成初始数据表、感应器的感应信号和多圈绝对值编码器测量在某一货位标签处的编码值对穿梭车10做首次放置在货架20的调试;控制装置还用于根据货架20货位标签的位置测量值形成的初始数据表和多圈绝对值编码器测量在某层的某一个货位标签处的编码值,得到各货位标签所在位置的用多圈绝对值编码器的位置值表征的货位标签的位置的数据表。
穿梭车10运行过程中,在多圈绝对值编码器同时感应或测量穿梭车10所在的位置和运行的距离的同时,感应器感应到货位标签后发送感应信号给控制装置,控制装置根据感应器感应到的货位标签信息进行计数并存储,如果该计数与多圈绝对值编码器测量的值在允许范围内时,且感应器感应到了货位标签,说明定位准确。因此,感应器对多圈绝对值编码器的定位进行校验,双重保证,提高了定位的准确性。
参考图3,一种采用上述仓储物流的智能定位系统的仓储物流的定位方法,包括如下步骤:
S20:获取轨道各货位标签所在位置的第一定位数据表或第二定位数据表,第一定位数据表或第二定位数据表为用多圈绝对值编码器的位置值表征的货位标签的位置的数据表;
S40:根据运行过程中多圈绝对值编码器的实时编码值对应的位置值和感应器感应的货位标签信息进行定位,确定最终定位位置;
其中一实施例中,参考图4和图5,采用上述仓储物流的智能定位系统的仓储物流的定位方法还包括根据感应器感应的货位标签信息对最终定位位置进行校验的步骤S60,校验步骤S60包括:
S61:感应器实时获取实际货位标签数,实际货位标签数为穿梭车10运行实际经过的货位标签数;
S62:根据实时位置和目的位置获取穿梭车10从起始位置到目的位置所要经过的目标货位标签数;
S63:当实际货位标签数与目标货位标签数相等时,说明最终定位位置的定位准确。
由于感应器对多圈绝对值编码器的定位结果进行一次校验,对定位进行了双重保证,进一步确保了定位的准确性。
其中一实施例中,参考图6,步骤S20包括:
S21:测量货架20的轨道40上各货位标签的位置值,得到初始数据表,所述初始数据表为各货位标签的实际的位置值的数据表。
由于在安装过程中可能存在误差,不同层轨道40对应的同一个货位标签的位置值可能不同,为了消除安装位置的不同带来的误差,货架20的每一层轨道40对应有该层轨道40的初始数据表,如下表1所示,为某一层的初始数据表,单位为毫米。
表1
S23:穿梭车10首次放置在货架20的轨道40上的调试步骤,调试步骤为根据某一货位标签的编码值和初始数据表获取第一定位数据表,所述第一定位数据表为各货位标签的位置对应的多圈绝对值编码器的位置值。具体地,所述调试步骤包括:
S231:控制穿梭车10启动,往第一方向运行,当感应器感应到货位标签时继续运行直到感应不到货位标签,则停止并记录当前编码值,即第一数值,感应到的货位标签即为最近货位标签;
S232:控制穿梭车10往第一方向的反方向运行,当感应器感应到最近货位标签时继续运行直到感应不到最近货位标签,则停止并记录当前编码值,即第二数值;
S233:计算第一数值和第二数值的平均值,平均值为穿梭车10经过的最近货位标签的编码值;
S234:获取第一定位数据表,第一定位数据表中最近货位标签处的位置值即为最近货位标签的编码值,其他货位标签的位置值相应地增加或减少初始数据表中相邻货位标签的位置值的差值。
例如,最近货位标签的编码值为100时,初始数据表中的该货位标签的位置值即为100,其他各货位标签的位置值相应地增加或减少100,得到第一定位数据表,如下表2所示为当最近货位标签row[0]的编码值为100时,对应得到的第一定位数据表,单位为毫米。
表2
轨道安装好后,穿梭车10第一次放置在轨道上时需要进行调试,按上述调试步骤进行,只需根据某一层的轨道的某一个货位标签进行,此后进行定位时无需再调试,因此,上述的定位方法调试简单。
S25:当将穿梭车10从一层轨道40运送到另一层轨道40的某一货位标签处时,记录多圈绝对值编码器在该货位标签处的编码值,即为该货位标签的位置值,其他货位标签的位置值相应地增加或减少初始数据表中相邻货位标签的位置值的差值,得到第二定位数据表。
步骤S25在每一次穿梭车10换层到某一层轨道40时进行操作,得到该层的第二定位数据表,消除了穿梭车10在长期运行过程中产生的误差,保证数据的准确性,从而保证定位的准确性。
其中一实施例中,参考图7,步骤S40包括:
S41:获取实时位置值,所述实时位置值为所述多圈绝对值编码器的实时编码值对应的位置值;
S42:获取距离值,距离值为穿梭车10的实时位置值与目的位置的位置值的差值,目的位置的位置值可从第一定位数据表或第二定位数据表中获得;
S43:设定第一阈值,当距离值不大于第一阈值,同时感应器感应到所述货位标签时,穿梭车10停止运行。
其中一实施例中,参考图8,上述步骤S43还包括:
S431:设定第二阈值和第三阈值,第二阈值大于第三阈值;
S432:当距离值不小于第二阈值时,控制穿梭车10高速运行;
S433:当距离值小于第二阈值而不小于第三阈值时,控制穿梭车10中速运行;
S434:当距离值小于第三阈值时,控制穿梭车10低速运行。
参考图9,运行前,穿梭车10起始位置的位置值为1000mm(毫米),目的位置的位置值为8000mm,控制装置设定的第一阈值如50mm,第二阈值如2500mm,第三阈值如800mm。控制装置计算的目的位置与起始位置的距离值为7000mm,目标货位标签数为3,实际货位标签数为0,此时,距离值7000mm大于第二阈值2500mm,控制装置通过伺服放大器控制穿梭车10高速运行;运行一段距离后,穿梭车10的位置的实时位置值为6000mm,控制装置计算的距离值为2000mm,实际货位标签数为2,此时,距离值2000mm小于第二阈值2500mm且大于第三阈值800mm,则控制装置通过伺服放大器控制穿梭车10中速运行;随后穿梭车10的另一位置的实时位置值为7500mm,控制装置计算的距离值为500mm,实际货位标签数为2,此时,距离值小于800mm,则控制装置通过伺服放大器控制穿梭车10低速运行;最后,当穿梭车10的位置的实时位置值为8000mm左右,如7950mm~8050mm时,距离值不大于第一阈值50mm,感应器感应到货位标签,实际货位标签数为3,定位准确,控制装置控制穿梭车10停止运行。
上述的一种仓储物流的智能定位系统和定位方法,多圈绝对值编码器对应地将穿梭车10的每一个机械位置的编码值传送到控制装置并转换为位置值,从而控制装置根据多圈绝对值编码器反馈的位置值对穿梭车10进行运行的控制,同时配合感应器感应货位标签进行准确定位和计数校验,避免了现有技术中因轨道位置的误差或者激光头或者条码头位置变化引起的定位不准确而影响货物存储的情况,而且只需要在穿梭车10第一次放到轨道上时进行一次调试,提高了定位的准确性和调试的简单性。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。