CN113501242B

CN113501242B - 一种堆垛机多巷道作业的方法及系统

Info

Publication number: CN113501242B
Application number: CN202110736430.XA
Authority: CN
Inventors: 储汝聪; 刘佳喜; 王芳; 段加朝; 罗宇; 陈勋; 孔晋; 时国栋; 段双艳
Original assignee: KSEC Intelligent Technology Co Ltd
Current assignee: KSEC Intelligent Technology Co Ltd
Priority date: 2021-06-30
Filing date: 2021-06-30
Publication date: 2022-09-16
Anticipated expiration: 2041-06-30
Also published as: CN113501242A

Abstract

本发明公开了一种堆垛机多巷道作业的方法及系统，通过设备地图、任务地图和任务策略调动堆垛机处理任务；当任务源位置、目标位置和堆垛机位置均在同一巷道时，调动本巷道内的堆垛机处理任务，否则调动堆垛机进行换轨，换轨完成后再处理任务；堆垛机完成工作任务后，更新任务地图，并判断是否还有任务，若没有任务，则将堆垛机停靠到最近的停靠点，如还有任务，则继续执行下一次任务。本方法和系统适用于多种工作轨道和换轨轨道布轨的形式，能够有效提高堆垛机的工作效率，在换轨时，锁定的轨道只限于源换轨点到目的换轨点之间的轨道，其它轨道可继续工作使用，锁定的轨道距离短，不占用工作轨道。

Description

一种堆垛机多巷道作业的方法及系统

技术领域

本发明涉及自动化物流技术领域，特别涉及一种堆垛机多巷道作业的方法及系统。

背景技术

随着中国经济的快速发展，智能制造工程加快建设，众多新型自动化物流技术装备大范围应用，智能立体仓库有效管理的需求持续增长。基于业务需求和投资成本的不同，形成多种仓库的布局及设备共享，换轨堆垛机多用于针对库容量较大，对流量和效率要求不是很高的仓储模式，同时可以降低投资成本，在自动化仓储行业有大量的运用场景，为适应和满足行业市场需求，设计开发换轨堆垛机的控制方法。

中国发明专利(公开号：CN101481040A)公开了一种堆垛机的转轨运行系统和转轨运行方法该发明需要设置专门的环形转轨设备和一侧的连通的轨道，堆垛机从所在巷道运行到目标巷道，通过转轨装置作前进、退运行，使堆垛机运行到目标巷道。

中国发明专利(公开号：CN102991923A)公开了一种有轨堆垛机的转轨装置和具有其的转轨系统以及转轨方法，通过转轨装置承载着堆垛机一起旋转来实现堆垛机的转轨。

现有的技术方案都需要通过专门的转轨设备来进行转轨操作，在切换轨道时，需要锁定堆垛机转轨轨道保证没有其它堆垛机运行，因此造成工作效率降低。

中国发明专利(公开号：CN110727241A)公开了一种转轨堆垛机路径生成与运动控制方法，基于堆垛机现有的工作路径计算转轨路径和时间，存在需要转轨的堆垛机等待转轨时间过长的问题，工作效率不高。

发明内容

为解决现有技术中的不足，发明人提供了一种堆垛机多巷道作业的方法及系统，能够有效提高工作效率。

根据第一方面，本发明提供了一种堆垛机多巷道作业的方法，包括以下步骤：

步骤S1：获取堆垛机运行情况和任务坐标，并根据所述堆垛机运行情况创建设备地图，根据所述任务坐标创建任务地图；所述设备地图包括：堆垛机位置，所述设备地图根据实时获取的堆垛机运行情况进行更新；所述任务地图包括任务源位置和目标位置；

步骤S2：基于所述设备地图、任务地图和任务策略调动堆垛机处理任务；当任务源位置、目标位置和堆垛机位置均在同一巷道时，调动本巷道内的堆垛机处理任务，否则调动堆垛机进行换轨，换轨完成后再处理任务；

