CN108609334B - 一种堆垛机及基于该堆垛机的堆垛机自适应调整方法 - Google Patents

一种堆垛机及基于该堆垛机的堆垛机自适应调整方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于物流仓储技术领域，涉及一种堆垛机及基于该堆垛机的堆垛机自适应调整方法；解决了货架发生变形时现有堆垛机无法自动自适应调整的技术问题。该堆垛机包括堆垛机控制系统以及堆垛机本体；堆垛机本体包括载物台以及货叉，货叉可相对于载物台伸缩；其特殊之处在于：堆垛机本体还包括两个传感器；两个传感器设置在载物台的与货叉伸出方向同侧的一端上，且沿堆垛机本体运动的方向在载物台的前后各分布一个；两个传感器分别与堆垛机控制系统连接；堆垛机控制系统根据两个传感器检测的信息，判断货架是否有变形及变形程度，并控制堆垛机本体自动自适应调整。本发明还提供了一种基于上述堆垛机的堆垛机自适应调整方法。

Description

一种堆垛机及基于该堆垛机的堆垛机自适应调整方法
技术领域
本发明属于物流仓储技术领域，具体涉及一种堆垛机及基于该堆垛机的堆垛机自适应调整方法。
背景技术
自动化立体仓库，是物流仓储中出现的新概念，它是一种用高层立体货架存储物料，由计算机进行控制和管理、采用自动控制的堆垛机进行存取物料作业的仓库。巷道式堆垛机是伴随着自动化立体仓库的出现而发展起来的专用起重机，通常简称堆垛机，是自动化立体仓库中最重要的起重运输设备；堆垛机在自动化立体仓库的巷道内沿轨道运行，将位于巷道口的物料存入指定货格，或取出指定货格内的物料并运送至巷道口，完成物料的入出库作业。
现有的自动化立体仓库在运行过程中，由于物料的质量不均，物料在流转过程中会导致货架的应力积累，在长时间的运行中难免会出现货架变形等情况；一旦货架变形，堆垛机控制系统不能自动自适应调整，无法正常存取物料。
针对上述情况，目前通常采用的解决措施是：停止自动化立体仓库的使用，进入维修维护模式，人工对各个货格的位置坐标重新进行测量，将测量的货格位置坐标重新输入到控制堆垛机本体运行的堆垛机控制系统中。
采用上述解决措施，会存在以下缺陷：
(1)人工重新测量货格的位置坐标的工作量较大，维护成本较高；
(2)二次重新测量过程中会出现过多冗余信息，工作效率低下。
发明内容
本发明的目的是提供一种堆垛机及基于该堆垛机的堆垛机自适应调整方法，以解决货架发生变形时现有堆垛机无法自动自适应调整的技术问题。
本发明所采用的技术方案是，一种堆垛机，包括堆垛机控制系统以及堆垛机本体；堆垛机本体包括载物台以及货叉，货叉可相对于载物台伸缩；其特殊之处在于：
堆垛机本体还包括两个传感器；
所述两个传感器设置在载物台的与货叉伸出方向同侧的一端上，且沿堆垛机本体运动的方向在载物台的前后各分布一个；
所述两个传感器分别与堆垛机控制系统连接；
所述堆垛机控制系统根据两个传感器检测的信息，判断货架是否有变形及变形程度，并控制堆垛机本体自动自适应调整。
进一步地，为了方便物料的存取，以及堆垛机本体向两侧货架存取物料时均能自动自适应调整，货叉可相对于载物台双向伸缩；
所述两个传感器有两组，在载物台上沿货叉伸出方向的两端各分布一组。
进一步地，为了方便检测，所述两个传感器均为激光定位传感器。
进一步地，为了方便地对堆垛机本体进行控制，所述堆垛机控制系统为PLC控制器。
本发明还提供了一种基于上述堆垛机的堆垛机自适应调整方法，具体包括以下步骤：
步骤1：堆垛机控制系统控制堆垛机本体行走至预设原位置；
所述预设原位置为货架未变形情况下要从货格存取物料时，堆垛机本体应行走到的位置，设：所述预设原位置的坐标为X0；
步骤2：和货格位于载物台同侧的所述两个传感器检测前方是否被货架立柱遮挡，并将检测信息反馈给堆垛机控制系统，堆垛机控制系统判断货架是否有变形以及变形程度，并进行相应的自适应调整；具体为：
若所述两个传感器均检测到未被货架立柱遮挡，则堆垛机控制系统判断货架无变形，控制堆垛机本体进行正常的存取物料操作；若所述两个传感器同时检测到被货架立柱遮挡，则堆垛机控制系统判断货架变形严重，控制堆垛机本体停机；若所述两个传感器中的一个传感器检测到被货架立柱遮挡，则堆垛机控制系统判断货架微变形，并执行下述步骤3至步骤5进行自适应调整；
