CN111737843B - 一种消除全自动两层钢卷堆放悬空的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种消除全自动两层钢卷堆放悬空的方法，所述方法包括以下步骤：步骤1)建立一种防两层卷堆放悬空的计算模型；步骤2)通过计算模型确定两个相邻两层卷不干涉的计算方法；步骤3)根据现场生产实践或经验，总结出合理β间距值或修正率。该技术方案应用于全自动化大型仓库高度智能集成类设备，解决成品库房实现双层堆放，完全消除两层相邻钢卷因多种原因导致位置相互干涉而出现的堆放悬空的安全隐患，提高仓库和设备的使用效率。

Description

一种消除全自动两层钢卷堆放悬空的方法
技术领域
本发明涉及一种堆放方法，具体涉及一种消除全自动两层钢卷堆放悬空的方法，属于仓储以及自动化吊装技术领域。
背景技术
生产过程中，出现过多次钢卷在全自动运行堆放状态下，相邻两个两层钢卷发生位置相互干涉，卷间相互挤压碰擦，出现多次两层钢卷堆放悬空的安全隐患，如两层悬空钢卷正好处于鞍座的顶端时，便可能会导致两层钢卷坍塌的质量和安全事故。为了解决钢卷堆放的问题，本领域的技术人员也在尝试不同的方法，例如，改变堆放装置等等，现有技术中的方法虽然在一定程度了可以环节堆放问题，但是没有办法解决两层卷堆放悬空的技术难题，因此，迫切的需要一种新的方案解决上述技术问题。
发明内容
本发明正是针对现有技术中存在的问题，提供一种消除全自动两层钢卷堆放悬空的方法，该技术方案应用于全自动化大型仓库高度智能集成类设备，解决成品库房实现双层堆放，完全消除两层相邻钢卷因多种原因导致位置相互干涉而出现的堆放悬空的安全隐患，提高仓库和设备的使用效率。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种消除全自动两层钢卷堆放悬空的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1)建立一种防两层卷堆放悬空的计算模型；
步骤2)通过计算模型确定两个相邻两层卷不干涉的计算方法；
步骤3)根据现场生产实践或经验，总结出合理β间距值或修正率。
作为本发明的一种改进，所述步骤1)建立一种防两层卷堆放悬空的计算模型，具体如下，建为底层3卷两层2卷的防两层卷堆放悬空的计算模型。
作为本发明的一种改进，所述步骤2)通过计算模型确定两个相邻两层卷不干涉的计算方法，具体如下，应用防止两层卷堆放悬空的计算模型，UACS系统分别计算同列堆放的底层钢卷1、钢卷2和钢卷4中心位置，其横坐标x1，x2，x4由鞍座的凹槽中心位置确定，其纵坐标y1＝r1，y2＝r2，y4＝r4，r1，r2，r4均由激光扫描系统(SRS)直接扫描得出，然后两层卷3(x3,y3)的中心位置坐标根据钢卷1和钢卷2的坐标计算出，两层卷5(x5,y5)的中心位置坐标根据钢卷2和钢卷4的坐标计算出，最后UACS系统根据计算模型计算出相邻的两个两层卷的距离，再针对性提出并增加相邻两层卷两层卷3(x3,y3)和卷5(x5,y5)间不干涉的约束条件。
作为本发明的一种改进，所述步骤1)中建立一种防两层卷堆放悬空的计算模型还包括以下步骤：
11)制作了一种专用堆放双层钢卷定位的整体式鞍座；
12)在全自动库过道的装卸车位正上方安装激光成像定位系统(SRS系统)；
13)自动无人行车的各机构定位改造；
14)无人自动化仓库采用UACS系统。
作为本发明的一种改进，所述步骤11)中整体式鞍座由鞍座钢板1，鞍座固定耳3和棉护垫2组成，每500mm形成一个鞍座凹槽，凹槽用于放置卧卷，多个凹槽形成长15米的长波浪形鞍座，形成整体式钢制鞍座4，最后在整体鞍座4的固定位3处，用膨胀螺丝将其与地面进行固定。为保证吊装质量，整体鞍座架4上方铺设有棉护垫2。底层卷通过放置在鞍座凹槽，实现了精确定位其位置信息，图4中各底层卷的坐标卷1(x1,y1)卷2(x2,y2)卷4(x4,y4)信息，两层卷3(x3,y3)卷5(x5,y5)坐标则通过UACS系统计算求出。
