CN110196568A - 行车抓取板坯的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种行车抓取板坯的方法，包括：步骤一，上位机将垛位的中心点的坐标发送给PLC控制器；步骤二，PLC控制器接收垛位的中心点的坐标，并根据垛位的中心点的坐标控制行车移动至垛位的中心点的上方；步骤三，PLC控制器控制长度扫描仪和宽度扫描仪开始扫描，根据扫描数据判断出待抓取板坯的长度方向上的两个边缘点和宽度方向上的两个边缘点；步骤四，根据四个边缘点的扫描数据计算待抓取板坯的中心点的坐标；步骤五，PLC控制器根据待抓取板坯的中心点的坐标控制行车移动至待抓取板坯的中心点的上方，并控制行车的夹钳下降抓取待抓取板坯。采用本发明的行车抓取板坯的方法，能够保证行车夹钳能够准确抓取待抓取板坯。

Description

行车抓取板坯的方法

技术领域

本发明涉及板坯吊运控制领域，具体而言，涉及一种行车抓取板坯的方法。

背景技术

目前板坯库的板坯吊运流程如下：首先，库管理系统把板坯所在垛位的中心点的坐标地址和目标垛位的中心点的坐标发送给行车；然后，行车移动至板坯所在垛位的中心点的上方后控制夹钳下降并抓取板坯；最后，行车控制夹钳上升到高位并移动至目标垛位的中心点的上方，行车再控制夹钳下降并放下板坯。

但是，目前行车抓取板坯的方法存在以下缺点，一是抓坯的准确性差，由于行车在放置板坯时可能存在摇摆现象，垛位上的板坯并不总是在垛位的中心位置，而目前的抓坯方法是默认板坯的中心点和垛位的中心点重合，行车根据垛位的中心点来抓取板坯，如采用目前这种抓坯方法，会发生行车夹钳两边重量偏差大的现象，一旦重量差大于10吨，行车会自动停机，从而影响生产的稳定运行；二是存在安全风险，当垛位上板坯的中心点偏离垛位的中心点过大时，行车在抓取板坯过程中夹钳可能会直接撞上板坯，对设备造成重大影响。

针对现有技术中所存在的上述问题，提供一种新的行车抓取板坯的方法具有重要意义。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种行车抓取板坯的方法，其能够保证行车夹钳能够准确抓取板坯。

为实现上述目的，本发明的行车抓取板坯的方法，多块板坯堆叠在板坯库的垛位上，所述行车上设置有沿待抓取板坯长度方向扫描的长度扫描仪和沿所述待抓取板坯宽度方向扫描的宽度扫描仪，所述方法包括：

步骤一，上位机将所述待抓取板坯所在垛位的中心点的坐标发送给PLC控制器；

步骤二，所述PLC控制器接收所述待抓取板坯所在垛位的中心点的坐标，并根据所述待抓取板坯所在垛位的中心点的坐标控制行车移动至所述待抓取板坯所在垛位的中心点的上方；

步骤三，所述PLC控制器控制所述长度扫描仪和宽度扫描仪开始扫描，根据扫描数据判断出所述垛位上位于待抓取板坯的长度方向上的两个边缘点和宽度方向上的两个边缘点；

步骤四，根据四个边缘点的扫描数据计算所述待抓取板坯的中心点的坐标；

步骤五，所述PLC控制器根据所述待抓取板坯的中心点的坐标控制所述行车移动至所述待抓取板坯的中心点的上方，并控制所述行车的夹钳下降抓取所述待抓取板坯。

优选地，所述扫描数据包括所述长度扫描仪和宽度扫描仪到扫描点的距离以及所述长度扫描仪和宽度扫描仪与所述扫描点之间的连线与竖直方向的夹角。

进一步地，所述待抓取板坯的边缘点的判断方法包括：

步骤a，根据所述扫描数据计算出所述扫描点距离地面的高度；

步骤b，选取若干所述扫描点中距离地面的高度发生变化的突变点；

步骤c，比较若干所述突变点距离地面的高度，高度最高的突变点即为所述待抓取板坯的长度方向上或者宽度方向上的边缘点。

进一步地，所述步骤三中，判断所述四个边缘点两两之间的高度差是否小于50mm；若所述高度差均小于50mm，则执行所述步骤四；若至少有一个所述高度差不小于50mm，则所述PLC控制器控制所述长度扫描仪和宽度扫描仪停止扫描。

本发明的行车抓取板坯的方法，通过设置三个扫描仪来确定待抓取板坯的中心点坐标，根据待抓取板坯中心点的坐标调整行车夹钳下降的位置，以保证夹钳能够准确抓取待抓取板坯，避免行车夹钳在抓取待抓取板坯时两边的重量偏差较大，防止行车自动停机，同时也避免了夹钳碰撞待抓取板坯的现象发生。

