CN110271968A - 一种钢卷卷心的自动定位方法 - Google Patents

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李山
王少福
张瑾
石荣鹏
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张璐璐
王硕斌
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Abstract

本发明公开了一种钢卷卷心的自动定位方法，主要涉及自动控制技术领域，大车和小车从原始点1(位置1)出发，程序对大小车目标位置和当前实际位置进行比较，到达钢卷2(位置2)坐标，夹钳开始高速下降；当对射式光电开关2被钢卷上部遮挡住时(位置3)，夹钳开始低速下降，直到对射式光电开关2和对射式光电开关1都未被遮挡(位置4)，夹钳停止下降；此时夹钳已自动定位到钢卷卷心，夹钳开始关闭进行夹卷操作；当对射式光电开关3和对射式光电开关4被遮挡时(位置5)，停止夹卷，夹钳开始上升，进行吊起操作，将钢卷吊走，减小了因人工操作夹钳造成的定位不准、夹伤或砸伤钢卷的问题，提高了吊卷效率，有很好的实用性。

Description

一种钢卷卷心的自动定位方法
技术领域
本发明主要涉及自动控制技术领域，具体是一种钢卷卷心的自动定位方法。
背景技术
在传统的钢卷库区中，需要库区管理人员与行车驾驶人员配合，以手动方式实现钢卷的入库、倒垛、出库等操作，随着智能制造进程的快速推进，无人行车系统开始在国内钢厂实施。无人行车系统采用智能化技术来替代库区管理人员和行车驾驶人员的工作，自动进行钢卷的装车、卸车、倒垛等操作。对于钢卷的自动吊放而言，钢卷卷心的定位显得非常重要，卷心定位不准会造成工作效率的降低，并且会夹伤或砸伤钢卷。
发明内容
鉴于现有技术中存在的不足和缺陷，本发明提供了一种钢卷卷心的自动定位方法，控制无人行车夹钳，可以实现对钢卷卷心的自动定位功能，解决了由于人工操作夹钳造成的定位不准并造成钢卷被夹伤或砸伤的问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种钢卷卷心的自动定位方法，其特征在于：包括，
(1)行车上水平方向新增2套激光测距传感器——激光测距传感器1和激光测距传感器2，用于水平方向钢卷卷心的定位，即X轴Y轴方向的定位；
(2)夹钳两侧下半部分新增2对水平方向对射式光电开关——对射式光电开关1和对射式光电开关2，用于高度方向钢卷卷心的定位，即Z轴方向的定位；
(3)夹钳顶部两边边缘各新增1对垂直方向对射式光电开关——对射式光电开关3和对射式光电开关4，用于检测钢卷边缘；
(4)大车和小车从原始点1(位置1)出发，程序对大小车目标位置和当前实际位置进行比较，当△X＝|X目标位置-X实际位置|<10mm且△Y＝|Y目标位置-Y实际位置|<10mm时，到达钢卷2(位置2)坐标，夹钳开始高速下降；
(5)当对射式光电开关2被钢卷上部遮挡住时(位置3)，夹钳开始低速下降，直到对射式光电开关2和对射式光电开关1都未被遮挡(位置4)，夹钳停止下降；
(6)此时夹钳已自动定位到钢卷卷心，夹钳开始关闭进行夹卷操作；
(7)当对射式光电开关3和对射式光电开关4被遮挡时(位置5)，停止夹卷，夹钳开始上升，进行吊起操作，将钢卷吊走。
作为本发明的进一步改进，所述激光测距传感器1检测大车的位置，即X轴方向的位置；激光测距传感器2检测小车的位置，即Y轴方向的位置；两者配合，用于水平方向钢卷卷心的定位，即X轴Y轴方向的定位。
作为本发明的进一步改进，所述对射式光电开关1和对射式光电开关2分别位于钳脚的上方和下方(位置可调)，在竖直方向上间距约为钢卷半径。
作为本发明的进一步改进，所述对射式光电开关3和对射式光电开关4，分别靠近两侧夹钳臂(位置可调)，用于检测钢卷边缘，防止夹钳夹紧后接触钢卷两侧而损伤钢卷。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：本发明同现有技术相比，减小了因人工操作夹钳造成的定位不准、夹伤或砸伤钢卷的问题，提高了吊卷效率，有很好的实用性。本发明可以应用于其它同类系统，具有很好的通用性。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明：
图1为大小车定位示意图；
图2为夹钳检测元件示意图；
图3为钢卷及夹钳位置示意图；
图4为程序流程图。
具体实施方式
为了本发明的技术方案和有益效果更加清楚明白，下面结合具体实施例对本发明进行进一步的详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用于理解本发明，并不用于限定本发明，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
该方法基于西门子编程软件STEP7和微软C#编程语言实现。在操作室增加一台电脑，用C#来制作可视交互画面方便操作人员操作，使用STEP7编程软件根据图4完成自动程序的编制。
如图1所示，行车上水平方向新增2套激光测距传感器——激光测距传感器1和激光测距传感器2，激光测距传感器1检测大车的位置，即X轴方向的位置；激光测距传感器2检测小车的位置，即Y轴方向的位置；两者配合，用于水平方向钢卷卷心的定位，即X轴Y轴方向的定位。同时，库区内每个鞍座的位置根据激光测距传感器测出的位置确定并记录。
如图2所示，夹钳两侧下半部分新增2对水平方向对射式光电开关——对射式光电开关1和对射式光电开关2，分别位于钳脚的上方和下方(位置可调)，在竖直方向上间距约为钢卷半径，用于高度方向钢卷卷心的定位，即Z轴方向的定位；夹钳顶部两边边缘各新增1对垂直方向对射式光电开关——对射式光电开关3和对射式光电开关4，分别靠近两侧夹钳臂(位置可调)，用于检测钢卷边缘，防止夹钳夹紧后接触钢卷两侧而损伤钢卷。
为了保证夹钳能准确到达钢卷卷心位置，要求水平方向X轴、Y轴的定位偏差不大于10mm，以免水平方向偏差过大导致夹钳撞到钢卷上表面或侧面，造成钢卷损伤；各点位置都为中心点的坐标，比如钢卷在库区内X轴、Y轴的坐标为鞍座中心点X、Y的坐标。
根据图3所示的钢卷及夹钳位置示意图和如图4所示的流程图进行编程。步骤如下：
无人行车调度系统发送指令给行车自动化系统，行车自动化系统调度行车进行吊卷操作：
1.大车和小车从原始点1(位置1)出发，程序对大小车目标位置和当前实际位置进行比较，当△X＝|X目标位置-X实际位置|<10mm且△Y＝|Y目标位置-Y实际位置|<10mm时，到达钢卷2(位置2)坐标，夹钳开始高速下降；
2.当对射式光电开关2被钢卷上部遮挡住时(位置3)，夹钳开始低速下降，直到对射式光电开关2和对射式光电开关1都未被遮挡(位置4)，夹钳停止下降；
3.此时夹钳已自动定位到钢卷卷心，夹钳开始关闭进行夹卷操作；
4.当对射式光电开关3和对射式光电开关4被遮挡时(位置5)，停止夹卷，夹钳开始上升，进行吊起操作，将钢卷吊走。
画面上有暂停、停止、急停等按钮，在有突发情况时使用，防止由于设备或信号异常等原因造成损坏设备或损伤钢卷。
本发明同现有技术相比，减小了因人工操作夹钳造成的定位不准、夹伤或砸伤钢卷的问题，提高了吊卷效率，有很好的实用性。本发明可以应用于其它同类系统，具有很好的通用性。
值得注意的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