步骤3：堆垛机控制系统控制堆垛机本体运动，并通过堆垛机本体运动的位移，计算货架微变形后要从货格存取物料时堆垛机本体实际应行走到的位置的坐标，设：实际应行走到的位置的坐标为X；
定义：第一传感器为步骤2所述两个传感器中检测到被货架立柱遮挡的传感器，第二传感器为所述两个传感器中的另一传感器；第一货架立柱为步骤2中遮挡第一传感器的货架立柱；第二货架立柱为与第一货架立柱相邻且和第一货架立柱分别分布在货格两侧的货架立柱；
则步骤3具体为：
步骤3.1：堆垛机控制系统向堆垛机本体发送运动指令，控制堆垛机本体从所述预设原位置开始，沿第一货架立柱指向第二货架立柱方向运动，在第一传感器检测到不被遮挡的瞬时，堆垛机控制系统记录此瞬时，并计算堆垛机本体从所述预设原位置开始至此瞬时运动的位移S1；
步骤3.2：堆垛机本体继续沿第一货架立柱指向第二货架立柱方向运动，在第一传感器再次检测到被遮挡的瞬时，堆垛机控制系统记录此瞬时，并计算堆垛机本体从所述预设原位置开始至此瞬时运动的位移S2；
步骤3.3：堆垛机控制系统计算货架微变形后要从货格存取物料时堆垛机本体实际应行走到的位置的坐标X；具体为：
(1)若堆垛机控制系统存储的控制堆垛机本体行走位置的坐标沿第一货架立柱指向第二货架立柱方向是不断增大的，那么，坐标X按下述式[1]计算：
X＝X0+(S1+S2-H)/2 [1]；
(2)若堆垛机控制系统存储的控制堆垛机本体行走位置的坐标沿第一货架立柱指向第二货架立柱方向是不断减小的，那么，坐标X按下述式[2]计算：
X＝X0-(S1+S2-H)/2 [2]；
式[1]和式[2]中：H为货格上所要存取的物料盒子的宽度；
步骤4：堆垛机控制系统将自身存储的要从货格存取物料时堆垛机本体应行走到的位置的坐标由X0更新为步骤3.3计算获得的坐标X；
步骤5：堆垛机控制系统控制堆垛机本体行走至步骤4更新后的坐标X对应的位置，进行存取物料操作。
进一步地，为了方便位于的计算，执行所述步骤3.1和步骤3.2时，堆垛机控制系统处于速度控制模式，通过对速度积分求取位移S1和位移S2。
本发明的有益效果是：
(1)本发明的堆垛机，在载物台的与货叉伸出方向同侧的一端上，且沿堆垛机本体运动的方向在载物台的前后各设置有一个传感器，该两个传感器分别与堆垛机控制系统连接，堆垛机控制系统根据两个传感器检测的信息，判断货架是否有变形及变形程度，并控制堆垛机本体自动自适应调整；整个过程均自动进行，无需人工测量，避免了人工测量工作量大、维护成本高、会出现过多冗余信息，工作效率低下的问题；因此，本发明解决了货架发生变形时现有堆垛机无法自动自适应调整的技术问题。
(2)本发明的堆垛机，优选地货叉可相对于载物台双向伸缩，在载物台上沿货叉伸出方向的两端各设置有两个传感器，这样不但方便物料的存取，而且堆垛机本体向两侧货架存取物料时均能自动自适应调整。
(3)本发明还提供了一种堆垛机自适应调整方法。
(4)本发明提供的堆垛机自适应调整方法中，优选地当货架发生微变形的情况下，堆垛机进行自适应调整时，堆垛机控制系统处于速度控制模式，通过对速度的积分可以方便地求取位移，进而可以方便地计算货架微变形后要从货格存取物料时堆垛机本体实际应行走到的位置坐标X。
附图说明
图1是本发明堆垛机中堆垛机本体实施例的结构示意图；
图2是本发明方法中当货架发生微变形时自适应调整的结构示意图。
图中各标号的说明如下：
1-堆垛机本体，11-载物台，12-货叉，13-第一传感器，14-第二传感器，21-第一货架立柱，22-第二货架立柱，23货格，3-物料盒子。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
参见图1，本发明一种堆垛机，包括堆垛机控制系统以及堆垛机本体1；堆垛机本体1包括载物台11、货叉12以及两个传感器；货叉12可相对于载物台11伸缩；上述两个传感器设置在载物台11的与货叉12伸出方向同侧的一端上，且沿堆垛机本体1运动的方向在载物台11的前后各分布一个；上述两个传感器分别与堆垛机控制系统连接。