步骤S3：堆垛机完成工作任务后，更新任务地图。

进一步地，步骤S2中，调动本巷道内的堆垛机处理任务的步骤包括：

若任务源位置有对应的堆垛机，目标位置无对应的堆垛机，则调动任务源位置对应的堆垛机处理任务；

若任务源位置、目标位置均有对应的堆垛机，则调动任务源位置对应的堆垛机处理任务，同时将目标位置对应的堆垛机移走；

若任务源位置无对应的堆垛机，目标位置有对应的堆垛机，则调动目标位置对应的堆垛机处理任务；

若任务源位置和目标位置均无对应的堆垛机，则调动堆垛机的作业范围，调动离任务源位置最近的堆垛机处理任务。

进一步地，步骤S2中，调动堆垛机进行换轨的步骤包括：

若任务源位置有对应堆垛机，则调动任务源位置对应的堆垛机进行取货操作，再移动到停靠点等待换轨；同时判断目标位置是否有对应堆垛机；

当目标位置无对应堆垛机时，调动任务源位置对应的堆垛机进行换轨；

当目标位置有对应堆垛机时，将目标位置对应的堆垛机移走，移走的堆垛机执行移动避让，待检测到目标位置没有对应的堆垛机后，调动任务源位置对应的堆垛机进行换轨，换轨完成后再进行工作；

若任务源位置无对应堆垛机，目标位置有对应堆垛机，则调动目标位置对应的堆垛机进行换轨，换轨完成后再进行工作；

若任务源位置和目标位置均无对应堆垛机，则根据堆垛机的作业范围调动离任务源位置最近的堆垛机进行换轨，换轨完成后再进行工作。

进一步地，换轨的步骤为：

将堆垛机移动到停靠点等待，满足换轨条件后，堆垛机由原轨道的停靠点移动到换轨点，再由换轨点移动到目标轨道的停靠点；

所述换轨条件为：换轨轨道、换轨点、目标轨道停靠点均无堆垛机，且该条换轨路径被锁定；

如存在换轨设备，则在换轨轨道、换轨点及目标轨道停靠点均无堆垛机时先执行扳道指令，再锁定换轨路径。

进一步地，若多台堆垛机同时进行换轨，则最先到达停靠点的堆垛机优先锁定必须的换轨设备和换轨路径；

进一步地，所述任务策略包括：

优先级：按优先级下达任务，值越大优先级越高，如果优先级相同，再按时间顺序下达；

距离：比较任务源位置与堆垛机位置，任务优先下达给距离最近的堆垛机；

顺序号：按任务顺序号下达任务；

时间：根据任务生成时间下达任务；

权重：综合考虑优先级、距离、时间，算出任务权重值，权重值高的优先。

根据第二方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序能够被处理器执行以实现如上所述的方法的步骤。

根据第三方面，本发明又一种堆垛机多巷道作业系统，包括堆垛机，轨道，所述轨道包括2条以上的工作轨道和设置在工作轨道一端并与之连通的换轨轨道，设置在工作轨道另一端的装卸货站台，通过换轨轨道堆垛机可移动到任何其它工作轨道上；或者，