作为本发明的一种改进，所述步骤14)无人自动化仓库采用UACS系统，具体如下，通过计算模型和UACS系统，按照防两层卷堆放悬空的计算模型计算出各种需要的数据，计算出堆放的一层卷：钢卷1的中心位置坐标为(x1,y1)和钢卷2的中心位置坐标为(x2,y2)、然后根据钢卷1和钢卷2的坐标计算出二层卷3(x3,y3)的中心位置坐标，同理：钢卷2的中心位置坐标为(x2,y2)和钢卷4的中心位置坐标为(x4,y4)、然后根据钢卷2和钢卷4的坐标计算出二层卷5(x5,y5)的中心位置坐标，最后根据需要计算出防两层卷堆放悬空的合理间隙β值，出库作业时，计算出库车辆的装载钢卷数量，生成钢卷在车辆上的具体布局，并给出相应的物理位置，自动实现双层卷倒垛，自动识别需要倒垛的钢卷，确定倒垛顺序和放置库位。
相对于现有技术，本发明具有如下优点，1、该技术方案消除了两层卷堆放悬空安全隐患；2、降低了两层卷坍塌事故可能；3、吊装质量得到提升；4、建立了两层卷不悬空堆放的计算模型；5、采用了相邻两层卷间不干涉的约束条件；6、作业模式高度标准化；7、整体效率较高。
附图说明
图1：波浪形鞍座结构示意图；
图2：出现两层卷堆放悬空简图；
图3：两层卷堆放计算模型；
图4：防两层卷堆放悬空的计算模型；
图中：1、鞍座波浪板，2、质量保护垫，3、鞍座固定耳，4、波浪形鞍座，5、底层卷，6、正常放置两层卷，7、两层堆放悬空卷；
卷1中心坐标为(x1,y1)；卷2中心坐标为(x2,y2)；卷3中心坐标为(x3,y3)；卷4中心坐标为(x4,y4)；卷5中心坐标为(x5,y5)；β为两个相邻两层卷间隙。
具体实施方式：
为了加深对本发明的理解，下面结合附图对本实施例做详细的说明。
实施例1：参见图1-图4，一种消除全自动两层钢卷堆放悬空的方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1)建立一种防两层卷堆放悬空的计算模型；
步骤2)通过计算模型确定两个相邻两层卷不干涉的计算方法；
步骤3)根据现场生产实践或经验，总结出合理β间距值或修正率。
所述步骤1)建立一种防两层卷堆放悬空的计算模型，具体如下，建为底层3卷两层2卷的防两层卷堆放悬空的计算模型。
所述步骤2)通过计算模型确定两个相邻两层卷不干涉的计算方法，具体如下，应用防止两层卷堆放悬空的计算模型，如图4，UACS系统分别计算同列堆放的底层钢卷1、钢卷2和钢卷4中心位置，其横坐标x1，x2，x4由鞍座的凹槽中心位置确定，其纵坐标y1＝r1，y2＝r2，y4＝r4，r1，r2，r4均由激光扫描系统(SRS)直接扫描得出，然后两层卷3(x3,y3)的中心位置坐标根据钢卷1和钢卷2的坐标计算出，两层卷5(x5,y5)的中心位置坐标根据钢卷2和钢卷4的坐标计算出，最后UACS系统根据计算模型计算出相邻的两个两层卷的距离，再针对性提出并增加相邻两层卷两层卷3(x3,y3)和卷5(x5,y5)间不干涉的约束条件。
所述步骤1)中建立一种防两层卷堆放悬空的计算模型还包括以下步骤：
11)制作了一种专用堆放双层钢卷定位的整体式鞍座；
12)在全自动库过道的装卸车位正上方安装激光成像定位系统(SRS系统)；
13)自动无人行车的各机构定位改造；
14)无人自动化仓库采用UACS系统。
所述步骤11)中整体式鞍座由鞍座钢板1，鞍座固定耳3和棉护垫2组成，每500mm形成一个鞍座凹槽，凹槽用于放置卧卷，多个凹槽形成长15米的长波浪形鞍座，形成整体式钢制鞍座4，最后在整体鞍座4的固定位3处，用膨胀螺丝将其与地面进行固定。为保证吊装质量，整体鞍座架4上方铺设有棉护垫2。底层卷通过放置在鞍座凹槽，实现了精确定位其位置信息(如图4中各底层卷的坐标卷1(x1,y1)卷2(x2,y2)卷4(x4,y4)信息，两层卷3(x3,y3)卷5(x5,y5)坐标则通过UACS系统计算求出)。