附图说明

图1为本发明的行车与板坯的位置关系图，其示出了板坯的长度方向的视图；

图2为本发明的行车与板坯的位置关系图，其示出了板坯的宽度方向的视图；

图3为本发明的行车抓取板坯的方法的流程图。

具体实施方式

下面，结合附图，对本发明的结构以及工作原理等作进一步的说明。

钢厂板坯库中有若干个存放板坯的垛位，根据需要，板坯堆叠在不同的垛位上。图1、图2示出了板坯库中其中一个垛位的板坯堆叠情况，待抓取板坯5位于最上方。参见图1、图2，两块板坯堆叠在板坯库的垛位上，行车4上设置有沿待抓取板坯5长度方向扫描的长度扫描仪和沿待抓取板坯5宽度方向扫描的宽度扫描仪3。长度扫描仪和宽度扫描仪3的数量可根据行车4的实际结构以及行车4与板坯的位置关系来确定，以扫描仪能够扫描到需要扫描的各点为准，如图1所示，沿待抓取板坯5的长度方向，行车4上设置有两个长度扫描仪，分别为第一长度扫描仪1和第二长度扫描仪2，该两个长度扫描仪分别扫描板坯中心线两侧的点；如图2所示，沿待抓取板坯5的宽度方向，行车4上设置有一个宽度扫描仪3，该宽度扫描仪3可扫描板坯宽度方向上的所有点。

本发明的行车抓取板坯的方法还涉及上位机和PLC控制器，上位机即现有技术中的库管理系统，其内储存有板坯库的数据信息以及板坯的数据信息，其中包括垛位的中心点的坐标数据；PLC控制器则能够接收上位机的发送的数据信息，控制行车4的移动以及长度扫描仪和宽度扫描仪3的启停，并能够根据长度扫描仪和宽度扫描仪3的扫描数据进行计算。具体地，参见图3并结合图1、图2，本发明的行车抓取板坯的方法包括：

步骤一，上位机将待抓取板坯5所在垛位的中心点O的坐标发送给PLC控制器。

步骤二，PLC控制器接收待抓取板坯5所在垛位的中心点O的坐标，并根据待抓取板坯5所在垛位的中心点O的坐标控制行车4移动至待抓取板坯5所在垛位的中心点O的上方。

步骤三，PLC控制器控制第一长度扫描仪1、第二长度扫描仪2和宽度扫描仪3开始扫描，根据第一长度扫描仪1、第二长度扫描仪2和宽度扫描仪3的扫描数据判断出待抓取板坯5的长度方向上的两个边缘点和宽度方向上的两个边缘点。

其中，第一长度扫描仪1、第二长度扫描仪2和宽度扫描仪3所扫描的各点的扫描数据包括第一长度扫描仪1、第二长度扫描仪2和宽度扫描仪3到扫描点的距离d以及第一长度扫描仪1、第二长度扫描仪2和宽度扫描仪3与扫描点之间的连线与竖直方向的夹角θ。例如，如图1所示，扫描点G的扫描数据包括第一长度扫描仪1到扫描点G的距离d_AG和第一长度扫描仪1与扫描点G之间的连线AG与竖直方向的夹角θ_G。

作为优选，上述待抓取板坯5的边缘点的判断方法包括：

步骤a，根据扫描数据计算出扫描点距离地面6的高度。扫描点距离地面6的高度的计算公式为：

h＝H-d·cosθ，

其中，H为扫描仪距离地面6的高度，其为已知数据，储存于PLC控制器中。

步骤b，选取若干扫描点中距离地面6的高度发生变化的突变点。如图1所示，当长度扫描仪由地面6逐渐向待抓取板坯5所在垛位的中心线扫描的过程中，各扫描点距离地面6的高度会在长度扫描仪扫描到各块板坯的边缘点时发生突变，且由于每块板坯的长度和宽度均有可能不同，或者板坯堆叠不整齐，从而可以出现多个突变点。显而易见地，如图1所示，两块板坯长度方向上的突变点有扫描点D、F、I、K，如图2所示，两块板坯宽度方向上的突变点有扫描点Q、S、T。

步骤c，比较上述若干突变点距离地面6的高度，高度最高的突变点即为待抓取板坯5的长度方向上或者宽度方向上的边缘点，即扫描点F、I为待抓取板坯5的长度方向上的两个边缘点，扫描点Q、S为待抓取板坯5的宽度方向上的两个边缘点。

