CN110329961A - 飞叉装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种飞叉装置及其控制方法，应用于垛装产品智能无人装车系统，所述飞叉包含外门架、内门架、顶升机构、货叉架、臂板、控制模块，所述液压传动装置的底部安装在底板上，所述液压传动装置推动内门架的顶部滑块板能够沿内外门架凹槽型轨道上下移动，从而带动货叉架上下移动，所述外门架上设置有多个传感器，用于感应内门架的顶部滑块板的位置，所述第一测距传感器用于测量内门架底部板与外门架底板之间的相对距离，借助多个传感器实现货叉架叉取和放置货物码垛时的精确位置控制。

Description

飞叉装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种飞叉装置及其控制方法，属于智能制造领域。

背景技术

在智能制造领域，货物出货是必须进行的制造环节之一，且是工厂制造的最后的一个环节，其作业效率直接影响整个制造系统的整体效率，该环节的装备是智能化工厂的必备装备，具有适用面广，通用性要求高等特点。目前，如何将码垛好的货物整垛地从出库工位运送至装车工位是智能无人装车系统的重点问题。叉取和运送货物如何实现高的位置精度，尤其是提升和放下时的高位置精度，仍然是该领域智能装备的难点。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种能够实现高位置精度取放码垛货物的飞叉及其控制方法。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种飞叉装置，应用于垛装产品智能无人装车系统，所述飞叉顶端铰接在桥式行车上，所述飞叉在桥式行车带动下进行二维平面内的位置移动，所述飞叉包含外门架、内门架、顶升机构、货叉架、臂板、控制模块，所述外门架设置有左立柱、右立柱和底板，所述左立柱和右立柱内壁上均设置有内凹槽型轨道，所述内门架设置有左支柱、右支柱、顶部滑块板和底部板，所述顶部滑块板的左右两端设置有嵌入部，所述左右两端的嵌入部分别嵌入外门架左立柱和右立柱的内凹槽型轨道内，从而所述顶部滑块板能够沿内凹槽型轨道上下移动，所述外门架左立柱上从上向下依次设置有上限位传感器、上中位传感器、上减速传感器、叉取位传感器、下限位传感器，所述内门架的底部板上表面设置有第一测距传感器，所述第一测距传感器朝向外门架的底板下表面，用于测量底部板与底板之间的相对距离，所述顶升机构设置有液压传动装置，所述液压传动装置的底部安装在底板上，所述控制模块设置有存储单元，所述上限位传感器、上中位传感器、上减速传感器、叉取位传感器、下限位传感器、第一测距传感器的输出端口分别与控制模块的输入端口相连接，所述液压传动装置的输入端口与控制模块的输出端口相连接。

所述外门架的左立柱、右立柱顶端分别设置有铰接装置，所述货叉架安装在内门架的下端，所述臂板包含左臂板和右臂板，左臂板和右臂板分别安装在外门架的左立柱和右立柱上，所述液压传动装置包含第一液压传动装置和第二液压传动装置，所述第一液压传动装置和第二液压传动装置分别设置有顶出部，所述第一液压传动装置顶出部与内门架的左支柱连接，所述第二液压传动装置顶出部与内门架的右支柱连接。

所述顶部滑块板的厚度大于左立柱的厚度，所述上限位传感器、上中位传感器、上减速传感器、叉取位传感器、下限位传感器均为金属接近开关，所述控制模块实时接收上限位传感器、上中位传感器、上减速传感器、叉取位传感器、下限位传感器、第一测距传感器的输出信号，所述货叉架上设置有推出器属具和货叉属具，所述推出器属具的输入端口与控制模块连接，所述控制模块的输出端口与桥式行车的输入端口相连接。