Claims (4)

1.一种钢卷卷心的自动定位方法，其特征在于：包括，
(1)行车上水平方向新增2套激光测距传感器——激光测距传感器1和激光测距传感器2，用于水平方向钢卷卷心的定位，即X轴Y轴方向的定位；
(2)夹钳两侧下半部分新增2对水平方向对射式光电开关——对射式光电开关1和对射式光电开关2，用于高度方向钢卷卷心的定位，即Z轴方向的定位；
(3)夹钳顶部两边边缘各新增1对垂直方向对射式光电开关——对射式光电开关3和对射式光电开关4，用于检测钢卷边缘；
(4)大车和小车从原始点1(位置1)出发，程序对大小车目标位置和当前实际位置进行比较，当△X＝|X目标位置-X实际位置|<10mm且△Y＝|Y目标位置-Y实际位置|<10mm时，到达钢卷2(位置2)坐标，夹钳开始高速下降；
(5)当对射式光电开关2被钢卷上部遮挡住时(位置3)，夹钳开始低速下降，直到对射式光电开关2和对射式光电开关1都未被遮挡(位置4)，夹钳停止下降；
(6)此时夹钳已自动定位到钢卷卷心，夹钳开始关闭进行夹卷操作；
(7)当对射式光电开关3和对射式光电开关4被遮挡时(位置5)，停止夹卷，夹钳开始上升，进行吊起操作，将钢卷吊走。
2.根据权利要求1所述的一种钢卷卷心的自动定位方法，其特征在于：所述激光测距传感器1检测大车的位置，即X轴方向的位置；激光测距传感器2检测小车的位置，即Y轴方向的位置；两者配合，用于水平方向钢卷卷心的定位，即X轴Y轴方向的定位。
3.根据权利要求1所述的一种钢卷卷心的自动定位方法，其特征在于：所述对射式光电开关1和对射式光电开关2分别位于钳脚的上方和下方(位置可调)，在竖直方向上间距约为钢卷半径。
4.根据权利要求1所述的一种钢卷卷心的自动定位方法，其特征在于：所述对射式光电开关3和对射式光电开关4，分别靠近两侧夹钳臂(位置可调)，用于检测钢卷边缘，防止夹钳夹紧后接触钢卷两侧而损伤钢卷。
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