CN111842495B - 一种应用于立体仓库检测冷轧铝卷与套筒中心偏差的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种应用于立体仓库检测冷轧铝卷与套筒中心偏差的方法，提供一外形检测装置，外形检测装置的同一侧分别设置有铝卷检测光电传感器和套筒检测光电传感器；卷材运输小车将带套筒铝卷由托盘线取走，通过外形检测装置判断套筒以及铝卷进入与离开外形检测装置；根据钢套筒长度与铝卷宽度的不同，计算钢套筒与铝卷中心偏差，判断铝卷和用于卷取铝卷的套筒中心偏差是否在允许范围内后，若在允许的范围内则卷材运输小车将带套筒铝卷送入立体仓库；否则卷材运输小车报故障，停止运行，等待操作人员前来处理故障。本发明利用统一坐标以及坐标补偿的方式来准确计算铝卷和套筒的中心偏差，统一标准，规范了入库的卷材。

Description

一种应用于立体仓库检测冷轧铝卷与套筒中心偏差的方法
技术领域
本发明涉及铝加工领域，特别是一种应用于立体仓库检测冷轧铝卷与套筒中心偏差的方法。
背景技术
一种应用于铝加工厂的立体仓库，具备与冷轧机接口的存储设备，称为冷轧码头。从冷轧托盘线运输铝卷进入立体仓库运用卷材运输小车，为保证进入立体仓库的冷轧铝卷满足安全需求，尤其是铝卷和用于卷取铝卷的套筒中心偏差，需要严格控制，现有技术中对于铝卷与套筒的中心偏差把控不严格，没有统一的标准，套筒和卷材中心偏差不符合要求的卷材进入立体仓库，如果偏差过大，那么套筒某一边伸出卷材端面过多，在存取卷的过程中，套筒容易被碰撞到，把卷材直接从鞍座上撞翻，容易出现安全事故，无法保障存取卷过程中的安全需求，不利于安全生产，所以对铝卷与套筒中心偏差的研究非常重要。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种应用于立体仓库检测冷轧铝卷与套筒中心偏差的方法，利用统一坐标以及坐标补偿方式来准确计算铝卷和套筒的中心偏差，统一标准，规范了入库的卷材。。
本发明采用以下方案实现：一种应用于立体仓库检测冷轧铝卷与套筒中心偏差的方法，提供一外形检测装置，所述外形检测装置的同一侧分别设置有铝卷检测光电传感器和套筒检测光电传感器；卷材运输小车将带套筒铝卷由托盘线取走，通过外形检测装置判断套筒以及铝卷进入与离开外形检测装置；根据钢套筒长度与铝卷宽度的不同，计算钢套筒与铝卷中心偏差，判断铝卷和用于卷取铝卷的套筒中心偏差是否在允许范围内后，若在允许的范围内则卷材运输小车将带套筒铝卷送入立体仓库；否则，卷材运输小车报故障，停止运行，等待操作人员前来处理故障；其中，卷材运输小车在大车之上，大车位于轨道上，沿轨道所在X轴方向运动，卷材运输小车也是沿X轴方向运动，小车能够在大车上旋转180°；小车采用编码器记录位置，大车采用激光测距仪记录位置。
进一步地，所述通过外形检测装置判断套筒以及铝卷进入与离开外形检测装置的具体内容为：当铝卷进入外形检测装置时，铝卷检测光电传感器收到下降沿信号；当铝卷离开外形检测装置时，铝卷检测光电传感器收到上升沿信号；
当套筒进入外形检测装置时，套筒检测光电传感器收到下降沿信号；当套筒离开外形检测装置时，套筒检测光电传感器收到上升沿信号。
进一步地，根据钢套筒长度与铝卷宽度的不同，计算钢套筒与铝卷中心偏差，判断铝卷和用于卷取铝卷的套筒中心偏差是否在允许范围内的具体内容为：
测量得到套筒前端经过套筒检测光电传感器时，小车的编码器数值A1、套筒前端经过套筒检测光电传感器时，激光测距仪的数值A2；测量得到铝卷前端经过卷材检测光电传感器时，小车的编码器数值B1、铝卷前端经过卷材检测光电传感器时，激光测距仪的数值B2；测量得到铝卷后端经过卷材检测光电传感器时，小车的编码器数值C1、铝卷后端经过卷材检测光电传感器时，激光测距仪的数值C2；测量得到套筒后端经过套筒检测光电传感器时，小车的编码器数值D1、套筒后端经过套筒检测光电传感器时，激光测距仪的数值D2；