飞叉装置控制方法，应用于垛装产品智能无人装车系统，其特征在于，所述方法包括：

S101：货叉架垂直位移至叉取位；

S102：桥式行车带动飞叉水平进动，货叉属具叉入出货装置；

S103：货叉架垂直位移至上中位；

S104：桥式行车带动飞叉移动至卸货位置；

S105：货叉架垂直下降；

S106：判断第一测距传感器测距值是否符合要求，若是，则进入下一步S107，若否，则进入S105；

S107：推出器属具推出货物。

货叉架垂直位移至叉取位，还包括：

控制模块输出控制信号给顶升机构的液压传动装置，液压传动装置带动内门架运动，从而实现货叉架的垂直位移，

所述内门架的顶部滑块板位移至与叉取位传感器处于同一水平高度时，叉取位传感器发送触发信号给控制模块，控制模块向液压传动装置发送控制信号停止液压传动装置的进动。

桥式行车带动飞叉水平进动，货叉属具叉入出货装置，还包括：

所述出货装置上有码垛货物，所述出货装置为码垛翻转器，

所述桥式行车带动飞叉水平进动，货叉属具上设置的叉齿叉入码垛的下方。

所述货叉架垂直位移至上中位，还包括:

控制模块输出控制信号给顶升机构的液压传动装置，液压传动装置带动内门架垂直向上运动，从而实现货叉架的垂直向上位移，

整个码垛货物被货叉架一起叉起来，码垛跟随飞叉一起向上运动，

所述内门架的顶部滑块板位移至与上减速传感器处于同一水平高度时，上减速传感器发送触发信号给控制模块，控制模块向液压传动装置发送控制信号停止液压传动装置的进动，由于控制信号及液压传动装置反应的延时，内门架的顶部滑块板会越过上减速传感器继续向上移动一段距离到达上中位传感器，

所述内门架的顶部滑块板位移至与上中位传感器处于同一水平高度时，上中位传感器发送触发信号给控制模块，控制模块向桥式行车发送控制信号，桥式行车开始移动。

所述桥式行车带动飞叉移动至卸货位置，还包括：

所述控制模块发送控制信号给桥式行车，其带动飞叉进行二维平面内的横向和纵向移动，到达卸货点的位置。

所述货叉架垂直下降，还包括：

控制模块输出控制信号给顶升机构的液压传动装置，液压传动装置带动内门架垂直向下运动，从而实现货叉架的垂直向下位移，

所述控制模块实时接收来自第一测距传感器输出的测距值，当测距值等于控制模块内存储的距离值时，控制模块向液压传动装置发送控制信号停止液压传动装置的进动。

所述推出器属具推出货物，还包括：

所述控制模块发送控制信号给推出器属具，推出器属具将货叉架上的码垛货物推出，完成码垛搬运，

推出器属具完成推出动作后，收回推出器属具至初始位置，

控制模块发送控制信号给桥式行车，其带动飞叉进行二维平面内的横向和纵向移动，到达步骤S101时的位置。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本技术方案综合考虑了系统的控制信号延时以及驱动装置的惯性，实现了整垛货物提升过程中的高位置精度，进一步采用测距传感器实时反馈货叉架下降过程中的高度值给控制系统，能够确保整垛货物放下过程中的高位置精度，避免发生下降过程中与下发承接货物装置的碰撞，能够有效避免码垛被抖动发生歪斜或者散垛的风险，能够有效提高作业效率和作业可靠性。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1为飞叉装置结构示意图。

图2为飞叉装置控制流程示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为实现预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