所述轨道包括2条以上的工作轨道和将工作轨道连通的换轨轨道，所述换轨轨道上设置有装卸货站台和换轨点，所述工作轨道上设置有停靠点；

所述系统还包括上位机，所述上位机内置有如上所述的计算机可读存储介质。

进一步地，所述装卸货站台为装卸货的位置；

所述停靠点为堆垛机换轨前等待位置；

所述换轨点为堆垛机换轨位置。

进一步地，所述工作轨道分成多个段，每个段根据实际情况限定同时进入的堆垛机数量。

相比现有技术，本发明的有益效果：

(1)可广泛适用于多种工作轨道和换轨轨道布轨的形式。

(2)在执行换轨操作时，锁定的轨道只限于源换轨点到目的换轨点之间的轨道，其它轨道可继续工作使用，锁定的轨道距离短，不占用工作轨道。

(3)能够显著提高堆垛机的工作效率。

附图说明

图1为多巷道作业系统的工作原理图；

图2为单巷道作业执行入库任务的工作步骤图；

图3为单巷道作业执行出库任务的工作步骤图；

图4为采用梳子型布轨时换轨操作的工作步骤图；

图5为采用U型布轨换轨操作的工作步骤图；

图6为采用共享装卸货站台在换轨轨道进行换轨的步骤图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1

如图1所示，本发明提供了一种堆垛机多巷道作业方法，包括如下步骤：

步骤S1：获取整个系统中所有的堆垛机运行情况和任务坐标，并根据堆垛机运行情况创建设备地图，根据任务坐标创建任务地图；堆垛机运行情况包括：设备状态、位置、任务执行情况。设备地图包括：堆垛机再轨道上的位置坐标集合，设备地图根据实时获取的堆垛机运行情况进行实时更新。任务地图包括任务源位置和目标位置；任务源位置是指物料当前的位置，目标位置是指货位位置。

步骤S2：基于设备地图、任务地图和任务策略调动堆垛机处理任务。其中，任务策略是指任务下达策略，包括：

优先级：按优先级下达任务，值越大优先级越高，如果优先级相同，再按时间顺序下达。

距离：比较任务源位置与堆垛机位置，任务优先下达给距离最近的堆垛机。

顺序号：按任务顺序号下达任务。

时间：根据任务生成时间下达任务。

复合策略：将任务分为站台到站台、站台到货位、货位到货位、货位到站台，根据堆垛机位置决定优先做哪类任务。

具体的，任务下达采用哪种策略，是根据项目需求进行预先设定的，若需求要排序，则用顺序号；如果存在某些业务的物料优先，就用优先级；如果这些都不太关心，就用权重，综合效率考虑，任务策略的选择是本领域技术人员所熟知的，在此不再赘述。

当任务源位置、目标位置和堆垛机位置均在同一巷道时，调动本巷道内的堆垛机处理任务，此时，堆垛机仅在一条工作轨道上进行出入库的工作，具体过程如图2-3所示，堆垛机向装货点(任务源位置)移动，堆垛机到达装货点后，进行取货；堆垛机装货完成向目标位置移动；确认堆垛机到达后，进行卸货，确认堆垛机卸货完成，则完成入/出库任务完成。

当任务源位置、目标位置和堆垛机位置不在同一巷道时，调动堆垛机进行换轨，换轨完成后再处理任务。其中，调动本巷道内的堆垛机处理任务的步骤包括：

若任务源位置有对应的堆垛机，目标位置无对应的堆垛机，则调动任务源位置对应的堆垛机处理任务。

若任务源位置、目标位置均有对应的堆垛机，则调动任务源位置对应的堆垛机处理任务，同时将目标位置对应的堆垛机移走。

若任务源位置无对应的堆垛机，目标位置有对应的堆垛机，则调动目标位置对应的堆垛机处理任务。

调动堆垛机进行换轨的步骤包括：

具体换轨的步骤为：

如存在换轨设备，则在换轨轨道、换轨点及目标轨道停靠点均无堆垛机时先执行扳道指令，再锁定换轨路径。若多台堆垛机同时进行换轨，则最先到达停靠点的堆垛机优先锁定必须的换轨设备和换轨路径。

步骤S3：堆垛机完成工作任务后，更新任务地图，并判断是否还有任务，若没有任务，则将堆垛机停靠到最近的停靠点，如还有任务，则继续执行下一次任务。

实施例2

如图4所示，本发明提供了一种堆垛机多巷道作业系统，该系统采用梳子型布轨，堆垛机在多个工作轨道之间换轨。在本实施例中包括1-4号四条工作轨道，每条工作轨道的左边设置有装卸货点，每条工作轨道的右边通过弯轨换轨轨道连接到直轨换轨轨道上，换轨轨道的连接点采用换轨设备，在进行换轨之前换轨路径上的换轨设备执行扳道命令，连通换轨经过的路径。每条工作轨道的右边设置停靠点，在第四工作轨道停靠点的右侧设置一个换轨点，整个系统设置一个换轨点。