L1＝A1-B1 (1)
Figure BDA0002612508990000031
其中,L1为套筒前端伸出铝卷前端的距离，直接由小车编码器数值计算得出；k为行走相同距离，小车编码器数值变化量N与小车实际运动距离M的比值；
当小车处于收回位时，如果套筒和铝卷后端都通过了外形检测装置：
则：
L2＝C1-D1 (3)
L2为套筒后端伸出铝卷后端的距离，
当小车处于收回位时，如果铝卷已经通过外径检测装置，套筒还未通过外形检测装置：则：L2＝C1-(kX+b) (4)
其中，X＝(D2-A2)；b为小车处于收回位时，小车编码器数值；X的物理意义就是小车行程不够时，大车进行位移，将大车坐标统一到小车坐标，进行坐标换算，并坐标补偿的这一段距离；kX代表了坐标换算，将大车的坐标转换为了小车的坐标；A2为套筒前端端面经过套筒检测光电传感器时，激光测距仪数值，此时大车位于取卷位；
当小车处于收回位时，若铝卷与套筒都未通过外形检测装置：
则：L2＝k(C2-D2) (5)
该式进行了坐标换算，将大车的实际运动距离转换为了小车位移同样距离编码器数值变化量；
Figure BDA0002612508990000041
R为铝卷与其套筒中心偏差；
式(3)、(4)、(5)分别代表了3种情况下计算钢套筒与铝卷中心偏差的方式；式(4)中，进行了坐标换算，以及对小车编码器数值进行了坐标补偿；L1、L2都是小车坐标下的数据；若式(6)中的R的数值小于设定的铝卷与其套筒中心偏差，则认为该偏差值符合铝卷进入立体仓库的标准，否则，卷材运输小车报故障，停止运行，等待操作人员前来处理故障。
进一步地，从卷材运输小车开始取卷至外形检测装置外形检测结束的过程为：小车叉刀提升至套筒中心高度，大车由原点位开至取卷位，小车由收回位开至伸出位；随后小车叉刀将带套筒卷铝卷提升至提升位，接着小车叉刀由伸出位后退至收回位，带套筒铝卷经过外形检测装置的两个光电传感器；之后大车由取卷位后退至原点位，带套筒铝卷完全通过外形检测装置的两个光电传感器。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明利用统一坐标以及坐标补偿的方式来准确计算铝卷和套筒的中心偏差，统一标准，规范了入库的卷材。
附图说明
图1为本发明实施例的带套筒铝卷示意图，其中1为套筒前端经过套筒检测光电传感器时的位置，2为铝卷前端经过卷材检测光电传感器时的位置，3为铝卷后端经过卷材检测光电传感器时的位置，4为套筒后端经过套筒检测光电传感器时的位置，5为套筒，6为套筒后端伸出铝卷后端的距离所对应的编码器数值，记为L2，7为铝卷，8为卷材端面，9为套筒前端伸出铝卷前端的距离所对应的编码器数值，记为L1，10为套筒端面。
图2为本发明实施例的外形检测装置示意图，其中，11为铝卷检测光电传感器，12为套筒检测光电传感器，13为-最小卷径铝卷，14为套筒，15为最大卷径铝卷，16为外形检测装置支架，17为外形检测装置上的反光板。
图3为本发明实施例的大车小车示意图，其中，18为外形检测装置，19为小车叉刀，20为小车，21为小车伸出位，22为小车收回位，23为大车，24为大车轨道，25为大车原点位，26为大车上的反光板，27为大车取卷位，28为大车激光测距仪。
图4为本发明实施例的流程图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