步骤四，根据四个边缘点的扫描数据计算待抓取板坯5的中心点的坐标。

步骤五，PLC控制器根据待抓取板坯5的中心点的坐标控制行车4移动至待抓取板坯5的中心点的上方，并控制行车4的夹钳下降抓取待抓取板坯5。

在长度扫描仪和宽度扫描仪3扫描过程中，可能会存在其他异物的遮挡，导致出现板坯的边缘点以外的突变点，为了过滤掉这些突变点，以获取待抓取板坯5的边缘点，可设定一个设定值，若高度最高的突变点与高度位于第二位的突变点的高度之差大于设定值，则认为高度最高的突变点为待抓取板坯5的边缘点。该设定值可根据板坯厚度酌情选取，例如，对于板坯厚度为200mm的板坯，该设定值可取180mm。

然而，根据上述突变点之间的高度之差大于设定值也不能完全保证对待抓取板坯5的边缘点判断正确，例如，若干扫描点中的一个扫描点为异物上的点，其距离地面6的高度较高，与边缘点距离地面6的高度的高度之差大于设定值，导致该扫描点被误判为待抓取板坯5的边缘点，因此，为了进一步验证待抓取板坯5的边缘点是否正确，步骤三中，在得出待抓取板坯5的四个边缘点后，可再作如下判断：判断四个边缘点两两之间的高度差是否小于50mm；若高度差均小于50mm，则执行步骤四；若至少有一个高度差不小于50mm，则PLC控制器控制第一长度扫描仪1、第二长度扫描仪2和宽度扫描仪3停止扫描，然后通过调整第一长度扫描仪1、第二长度扫描仪2和宽度扫描仪3的安装位置来避开异物对扫描仪的遮挡，调整好后再执行步骤三。

作为本发明的行车抓取板坯的方法的一种实施例，如图1、图2所示，假设板坯库中待抓取板坯5的垛位的中心点O坐标为(4000，15000)，在其上方堆放有两块板坯，其中第一块板坯的长、宽、高分别为10500mm、1300mm、200mm，第二块板坯的长、宽、高为8000mm、1000mm、200mm，这两块板坯的中心点位置与垛位的中心点位置有一定的偏差，现行车4需要抓取位于上方的待抓取板坯5，则该行车抓取待抓取板坯5的方法如下：

步骤一，上位机将待抓取板坯5所在垛位的中心点O的坐标(4000，15000)发送给PLC控制器。

步骤二，PLC控制器接收待抓取板坯5所在垛位的中心点O的坐标(4000，15000)，并根据待抓取板坯5所在垛位的中心点O的坐标控制行车4移动至待抓取板坯5所在垛位的中心点O的上方。

步骤三，PLC控制器控制第一长度扫描仪1、第二长度扫描仪2和宽度扫描仪3开始扫描，根据第一长度扫描仪1、第二长度扫描仪2和宽度扫描仪3的扫描数据判断出待抓取板坯5所在垛位上位于待抓取板坯5的长度方向上的两个边缘点和宽度方向上的两个边缘点。

扫描数据如下表所示(扫描点有无数个，其中仅示出了有代表性的扫描点)：

上表中各扫描点距离地面6的高度均根据上述公式计算所得。其中，第一长度扫描仪1、第二长度扫描仪2和宽度扫描仪3的安装高度，即距离地面6的高度均为4500mm；第一长度扫描仪1和第二长度扫描仪2的连线经过行车4的中心点，并与行车4的长度方向平行，且均距行车4中心点2000mm，宽度扫描仪3安装于行车4的中心点处。

由上表可以看出，扫描点D、F、I、K、Q、S、T均为突变点，其中扫描点F、I、Q、S为高度最高的突变点，且高度最高的突变点与高度位于第二位的突变点的高度之差大于设定值180mm，即可判断扫描点F、I为待抓取板坯5的长度方向上的两个边缘点，扫描点Q、S为待抓取板坯5的宽度方向上的两个边缘点。

且上述四个边缘点两两之间的高度差均小于50mm，则可确定这四个边缘点的判断无误，可执行下面的步骤四。

步骤四，根据四个边缘点F、I、Q、S的扫描数据计算待抓取板坯5的中心点的坐标。为方便说明，定义板坯的长度方向为x轴方向，宽度方向为y轴方向。

如图1所示，边缘点F的x轴坐标值的计算如下：

X_F＝X_A-d_AF·sinθ_F

＝X_O-d'-d_AF·sinθ_F

＝40000-2000-4361×sin20°

＝36508mm

其中，X_F为边缘点F的x轴坐标值，X_A为第一长度扫描仪1所在位置的x轴坐标值，d_AF为第一长度扫描仪1到边缘点F的距离，θ_F为第一长度扫描仪1与边缘点F之间的连线AF与竖直方向的夹角θ_F，X_O为待抓取板坯5所在垛位中心点的x轴坐标值，其等于行车4中心点的x轴坐标值，d'为第一长度扫描仪1距行车4中心点的距离。