举例来说，若该任务的任务源位置为2号轨道的装卸货点，目标位置为1号轨道的装卸货点，离任务源位置最近的堆垛机在1号轨道上，则该系统的工作过程如下：

首先判断2号轨道的装卸货点和1号轨道的装卸货点是否有对应的堆垛机，若都没有，则调动离任务源位置最近的1号轨道上的堆垛机处理任务。上位机调动堆垛机从1号轨道换到2号轨道，具体步骤为：

1)调动堆垛机向1号轨道的停靠点移动；

2)确认堆垛机到达1号轨道的停靠点后，等待换轨；

3)换轨路径上的换轨设备执行扳道，同时锁定换轨路径；

4)堆垛机沿换轨路径向换轨点移动；

5)确认堆垛机到达换轨点后，换轨路径上的换轨设备执行扳道，锁定换轨路径；

6)堆垛机向2号轨道的停靠点移动；

7)确认堆垛机到达停靠点后，完成换轨操作。

堆垛机到达2号轨道后，向2号轨道装卸货点移动，达到后进行取货，取货完成后，再从2号轨道换到1号轨道，最终再1号轨道的装卸货点进行卸货。

实施例3

如图5所示，在实施例2的基础上，将换轨点及装卸货站台设置在换轨轨道上，各条工作轨道共享装卸货站台，在换轨轨道弯轨与直轨的接合处设置换轨点，每一条工作轨道对应一个换轨点(1-4号换轨点)，装卸货站台设置在换轨轨道的直轨上。同时堆垛机采用具有自主换轨功能的堆垛机。

若任务源位置为2号轨道上的取货点，目标位置为换轨轨道上的装卸货站台，离任务源位置最近的堆垛机在1号轨道上，则该系统的工作过程如下：

首先判断任务源位置和目标位置是否有对应的堆垛机，若任务源位置有对应堆垛机，则该调动该堆垛机进行取货，取货完成后，向2号轨道的停靠点移动，确认堆垛机到达2号工作轨道的停靠点后，找到2号工作轨道对应的2号换轨点，锁定与该换轨点之间的路径；然后堆垛机向2号换轨点移动；确认到达2号换轨点后，找到装卸货站台，锁定与该装卸货站台之间的路径，并向卸货点移动。堆垛机到达装卸货站台后进行卸货；卸货完成后，判断任务是否完成，完成后更新任务地图，并判断是否还有任务，若没有任务，则将堆垛机停靠到最近的停靠点，如还有任务，继续执行下一次任务。