如图4所示，本实施例提供一种应用于立体仓库检测冷轧铝卷与套筒中心偏差的方法，提供一外形检测装置，所述外形检测装置的同一侧分别设置有铝卷检测光电传感器11和套筒检测光电传感器12；卷材运输小车将带套筒铝卷由托盘线取走，通过外形检测装置判断套筒以及铝卷进入与离开外形检测装置；根据钢套筒长度与铝卷宽度的不同，计算钢套筒与铝卷中心偏差，判断铝卷和用于卷取铝卷的套筒中心偏差是
在大车之上，大车位于轨道上，沿轨道所在X轴方向运动，卷材运输小车也是沿X轴方向运动，小车能够在大车上旋转180°；小车采用编码器记录位置，大车采用激光测距仪记录位置。
在本实施例中，所述通过外形检测装置判断套筒以及铝卷进入与离开外形检测装置的具体内容为：当铝卷进入外形检测装置时，铝卷检测光电传感器11收到下降沿信号；当铝卷离开外形检测装置时，铝卷检测光电传感器11收到上升沿信号；
当套筒进入外形检测装置时，套筒检测光电传感器12收到下降沿信号；当套筒离开外形检测装置时，套筒检测光电传感器12收到上升沿信号。
如图1、2、3所示，在本实施例中，根据钢套筒长度与铝卷宽度的不同，计算钢套筒与铝卷中心偏差，判断铝卷和用于卷取铝卷的套筒中心偏差是否在允许范围内的具体内容为：
测量得到套筒前端经过套筒检测光电传感器12时，小车的编码器数值A1、套筒前端经过套筒检测光电传感器12时，激光测距仪的数值A2；测量得到铝卷前端经过卷材检测光电传感器时，小车的编码器数值B1、铝卷前端经过卷材检测光电传感器时，激光测距仪的数值B2；测量得到铝卷后端经过卷材检测光电传感器时，小车的编码器数值C1、铝卷后端经过卷材检测光电传感器时，激光测距仪的数值C2；测量得到套筒后端经过套筒检测光电传感器12时，小车的编码器数值D1、套筒后端经过套筒检测光电传感器12时，激光测距仪的数值D2；
L1＝A1-B1 (1)
Figure BDA0002612508990000071
其中,L1为套筒前端伸出铝卷前端的距离，直接由小车编码器数值计算得出；k为行走相同距离，小车编码器数值变化量N与小车实际运动距离M的比值；
当小车处于收回位时，如果套筒和铝卷后端都通过了外形检测装置：
则：
L2＝C1-D1 (3)
L2为套筒后端伸出铝卷后端的距离，
当小车处于收回位时，如果铝卷已经通过外径检测装置，套筒还未通过外形检测装置：则：L2＝C1-(kX+b) (4)
其中，X＝(D2-A2)；b为小车处于收回位时，小车编码器数值；X的物理意义就是小车行程不够时，大车进行位移，将大车坐标统一到小车坐标，进行坐标换算，并坐标补偿的这一段距离；公式(4)整个式子进行了坐标换算和坐标补偿，kX代表了坐标换算，将大车的坐标转换为了小车的坐标；A2为套筒前端端面经过套筒检测光电传感器12时，激光测距仪数值，此时大车位于取卷位；(kX+b)表示经过了小车行程不够，不足以直接测量出D1数值，大车由取卷位向原点位运动过程中，进行坐标换算，并对小车坐标补偿，小车此时实际位置的等效编码器数值。小车坐标下，以编码器数值记录位置数据；大车坐标下，以激光测距仪测量的数值记录位置数据。k为行走相同距离，小车编码器数值变化量N与小车实际运动距离M的比值，通过系数k可以实现坐标换算。
当小车处于收回位时，若铝卷与套筒都未通过外形检测装置：
则：
L2＝k(C2-D2) (5)
该式进行了坐标换算，将大车的实际运动距离转换为了小车位移同样距离编码器数值变化量；
Figure BDA0002612508990000081
R为铝卷与其套筒中心偏差；
式(3)、(4)、(5)分别代表了3种情况下计算钢套筒与铝卷中心偏差的方式；式(4)中，进行了坐标换算，以及对小车编码器数值进行了坐标补偿；L1、L2都是小车坐标下的数据；若式(6)中的R的数值小于设定的铝卷与其套筒中心偏差，则认为该偏差值符合铝卷进入立体仓库的标准，否则，卷材运输小车报故障，停止运行，等待操作人员前来处理故障。