在本实施例中，货叉12可相对于载物台11双向伸缩，上述两个传感器有两组，在载物台11上沿货叉12伸出方向的两端各分布一组，四个上述传感器均为激光定位传感器。本实施例中上述堆垛机控制系统为PLC控制器，当PLC控制器控制堆垛机本体1在货架上存取物料时，PLC控制器能根据设置在和货架位于堆垛机本体同一侧的两个传感器检测的信息，判断该侧货架是否有变形及变形程度，并控制堆垛机本体1自动自适应调整。
参见图2，PLC控制器控制堆垛机本体1自动自适应调整的具体步骤如下：
步骤1：PLC控制器以位置控制模式控制堆垛机本体1行走至预设原位置；
所述预设原位置为货架未变形情况下要从货格23存取物料时，堆垛机本体1应行走到的位置，设：所述预设原位置的坐标为X0；
步骤2：和货格23位于载物台11同侧的上述两个传感器检测前方是否被货架立柱遮挡，并将检测信息反馈给PLC控制器，PLC控制器判断货架是否有变形以及变形程度，并进行相应的自适应调整；具体为：
若两个传感器均检测到未被货架立柱遮挡，则PLC控制器判断货架无变形，控制堆垛机本体1进行正常的存取物料操作；若两个传感器同时检测到被货架立柱遮挡，则PLC控制器判断货架变形严重，控制堆垛机本体1停机；若两个传感器中的一个传感器检测到被货架立柱遮挡，则PLC控制器判断货架微变形，并执行下述步骤3至步骤5进行自适应调整；
步骤3：PLC控制器由位置控制模式转换为速度控制模式，控制堆垛机本体1运动，并通过堆垛机本体1运动的位移，计算货架微变形后要从货格23存取物料时堆垛机本体1实际应行走到的位置的坐标，设：实际应行走到的位置的坐标为X；
定义：第一传感器13为步骤2上述两个传感器中检测到被货架立柱遮挡的传感器，第二传感器14为上述两个传感器中的另一传感器；第一货架立柱21为步骤2中遮挡第一传感器13的货架立柱；第二货架立柱22为与第一货架立柱21相邻且和第一货架立柱21分别分布在货格23两侧的货架立柱；
则步骤3具体为：
步骤3.1：PLC控制器由位置控制模式转换为速度控制模式，并向堆垛机本体1发送运动指令，控制堆垛机本体1从预设原位置开始，沿第一货架立柱21指向第二货架立柱22方向运动，在第一传感器13检测到不被遮挡的瞬时，PLC控制器记录此瞬时，并通过对速度积分计算堆垛机本体1从预设原位置开始至此瞬时运动的位移S1；
步骤3.2：堆垛机本体1继续沿第一货架立柱21指向第二货架立柱22方向运动，在第一传感器13再次检测到被遮挡的瞬时，PLC控制器记录此瞬时，并通过对速度积分计算堆垛机本体1从预设原位置开始至此瞬时运动的位移S2；
步骤3.3：PLC控制器计算货架微变形后要从货格23存取物料时堆垛机本体1实际应行走到的位置的坐标X；具体为：
(1)若PLC控制器存储的控制堆垛机本体1行走位置的坐标沿第一货架立柱21指向第二货架立柱22方向是不断增大的，那么，坐标X按下述式[1]计算：
X＝X0+S1+(S2-S1-H)/2＝X0+(S1+S2-H)/2 [1]；
(2)若PLC控制器存储的控制堆垛机本体1行走位置的坐标沿第一货架立柱21指向第二货架立柱22方向是不断减小的，那么，坐标X按下述式[2]计算：
X＝X0-S1-(S2-S1-H)/2＝X0-(S1+S2-H)/2 [2]；
上述式[1]和式[2]中：H为货格23上所要存取的物料盒子3的宽度；
步骤4：PLC控制器将自身存储的要从货格23存取物料时堆垛机本体1应行走到的位置的坐标由X0更新为步骤3.3计算获得的坐标X；
步骤5：PLC控制器再从速度控制模式转换为位置控制模式，控制堆垛机本体1行走至步骤4更新后的坐标X对应的位置，进行存取物料操作。
本发明可应用在自动化立体仓库中，当货架发生微变形时，无需停机，即可自动自适应调整，进行存取物料。

Claims (5)

1.一种堆垛机自适应调整方法，所述堆垛机包括堆垛机控制系统以及堆垛机本体(1)；堆垛机本体(1)包括载物台(11)、货叉(12)以及两个传感器(13、14)，货叉(12)可相对于载物台(11)伸缩；所述两个传感器(13、14)设置在载物台(11)的与货叉(12)伸出方向同侧的一端上，且沿堆垛机本体(1)运动的方向在载物台(11)的前后各分布一个；所述两个传感器(13、14)分别与堆垛机控制系统连接；其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：堆垛机控制系统控制堆垛机本体(1)行走至预设原位置；