如图1-2所示，一种飞叉装置，应用于垛装产品智能无人装车系统，所述飞叉顶端铰接在桥式行车上，所述飞叉在桥式行车带动下进行二维平面内的位置移动，所述飞叉包含外门架1、内门架2、顶升机构3、货叉架4、臂板5、控制模块，所述臂板5顶部与桥式行车锁固，所述外门架1设置有左立柱6、右立柱7和底板8，所述左立柱6和右立柱7内壁上均设置有内凹槽型轨道，所述内门架2设置有左支柱、右支柱、顶部滑块板9和底部板10，所述顶部滑块板9的左右两端设置有嵌入部，所述左右两端的嵌入部分别嵌入外门架1左立柱6和右立柱7的内凹槽型轨道内，从而所述顶部滑块板9能够沿内凹槽型轨道上下移动，所述外门架1左立柱6上从上向下依次设置有上限位传感器11、上中位传感器12、上减速传感器13、叉取位传感器14、下限位传感器15，所述内门架2的底部板10上表面设置有第一测距传感器16，所述第一测距传感器16朝向外门架1的底板下表面，用于测量底部板10与底板8之间的相对距离，所述顶升机构3设置有液压传动装置，所述液压传动装置的底部安装在底板8上，所述控制模块设置有存储单元，所述上限位传感器11、上中位传感器12、上减速传感器13、叉取位传感器14、下限位传感器15、第一测距传感器16的输出端口分别与控制模块的输入端口相连接，所述液压传动装置的输入端口与控制模块的输出端口相连接。

所述外门架1的左立柱6、右立柱7顶端分别设置有铰接装置17，所述货叉架4安装在内门架的下端，所述臂板5包含左臂板和右臂板，左臂板和右臂板分别安装在外门架的左立柱6和右立柱7上，所述液压传动装置包含第一液压传动装置和第二液压传动装置，所述第一液压传动装置和第二液压传动装置分别设置有顶出部，所述第一液压传动装置顶出部与内门架2的左支柱连接，所述第二液压传动装置顶出部与内门架2的右支柱连接。

所述顶部滑块板9的厚度大于左立柱6的厚度，所述上限位传感器11、上中位传感器12、上减速传感器13、叉取位传感器14、下限位传感器15均为金属接近开关，

所述控制模块实时接收上限位传感器11、上中位传感器12、上减速传感器13、叉取位传感器14、下限位传感器15、第一测距传感器16的输出信号，所述货叉架上设置有推出器属具和货叉属具18，所述推出器属具的输入端口与控制模块连接，所述控制模块的输出端口与桥式行车的输入端口相连接。

飞叉装置控制方法，应用于垛装产品智能无人装车系统，其特征在于，所述方法包括：

S101：货叉架4垂直位移至叉取位；

S102：桥式行车带动飞叉水平进动，货叉属具18叉入出货装置；

S103：货叉架4垂直位移至上中位；

S104：桥式行车带动飞叉移动至卸货位置；

S105：货叉架4垂直下降；

S106：判断第一测距传感器16测距值是否符合要求，所述控制模块内存储有推出器属具推出货物时所需货叉架停留理应停留位置所对应的第一测距传感器16合理距离值范围，若是，则进入下一步S107，若否，则进入S105；

S107：推出器属具推出货物。

货叉架4垂直位移至叉取位，还包括：

控制模块输出控制信号给顶升机构3的液压传动装置，液压传动装置带动内门架运动，从而实现货叉架4的垂直位移，

所述内门架2的顶部滑块板9位移至与叉取位传感器14处于同一水平高度时，叉取位传感器14发送触发信号给控制模块，控制模块向液压传动装置发送控制信号停止液压传动装置的进动。

桥式行车带动飞叉水平进动，货叉属具18叉入出货装置，还包括：

所述出货装置上有码垛货物，所述出货装置为码垛翻转器，

所述桥式行车带动飞叉水平进动，货叉属具18上设置的叉齿叉入码垛的下方。

所述货叉架4垂直位移至上中位，还包括:

控制模块输出控制信号给顶升机构3的液压传动装置，液压传动装置带动内门架2垂直向上运动，从而实现货叉架4的垂直向上位移，

整个码垛货物被货叉架4一起叉起来，码垛跟随飞叉一起向上运动，

所述内门架2的顶部滑块板9位移至与上减速传感器13处于同一水平高度时，上减速传感器13发送触发信号给控制模块，控制模块向液压传动装置发送控制信号停止液压传动装置的进动，由于控制信号及液压传动装置反应的延时，内门架的顶部滑块板9会越过上减速传感器13继续向上移动一段距离到达上中位传感器12，