若任务源位置和目标位置均无对应的堆垛机，则需要调动1号轨道上的堆垛机执行取货操作，再将货物从2号轨道运送到换轨轨道上的装卸货站台。具体过程为：

1)调动堆垛机向1号轨道的停靠点移动，同时判断该停靠点内是否有堆垛机，若有，则调动该堆垛机，移出停靠点。

2)堆垛机到达1号轨道的停靠点后，找到1号轨道对应的1号换轨点，锁定与该换轨点之间的路径。

3)堆垛机向1号换轨点移动；到达1号换轨点后找到2号工作轨道对应的2号换轨点，锁定与该换轨点之间的路径，并向该换轨点移动。

4)堆垛机到达2号换轨点后，向2号轨道的停靠点移动。

5)堆垛机到达2号轨道的停靠点后，再向取货点移动。

6)堆垛机到达2号轨道的取货点后，进行取货。

7)完成取货操作后，堆垛机2号工作轨道的停靠点移动。

8)堆垛机到达2号轨道的停靠点后，找到2号轨道对应的2号换轨点，锁定与该换轨点之间的路径，并向2号换轨点移动。

9)确认堆垛机到达2号换轨点后，找到装卸货站台，锁定与该装卸货站台之间的路径，并向装卸货站台移动。

10)确认堆垛机到达装卸货站台后，进行卸货。

11)任务完成后更新任务地图，并判断是否还有任务，若没有任务，则将堆垛机停靠到最近的停靠点，如还有任务，则继续执行下一次任务。

实施例4

如图6所示，采用U型布轨，在多个工作轨道之间换轨。

在本实施例中U型布轨，包括1-4号四条工作轨道，1、2号工作轨道右侧通过弯曲的换轨轨道连通，3、4号工作轨道右侧通过另一条弯曲的换轨轨道连通，两条弯轨轨道再通过一条直线形的换轨轨道连通，工作轨道的左侧边设置有装卸货点。换轨轨道以及换轨轨道与工作轨道的连接点采用换轨设备，在进行换轨之前换轨路径上的换轨设备执行扳道命令，连通换轨经过的路径。

每条工作轨道的右边设置停靠点，在第四工作轨道停靠点的右侧设置一个换轨点，整个系统设置一个换轨点。

若任务源位置为1号轨道上的装卸货点，目标位置为4号轨道上的装卸货点，任务源位置和目标位置均有对应的堆垛机，此时，具体工作过程如下：

1)堆垛机在1号轨道上的装卸货点处进行装货，装货完成后向1号轨道的停靠点移动，到达1号轨道的停靠点后，进行等待。

2)将目标位置对应的堆垛机移走，具体为：调动该堆垛机向4号轨道的停靠点移动，到达停靠点后，3、4号轨道换轨路径上的换轨设备执行扳道，锁定换轨路径，然后该堆垛机向换轨点移动，到达换轨点后，又向3号轨道的停靠点移动，实现目标位置对应的堆垛机的移动避让。

3)目标位置对应的堆垛机到达3号轨道的停靠点后，1、2号轨道换轨路径上的换轨设备执行扳道，锁定换轨路径。

4)1号停靠点的堆垛机沿换轨路径向换轨点移动。

5)到达换轨点后，再向4号轨道的停靠点移动。

6)到达4号轨道的停靠点后，向4号轨道的装卸货点移动。

7)到达4号轨道的装卸货点后，进行卸货。

8)任务完成后更新任务地图，并判断是否还有任务，若没有任务，则将堆垛机停靠到最近的停靠点，如还有任务，则继续执行下一次任务。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims

1.一种堆垛机多巷道作业的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S2：基于所述设备地图和任务地图以及包括任务优先级、距离、时间、权重因素的任务策略调动堆垛机处理任务；当任务源位置、目标位置和堆垛机位置均在同一巷道时，调动本巷道内的堆垛机处理任务，否则调动堆垛机进行换轨，换轨完成后再处理任务；

其中，调动本巷道内的堆垛机处理任务的步骤包括：

若任务源位置和目标位置均无对应的堆垛机，则调动堆垛机的作业范围，调动离任务源位置最近的堆垛机处理任务；

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，调动堆垛机进行换轨的步骤包括：

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述任务策略包括：

任务优先级：按优先级下达任务，值越大优先级越高，如果优先级相同，再按时间顺序下达；

顺序号：按任务顺序号下达任务；

时间：根据任务生成时间下达任务；

4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，换轨的步骤为：

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，若多台堆垛机同时进行换轨，则最先到达停靠点的堆垛机优先锁定必须的换轨设备和换轨路径。

6.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序能够被处理器执行以实现如权利要求1至5中任一项所述的方法的步骤。

7.一种堆垛机多巷道作业系统，包括堆垛机，轨道，其特征在于，所述轨道包括2条以上的工作轨道和设置在工作轨道一端并与之连通的换轨轨道，设置在工作轨道另一端的装卸货站台，通过换轨轨道堆垛机可移动到任何其它工作轨道上；或者，

所述系统还包括上位机，所述上位机内置有如权利要求6所述的计算机可读存储介质。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，

所述装卸货站台为装卸货的位置；

所述停靠点为堆垛机换轨前等待位置；

所述换轨点为堆垛机换轨位置。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，

所述工作轨道分成多个段，每个段根据实际情况限定同时进入的堆垛机数量。