在本实施例中，从卷材运输小车开始取卷至外形检测装置外形检测结束的过程为：小车叉刀提升至套筒中心高度，大车由原点位开至取卷位，小车由收回位开至伸出位；随后小车叉刀将带套筒卷铝卷提升至提升位，接着小车叉刀由伸出位后退至收回位，带套筒铝卷经过外形检测装置的两个光电传感器；之后大车由取卷位后退至原点位，带套筒铝卷完全通过外形检测装置的两个光电传感器。
较佳的，在本实施例中，小车和大车记录位置的方式相当于通用的子母车设计，子车采用编码器定位，母车采用激光测距仪定位。编码器位于小车的电机上，属于常规操作。激光测距仪固定在墙上，或者其它位置固定的支架上，都可以，也属于常规操作。
较佳的，在本实施例中，在计算冷轧铝卷与其套筒中心偏差时，主要运用外形检测装置光电传感器、编码器、激光测距仪，记录了A1A2B1B2C1C2D1D2各点的对应大小车坐标下的位置，实现了L1、L2数值的计算，其中大小车之间存在坐标换算统一的需求，以上设备采集的数据共同构成了检测进入立体仓库的冷轧铝卷与其套筒中心偏差的计算。通过该方法，利用统一坐标以及坐标补偿的方式来准确计算铝卷和套筒的中心偏差，统一标准，规范了入库的卷材。
卷材运输小车将带套筒铝卷由托盘线取走，经过外形检测，判断铝卷和用于卷取铝卷的套筒中心偏差在允许范围内后，卷材运输小车将带套筒铝卷送入立体仓库。
外形检测装置存在两个光电传感器，用于判断套筒以及铝卷进入与离开外形检测装置。小车采用编码器记录位置，大车采用激光测距仪记录位置。大车位于轨道上，沿轨道所在X轴方向运动。小车在大车之上，也是沿X轴方向运动，小车可以在大车上旋转180°；外形检测装置具有用于检测钢套筒以及铝卷的光电传感器；小车与大车的坐标并不统一，小车采用编码器记录其位置数值，大车采用激光测距仪记录其位置数值。
在带钢套筒铝卷经过外形检测装置过程中，根据钢套筒长度与铝卷宽度的不同，计算钢套筒与铝卷中心偏差可以分为三种情况。钢套筒较短且铝卷卷宽较窄时，无需进行统一坐标进行换算。如果钢套筒较长，那么小车行程不够，则需要统一坐标，进行坐标补偿。
如图1所示，1-记为A1A2，实际位置为同一个点。A1为套筒前端经过套筒检测光电传感器12时，小车的编码器数值。A2为套筒前端经过套筒检测光电传感器12时，激光测距仪的数值。2-记为B1B2，实际位置为同一个点，B1为铝卷前端经过卷材检测光电传感器时，小车的编码器数值。B2为铝卷前端经过卷材检测光电传感器时，激光测距仪的数值。
3-记为C1C2，实际位置为同一个点，C1为铝卷后端经过卷材检测光电传感器时，小车的编码器数值。C2为铝卷后端经过卷材检测光电传感器时，激光测距仪的数值。
4-记为D1D2，实际位置为同一个点，D1为套筒后端经过套筒检测光电传感器12时，小车的编码器数值。D2为套筒后端经过套筒检测光电传感器12时，激光测距仪的数值。
5为套筒，前端与后端是为方便后续计算，定义的方向。带套筒铝卷进入外形检测装置过程中，由前端进入，后端离开；套筒后端伸出铝卷后端的距离所对应的编码器数值，记为L2，套筒前端伸出铝卷前端的距离所对应的编码器数值，记为L1。
在图2中当铝卷进入外形检测装置时，收到下降沿信号；当铝卷离开外形检测装置时，收到上升沿信号；当套筒进入外形检测装置时，收到下降沿信号；当套筒离开外形检测装置时，收到上升沿信号；图2中的反光板，用于反射光电传感器发射出的红外线；图3中小车叉刀，虚线画出的其位置较高为提升位，实线表示的为未抬起时的叉刀原点位；小车伸出位，实线绘制的小车所处位置；小车收回位，虚线绘制的小车所处位置；图3中的大车激光测距仪，用于测量大车当前的位置。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (3)