所述内门架2的顶部滑块板9位移至与上中位传感器12处于同一水平高度时，上中位传感器12发送触发信号给控制模块，控制模块向桥式行车发送控制信号，桥式行车开始移动。

所述桥式行车带动飞叉移动至卸货位置，还包括：

所述控制模块发送控制信号给桥式行车，其带动飞叉进行二维平面内的横向和纵向移动，到达卸货点的位置。

所述货叉架4垂直下降，还包括：

控制模块输出控制信号给顶升机构3的液压传动装置，液压传动装置带动内门架垂直向下运动，从而实现货叉架4的垂直向下位移，

所述控制模块实时接收来自第一测距传感器16输出的测距值，当测距值等于控制模块内存储的距离值时，控制模块向液压传动装置发送控制信号停止液压传动装置的进动。

所述推出器属具推出货物，还包括：

所述控制模块发送控制信号给推出器属具，推出器属具将货叉架4上的码垛货物推出，完成码垛搬运，

推出器属具完成推出动作后，收回推出器属具至初始位置，

控制模块发送控制信号给桥式行车，其带动飞叉进行二维平面内的横向和纵向移动，到达步骤S101时的位置。

上限位传感器11、上中位传感器12、上减速传感器13、叉取位传感器14、下限位传感器15输出给控制模块的输出为数字信号，当内门架2的顶部滑块板9与其处于同一水平高度时，其输出高电平信号给控制模块，否则输出低电平信号给控制模块。

所述液压传动装置为液路系统，所述液压传动装置液路系统包含液路电机和传动伺服阀，所述传动伺服阀设置于液压传动装置的液路上，所述控制模块输出给液路系统的控制信号为电压信号，用0～10V进行控制，低电压区间值0.5～4.5V对应液压传动装置推动顶部滑块板9上升，高电压区间值5.5～9.5V对应液压传动装置推动顶部滑块板9下降。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种飞叉装置，应用于垛装产品智能无人装车系统，所述飞叉顶端铰接在桥式行车上，所述飞叉在桥式行车带动下进行二维平面内的位置移动，其特征在于，所述飞叉包含外门架、内门架、顶升机构、货叉架、臂板、控制模块，所述外门架设置有左立柱、右立柱和底板，所述左立柱和右立柱内壁上均设置有内凹槽型轨道，所述内门架设置有左支柱、右支柱、顶部滑块板和底部板，所述顶部滑块板的左右两端设置有嵌入部，所述左右两端的嵌入部分别嵌入外门架左立柱和右立柱的内凹槽型轨道内，从而所述顶部滑块板能够沿内凹槽型轨道上下移动，所述外门架左立柱上从上向下依次设置有上限位传感器、上中位传感器、上减速传感器、叉取位传感器、下限位传感器，所述内门架的底部板上表面设置有第一测距传感器，所述第一测距传感器朝向外门架的底板下表面，用于测量底部板与底板之间的相对距离，所述顶升机构设置有液压传动装置，所述液压传动装置的底部安装在底板上，所述控制模块设置有存储单元，所述上限位传感器、上中位传感器、上减速传感器、叉取位传感器、下限位传感器、第一测距传感器的输出端口分别与控制模块的输入端口相连接，所述液压传动装置的输入端口与控制模块的输出端口相连接。

2.根据权利要求1所述飞叉装置，其特征在于，所述外门架的左立柱、右立柱顶端分别设置有铰接装置，所述货叉架安装在内门架的下端，所述臂板包含左臂板和右臂板，左臂板和右臂板分别安装在外门架的左立柱和右立柱上，所述液压传动装置包含第一液压传动装置和第二液压传动装置，所述第一液压传动装置和第二液压传动装置分别设置有顶出部，所述第一液压传动装置顶出部与内门架的左支柱连接，所述第二液压传动装置顶出部与内门架的右支柱连接。