同理，边缘点I的x轴坐标值的计算如下：

X_I＝X_B+d_BI·sinθ_I

＝X_O+d'+d_BI·sinθ_I

＝40000+2000+4116×sin5°

＝42359mm

其中，X_I为边缘点I的x轴坐标值，X_B为第二长度扫描仪2所在位置的x轴坐标值，d_BI为第二长度扫描仪2到边缘点I的距离，θ_I为第二长度扫描仪2与边缘点I之间的连线BI与竖直方向的夹角θ_I。

那么待抓取板坯5的中心点的x轴坐标值为(X_F+X_I)/2＝(36508+42359)/2＝39434mm。

如图2所示，边缘点Q的y轴坐标值的计算如下：

Y_Q＝Y_M-d_MQ·sinθ_Q

＝Y_O-d_MQ·sinθ_Q

＝150000-4361×sin20°

＝148508mm

其中，Y_Q为边缘点Q的y轴坐标值，Y_M为宽度扫描仪3所在位置的y轴坐标值，d_MQ为宽度扫描仪3到边缘点Q的距离，θ_Q为宽度扫描仪3与边缘点Q之间的连线MQ与竖直方向的夹角θ_Q，Y_O为待抓取板坯5所在垛位中心点的y轴坐标值，其等于宽度扫描仪3所在位置的y轴坐标值。

同理，边缘点S的y轴坐标值的计算如下：

Y_S＝Y_M+d_MS·sinθ_S

＝Y_O+d_MS·sinθ_S

＝150000+4162×sin10°

＝150723mm

其中，Y_S为边缘点S的y轴坐标值，d_MS为宽度扫描仪3到边缘点Q的距离，θ_S为宽度扫描仪3与边缘点S之间的连线MS与竖直方向的夹角θ_S。

那么待抓取板坯5的中心点的y轴坐标值为(Y_Q+Y_S)/2＝(148508+150723)/2＝149616mm。

因此，该垛位上待抓取板坯5的中心点的坐标为(39434，149616)。

步骤五，PLC控制器根据待抓取板坯5的中心点的坐标(39434，149616)控制行车4移动至待抓取板坯5的中心点的上方，并控制行车4的夹钳下降抓取待抓取板坯5。

本发明的行车抓取板坯的方法，通过设置三个扫描仪来确定待抓取板坯5的中心点坐标，根据待抓取板坯5中心点的坐标调整行车4夹钳下降的位置，以保证夹钳能够准确抓取待抓取板坯5，避免行车4夹钳在抓取待抓取板坯5时两边的重量偏差较大，防止行车4自动停机，同时也避免了夹钳碰撞待抓取板坯5的现象发生。

以上，仅为本发明的示意性描述，本领域技术人员应该知道，在不偏离本发明的工作原理的基础上，可以对本发明作出多种改进，这均属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种行车抓取板坯的方法，多块板坯堆叠在板坯库的垛位上，其特征在于，所述行车上设置有沿待抓取板坯长度方向扫描的长度扫描仪和沿所述待抓取板坯宽度方向扫描的宽度扫描仪，所述方法包括：

步骤一，上位机将所述待抓取板坯所在垛位的中心点的坐标发送给PLC控制器；

步骤二，所述PLC控制器接收所述待抓取板坯所在垛位的中心点的坐标，并根据所述待抓取板坯所在垛位的中心点的坐标控制行车移动至所述待抓取板坯所在垛位的中心点的上方；

步骤三，所述PLC控制器控制所述长度扫描仪和宽度扫描仪开始扫描，根据扫描数据判断出所述待抓取板坯的长度方向上的两个边缘点和宽度方向上的两个边缘点；

步骤四，根据四个边缘点的扫描数据计算所述待抓取板坯的中心点的坐标；

步骤五，所述PLC控制器根据所述待抓取板坯的中心点的坐标控制所述行车移动至所述待抓取板坯的中心点的上方，并控制所述行车的夹钳下降抓取所述待抓取板坯。

2.如权利要求1所述的行车抓取板坯的方法，其特征在于，所述扫描数据包括所述长度扫描仪和宽度扫描仪到扫描点的距离以及所述长度扫描仪和宽度扫描仪与所述扫描点之间的连线与竖直方向的夹角。

3.如权利要求2所述的行车抓取板坯的方法，其特征在于，所述待抓取板坯的边缘点的判断方法包括：

步骤a，根据所述扫描数据计算出所述扫描点距离地面的高度；

步骤b，选取若干所述扫描点中距离地面的高度发生变化的突变点；

步骤c，比较若干所述突变点距离地面的高度，高度最高的突变点即为所述待抓取板坯的长度方向上或者宽度方向上的边缘点。

4.如权利要求2所述的行车抓取板坯的方法，其特征在于，所述步骤三中，判断所述四个边缘点两两之间的高度差是否小于50mm；若所述高度差均小于50mm，则执行所述步骤四；若至少有一个所述高度差不小于50mm，则所述PLC控制器控制所述长度扫描仪和宽度扫描仪停止扫描。