1.一种应用于立体仓库检测冷轧铝卷与套筒中心偏差的方法，提供一外形检测装置，所述外形检测装置的同一侧分别设置有铝卷检测光电传感器和套筒检测光电传感器；其特征在于：卷材运输小车将带套筒铝卷由托盘线取走，通过外形检测装置判断套筒以及铝卷进入与离开外形检测装置；根据钢套筒长度与铝卷宽度的不同，计算钢套筒与铝卷中心偏差，判断铝卷和用于卷取铝卷的套筒中心偏差是否在允许范围内后，若在允许的范围内则卷材运输小车将带套筒铝卷送入立体仓库；否则，卷材运输小车报故障，停止运行，等待操作人员前来处理故障；其中，卷材运输小车在大车之上，大车位于轨道上，沿轨道所在X轴方向运动，卷材运输小车也是沿X轴方向运动，小车能够在大车上旋转180°；小车采用编码器记录位置，大车采用激光测距仪记录位置；
根据钢套筒长度与铝卷宽度的不同，计算钢套筒与铝卷中心偏差，判断铝卷和用于卷取铝卷的套筒中心偏差是否在允许范围内的具体内容为：
测量得到套筒前端经过套筒检测光电传感器时，小车的编码器数值A1、套筒前端经过套筒检测光电传感器时，激光测距仪的数值A2；测量得到铝卷前端经过卷材检测光电传感器时，小车的编码器数值B1、铝卷前端经过卷材检测光电传感器时，激光测距仪的数值B2；测量得到铝卷后端经过卷材检测光电传感器时，小车的编码器数值C1、铝卷后端经过卷材检测光电传感器时，激光测距仪的数值C2；测量得到套筒后端经过套筒检测光电传感器时，小车的编码器数值D1、套筒后端经过套筒检测光电传感器时，激光测距仪的数值D2；
L1＝A1-B1 (1)
Figure FDA0003520043180000021
其中，L1为套筒前端伸出铝卷前端的距离，直接由小车编码器数值计算得出；k为行走相同距离，小车编码器数值变化量N与小车实际运动距离M的比值；
当小车处于收回位时，如果套筒和铝卷后端都通过了外形检测装置：
则：L2＝C1-D1 (3)
L2为套筒后端伸出铝卷后端的距离，
当小车处于收回位时，如果铝卷已经通过外径检测装置，套筒还未通过外形检测装置：则：L2＝C1-(kX+b) (4)
其中，X＝(D2-A2)；b为小车处于收回位时，小车编码器数值；X的物理意义就是小车行程不够时，大车进行位移，将大车坐标统一到小车坐标，进行坐标换算，并坐标补偿的这一段距离；kX代表了坐标换算，将大车的坐标转换为了小车的坐标；A2为套筒前端端面经过套筒检测光电传感器时，激光测距仪数值，此时大车位于取卷位；
当小车处于收回位时，若铝卷与套筒都未通过外形检测装置：
则：L2＝k(C2-D2) (5)
该式进行了坐标换算，将大车的实际运动距离转换为了小车位移同样距离编码器数值变化量；
Figure FDA0003520043180000031
R为铝卷与其套筒中心偏差；
式(3)、(4)、(5)分别代表了3种情况下计算钢套筒与铝卷中心偏差的方式；式(4)中，进行了坐标换算，以及对小车编码器数值进行了坐标补偿；L1、L2都是小车坐标下的数据；若式(6)中的R的数值小于设定的铝卷与其套筒中心偏差，则认为该偏差值符合铝卷进入立体仓库的标准，否则，卷材运输小车报故障，停止运行，等待操作人员前来处理故障。
2.根据权利要求1所述的一种应用于立体仓库检测冷轧铝卷与套筒中心偏差的方法，其特征在于：所述通过外形检测装置判断套筒以及铝卷进入与离开外形检测装置的具体内容为：当铝卷进入外形检测装置时，铝卷检测光电传感器收到下降沿信号；当铝卷离开外形检测装置时，铝卷检测光电传感器收到上升沿信号；
当套筒进入外形检测装置时，套筒检测光电传感器收到下降沿信号；
当套筒离开外形检测装置时，套筒检测光电传感器收到上升沿信号。
3.根据权利要求1所述的一种应用于立体仓库检测冷轧铝卷与套筒中心偏差的方法，其特征在于：从卷材运输小车开始取卷至外形检测装置外形检测结束的过程为：小车叉刀提升至套筒中心高度，大车由原点位开至取卷位，小车由收回位开至伸出位；随后小车叉刀将带套筒卷铝卷提升至提升位，接着小车叉刀由伸出位后退至收回位，带套筒铝卷经过外形检测装置的两个光电传感器；之后大车由取卷位后退至原点位，带套筒铝卷完全通过外形检测装置的两个光电传感器。
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Application publication date: 20201030

Assignee: ZHONGLV SOUTHEAST MATERIAL INSTITUTE (FUJIAN) TECHNOLOGY CO.,LTD.

Assignor: CHALCO RUIMIN Co.,Ltd.

Contract record no.: X2023350000443

Denomination of invention: A method for detecting the center deviation between cold-rolled aluminum coils and sleeves in a three-dimensional warehouse

Granted publication date: 20220527

License type: Common License

Record date: 20231205