所述12)在全自动库过道的装卸车位正上方安装激光成像定位系统(SRS系统)；
为消除全自动两层钢卷堆放悬空现象，必须通过防两层卷堆放悬空的计算模型(图4)的计算，则需要激光成像定位系统扫描入库车辆上的钢卷各种信息，在UACS系统生成相应的入库的底层卷和双层卷的物理位置，扫描入库车辆的鞍座信息或双层钢卷的各种信息(如获得各卷的半径r1,r2,r3,r4,r5，卷宽度，卷重量等等数值)，并将上述信息反馈回UACS系统。
所述13)自动无人行车的各机构定位改造，具体如下，行车改造增加大车编码尺精确定位系统，小车激光测距定位系统，夹具防摇系统等等功能，确保钢卷吊装和定位的准确性，同时有力保障了吊装质量并将钢卷精确吊装在指定位置上，实现了两层卷的精确堆放。
所述步骤14)无人自动化仓库采用UACS系统，具体如下，
通过计算模型和UACS系统，按照防两层卷堆放悬空的计算模型计算出各种需要的数据，计算出堆放的一层卷：钢卷1的中心位置坐标为(x1,y1)和钢卷2的中心位置坐标为(x2,y2)、然后根据钢卷1和钢卷2的坐标计算出二层卷3(x3,y3)的中心位置坐标，同理：钢卷2的中心位置坐标为(x2,y2)和钢卷4的中心位置坐标为(x4,y4)、然后根据钢卷2和钢卷4的坐标计算出二层卷5(x5,y5)的中心位置坐标，最后根据需要计算出防两层卷堆放悬空的合理间隙β值，出库作业时，计算出库车辆的装载钢卷数量，生成钢卷在车辆上的具体布局，并给出相应的物理位置，自动实现双层卷倒垛，自动识别需要倒垛的钢卷，确定倒垛顺序和放置库位。
工作原理：参见图1-图4，
入库车辆要求在无人库固定的扫描点停车，随后启动激光成像定位系统(SRS系统)，对车辆上的几个钢卷进行扫描，确定钢卷的实物信息(如卷半径，宽度等)。扫描操作向系统提供了两种关键数据：钢卷在车上的逻辑位置，钢卷的材料号。车上每个钢卷的逻辑位置和材料号进入系统之后，理货人员对钢卷的质量信息进行判定并确认吊装。每个入库车辆上钢卷的实物信息和入库车编号绑定在一起。并将信息反馈回UACS系统处理。
有效信息收集后，UACS系统根据新建的防两层卷堆放悬空的计算模型(图4)，计算出同列堆放的一层卷、两层卷的中心位置。例如：钢卷1和钢卷2为底层的同一列的相邻钢卷，钢卷3叠放在钢卷1和钢卷2之上；钢卷1的中心位置坐标为(x1,y1)，半径为r1；钢卷2的中心位置坐标为(x2,y2)，半径为r2；钢卷3的半径为r3；根据公式计算出钢卷3的中心位置坐标(x3,y3)。计算公式如下：
由(图4)知，x1，x2，r1，r2，r3都已知，此处y1＝r1，y2＝r2，根据上面公式可以求出卷3中心坐标(x3，y3)的数值。
同样计算原理：钢卷2和钢卷4为底层的同一列的相邻钢卷，钢卷5叠放在钢卷2和钢卷4之上(图4)；钢卷2的中心位置坐标为(x2,y2)，半径为r2；钢卷4的中心位置坐标为(x4,y4)，半径为r4；钢卷5的半径为r5；根据公式计算出钢卷5的中心位置坐标(x5,y5)。计算公式如下：
由(图4)知，x4，x2，r4，r2，r5都已知，此处y2＝r2，y4＝r4，根据上面公式可以求出卷5中心坐标(x5，y5)的数值。
在UACS系统计算出两层钢卷3的中心坐标(x3,y3)和相临两层卷5的中心坐标(x5，y5)的数值后，再计算出相临两层卷3和卷5的中心间距，计算公式如下：
(x5-x3)2+(y5-y3)2＝(r3+r5+β)2
式中：x3，y3，x5，y5，r3，r5都已知，故可以计算出β值。