所述预设原位置为货架未变形情况下要从货格(23)存取物料时，堆垛机本体(1)应行走到的位置，设：所述预设原位置的坐标为X0；
步骤2：和货格(23)位于载物台(11)同侧的所述两个传感器(13、14)检测前方是否被货架立柱遮挡，并将检测信息反馈给堆垛机控制系统，堆垛机控制系统判断货架是否有变形以及变形程度，并进行相应的自适应调整；具体为：
若所述两个传感器(13、14)均检测到未被货架立柱遮挡，则堆垛机控制系统判断货架无变形，控制堆垛机本体(1)进行正常的存取物料操作；若所述两个传感器(13、14)同时检测到被货架立柱遮挡，则堆垛机控制系统判断货架变形严重，控制堆垛机本体(1)停机；若所述两个传感器(13、14)中的一个传感器检测到被货架立柱遮挡，则堆垛机控制系统判断货架微变形，并执行下述步骤3至步骤5进行自适应调整；
步骤3：堆垛机控制系统控制堆垛机本体(1)运动，并通过堆垛机本体(1)运动的位移，计算货架微变形后要从货格(23)存取物料时堆垛机本体(1)实际应行走到的位置坐标，设：实际应行走到的位置的坐标为X；
定义：第一传感器(13)为步骤2所述两个传感器(13、14)中检测到被货架立柱遮挡的传感器，第二传感器(14)为所述两个传感器(13、14)中的另一传感器；第一货架立柱(21)为步骤2中遮挡第一传感器(13)的货架立柱；第二货架立柱(22)为与第一货架立柱(21)相邻且和第一货架立柱(21)分别分布在货格(23)两侧的货架立柱；
则步骤3具体为：
步骤3.1：堆垛机控制系统向堆垛机本体(1)发送运动指令，控制堆垛机本体(1)从所述预设原位置开始，沿第一货架立柱(21)指向第二货架立柱(22)方向运动，在第一传感器(13)检测到不被遮挡的瞬时，堆垛机控制系统记录此瞬时，并计算堆垛机本体(1)从所述预设原位置开始至此瞬时运动的位移S1；
步骤3.2：堆垛机本体(1)继续沿第一货架立柱(21)指向第二货架立柱(22)方向运动，在第一传感器(13)再次检测到被遮挡的瞬时，堆垛机控制系统记录此瞬时，并计算堆垛机本体(1)从所述预设原位置开始至此瞬时运动的位移S2；
步骤3.3：堆垛机控制系统计算货架微变形后要从货格(23)存取物料时堆垛机本体(1)实际应行走到的位置的坐标X；具体为：
(1)若堆垛机控制系统存储的控制堆垛机本体(1)行走位置的坐标沿第一货架立柱(21)指向第二货架立柱(22)方向是不断增大的，那么，坐标X按下述式[1]计算：
X＝X0+(S1+S2-H)/2 [1]；
(2)若堆垛机控制系统存储的控制堆垛机本体(1)行走位置的坐标沿第一货架立柱(21)指向第二货架立柱(22)方向是不断减小的，那么，坐标X按下述式[2]计算：
X＝X0-(S1+S2-H)/2 [2]；
式[1]和式[2]中：H为货格(23)上所要存取的物料盒子(3)的宽度；
步骤4：堆垛机控制系统将自身存储的要从货格(23)存取物料时堆垛机本体(1)应行走到的位置的坐标由X0更新为步骤3.3计算获得的坐标X；
步骤5：堆垛机控制系统控制堆垛机本体(1)行走至步骤4更新后的坐标X对应的位置，进行存取物料操作。
2.根据权利要求1所述的堆垛机自适应调整方法，其特征在于：
货叉(12)可相对于载物台(11)双向伸缩；
所述两个传感器(13、14)有两组，在载物台(11)上沿货叉(12)伸出方向的两端各分布一组。
3.根据权利要求1或2所述的堆垛机自适应调整方法，其特征在于：所述两个传感器(13、14)均为激光定位传感器。
4.根据权利要求3所述的堆垛机自适应调整方法，其特征在于：所述堆垛机控制系统为PLC控制器。
5.根据权利要求4所述的堆垛机自适应调整方法，其特征在于：执行所述步骤3.1和步骤3.2时，堆垛机控制系统处于速度控制模式，通过对速度积分求取位移S1和位移S2。
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