3.根据权利要求1所述飞叉装置，其特征在于，所述顶部滑块板的厚度大于左立柱的厚度，所述上限位传感器、上中位传感器、上减速传感器、叉取位传感器、下限位传感器均为金属接近开关，所述控制模块实时接收上限位传感器、上中位传感器、上减速传感器、叉取位传感器、下限位传感器、第一测距传感器的输出信号，所述货叉架上设置有推出器属具和货叉属具，所述推出器属具的输入端口与控制模块连接，所述控制模块的输出端口与桥式行车的输入端口相连接。

4.飞叉装置控制方法，应用于垛装产品智能无人装车系统，其特征在于，所述方法包括：

S101：货叉架垂直位移至叉取位；

S102：桥式行车带动飞叉水平进动，货叉属具叉入出货装置；

S103：货叉架垂直位移至上中位；

S104：桥式行车带动飞叉移动至卸货位置；

S105：货叉架垂直下降；

S106：判断第一测距传感器测距值是否符合要求，若是，则进入下一步S107，若否，则进入S105；

S107：推出器属具推出货物。

5.根据权利要求4所述飞叉装置控制方法，其特征在于，货叉架垂直位移至叉取位，还包括：

控制模块输出控制信号给顶升机构的液压传动装置，液压传动装置带动内门架运动，从而实现货叉架的垂直位移，

所述内门架的顶部滑块板位移至与叉取位传感器处于同一水平高度时，叉取位传感器发送触发信号给控制模块，控制模块向液压传动装置发送控制信号停止液压传动装置的进动。

6.根据权利要求4所述飞叉装置控制方法，其特征在于，桥式行车带动飞叉水平进动，货叉属具叉入出货装置，还包括：

所述出货装置上有码垛货物，所述出货装置为码垛翻转器，

所述桥式行车带动飞叉水平进动，货叉属具上设置的叉齿叉入码垛的下方。

7.根据权利要求4所述飞叉装置控制方法，其特征在于，所述货叉架垂直位移至上中位，还包括:

控制模块输出控制信号给顶升机构的液压传动装置，液压传动装置带动内门架垂直向上运动，从而实现货叉架的垂直向上位移，

整个码垛货物被货叉架一起叉起来，码垛跟随飞叉一起向上运动，

所述内门架的顶部滑块板位移至与上减速传感器处于同一水平高度时，上减速传感器发送触发信号给控制模块，控制模块向液压传动装置发送控制信号停止液压传动装置的进动，由于控制信号及液压传动装置反应的延时，内门架的顶部滑块板会越过上减速传感器继续向上移动一段距离到达上中位传感器，

所述内门架的顶部滑块板位移至与上中位传感器处于同一水平高度时，上中位传感器发送触发信号给控制模块，控制模块向桥式行车发送控制信号，桥式行车开始移动。

8.根据权利要求4所述飞叉装置控制方法，其特征在于，所述桥式行车带动飞叉移动至卸货位置，还包括：

所述控制模块发送控制信号给桥式行车，其带动飞叉进行二维平面内的横向和纵向移动，到达卸货点的位置。

9.根据权利要求4所述飞叉装置控制方法，其特征在于，所述货叉架垂直下降，还包括：

控制模块输出控制信号给顶升机构的液压传动装置，液压传动装置带动内门架垂直向下运动，从而实现货叉架的垂直向下位移，

所述控制模块实时接收来自第一测距传感器输出的测距值，当测距值等于控制模块内存储的距离值时，控制模块向液压传动装置发送控制信号停止液压传动装置的进动。

10.根据权利要求4所述飞叉装置控制方法，其特征在于，所述推出器属具推出货物，还包括：

所述控制模块发送控制信号给推出器属具，推出器属具将货叉架上的码垛货物推出，完成码垛搬运，

推出器属具完成推出动作后，收回推出器属具至初始位置，

控制模块发送控制信号给桥式行车，其带动飞叉进行二维平面内的横向和纵向移动，到达步骤S101时的位置。