应用防两层卷堆放悬空的计算模型(图4)，设定出的两层卷5的放置条件。例如设定β经验取值200mm，当计算的β大于或等于200mm，则可以推荐两层卷5位置的库位，反之如果计算出值β小于200mm，则不允许推荐卷5堆放的库位。这样确保不会出现两个相邻的两层卷干涉情况出现，确保避免出现两层卷堆放悬空的可能。
UACS系统在确定接收到满足两层卷5的放置条件后，开始发出吊装的指令给全自动行车系统，行车进行钢卷的吊装作业，将钢卷5精确放置在指定库位。这样就实现了消除全自动两层钢卷堆放悬空的操作。
同样在系统接收到出库计划后，在钢卷要出库前，对压在上钢卷上的钢卷进行倒垛，同样要经过防两层卷堆放悬空的计算模型(图4)计算，按照堆放规则，对钢卷重新推荐库位；在仓库行车处于空闲状态时，系统启动对库位的优化计算，由系统根据库场内物料最优位置方案，对一个或多个钢卷进行倒垛计算，同样采用防两层卷堆放悬空的计算模型(图4)，确保推荐卷5的放置条件为计算出值大于等于β设定值的条件，其目的是确保避免出现两层卷堆放悬空的可能，同时也提高后续入出库作业的效率。
需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。

Claims (2)

1.一种消除全自动两层钢卷堆放悬空的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1)建立一种防两层卷堆放悬空的计算模型；
步骤2)通过计算模型确定两个相邻两层卷不干涉的计算方法；
步骤3)根据现场生产实践或经验，总结出合理β间距值或修正率，所述步骤1)建立一种防两层卷堆放悬空的计算模型，具体如下，建为底层3卷两层2卷的防两层卷堆放悬空的计算模型，所述步骤2)通过计算模型确定两个相邻两层卷不干涉的计算方法，具体如下，应用防止两层卷堆放悬空的计算模型，UACS系统分别计算同列堆放的底层钢卷1、钢卷2和钢卷4中心位置，其横坐标x1，x2，x4由鞍座的凹槽中心位置确定，其纵坐标y1＝r1，y2＝r2，y4＝r4，r1，
r2，r4均由激光扫描系统直接扫描得出，然后两层卷3(x3,y3)的中心位置坐标根据钢卷1和钢卷2的坐标计算出，两层卷5(x5,y5)的中心位置坐标根据钢卷2和钢卷4的坐标计算出，最后UACS系统根据计算模型计算出相邻的两个两层卷的距离，再针对性提出并增加相邻两层卷两层卷3(x3,y3)和卷5(x5,y5)间不干涉的约束条件，
所述步骤1)中建立一种防两层卷堆放悬空的计算模型还包括以下步骤：
11)制作了一种专用堆放双层钢卷定位的整体式鞍座；
12)在全自动库过道的装卸车位正上方安装激光成像定位系统；
13)自动无人行车的各机构定位改造；
14)无人自动化仓库采用UACS系统；
所述步骤14)无人自动化仓库采用UACS系统，具体如下，
通过计算模型和UACS系统，按照防两层卷堆放悬空的计算模型计算出各种需要的数据，计算出堆放的一层卷：钢卷1的中心位置坐标为(x1,y1)和钢卷2的中心位置坐标为(x2,y2)、然后根据钢卷1和钢卷2的坐标计算出二层卷3(x3,y3)的中心位置坐标，同理：钢卷2的中心位置坐标为(x2,y2)和钢卷4的中心位置坐标为(x4,y4)、然后根据钢卷2和钢卷4的坐标计算出二层卷5(x5,y5)的中心位置坐标，最后根据需要计算出防两层卷堆放悬空的合理间隙β值，出库作业时，计算出库车辆的装载钢卷数量，生成钢卷在车辆上的具体布局，并给出相应的物理位置，自动实现双层卷倒垛，自动识别需要倒垛的钢卷，确定倒垛顺序和放置库位。
2.根据权利要求1所述的消除全自动两层钢卷堆放悬空的方法，其特征在于，所述步骤11)中整体式鞍座由鞍座钢板，鞍座固定耳和棉护垫组成，每500mm形成一个鞍座凹槽，凹槽用于放置卧卷，多个凹槽形成长15米的长波浪形鞍座，形成整体式钢制鞍座，最后在整体鞍座的固定位3处，用膨胀螺丝将其与地面进行固定。
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