CN113970297A - 堆垛机货位列数据的标定测量方法 - Google Patents

堆垛机货位列数据的标定测量方法 Download PDF

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张华�
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Abstract

本发明涉及堆垛机货位列数据的标定测量方法，在堆垛机上搭设PLC控制系统、数据采集设备和光电探测器，在第一个货位和最后一个货位下部分别设置第一参照物和第二参照物；且第一参照物和第一个货位中心的间距与第二参照物和最后一个货位中心的间距相等；之后堆垛机匀速行驶，分别在驶离第一参照物时和第二参照物时记录位置距离，结合图纸计算误差总和，通过均分误差总和计算货位误差，获得各货位的中心位置数据。本发明的方法可以实现目标间隔相同或者目标间隔呈规律变化的堆垛机列数据的快速标定测量。

Description

堆垛机货位列数据的标定测量方法
技术领域
本发明属于自动化仓储设备技术领域，具体涉及堆垛机货位列数据的标定测量方法。
背景技术
随着近几年自动化仓库市场的快速发展，更长、更宽、更高、更大的自动化仓库应运而生。然而自动化货架的安装精度往往差强人意，货架的安装误差会随着安装长度、高度或者宽度的增加而累计增加，往往最后一个货位的列数据与方案图上会产生几十厘米的累计误差，这对设备取放货会造成极大的风险。故，在堆垛机设备调试中调试人员会对货位的列数据进行逐一测量，而非采用方案图纸中的理论数据。
现在大部分堆垛机货位列数据的测量，多采用人工卷尺的测量方法。数据的测量往往困扰着电气调试工程师们。动辄长达一百米，高达十几米的自动化仓库，数据的测量往往繁琐，辛苦且危险。因而，需要一种新的技术方案来解决以上问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种堆垛机货位列数据的标定测量方法。
为了实现上述目的，本发明采用的如下技术方案：
堆垛机货位列数据的标定测量方法，所述堆垛机上搭设PLC控制系统、数据采集设备和光电探测器，所述方法包括如下步骤：
(1)在第一个货位和最后一个货位下部分别设置第一参照物和第二参照物；所述第一参照物和第一个货位中心的间距与第二参照物和最后一个货位中心的间距相等，为L；
(2)堆垛机匀速行驶，在驶离第一参照物时，记录第一参照物的位置数据A；
在驶离第二参照物时，以同样的方式记录第二参照物的位置数据B；
(3)根据图纸获取货位中心的理论距离，计算得到第一个货位中心和最后一个货位中心的理论距离，获取第二参照物的位置数据、第一参照物的位置数据和理论数据的差值即为安装误差总和的数值；
通过均分误差总和计算货位误差，则第S个货位的中心位置数据为：
A+L+trunc((S+(H-2))/H)*X1+trunc((S+(H-3))/H)*X2+trunc((S+(H-4))/H)*X3+……+trunc(S/H)*XH-1+trunc((S-1)/H)*XH+(S-1)M/(N-1)；
其中trunc为舍尾取整函数；S为货位序号；N为货位总数；XH为第H+1个货位与第H个货位间隔；H为间隔种数。
作为一种优选的实施方式，所述位置数据为PLC控制系统检测到光电探测器下降沿时记录下的数据采集设备的实时数据。
作为一种优选的实施方式，所述堆垛机以≤0.1m/s的速度匀速行驶。光电探测器有扫描周期，以较低的速度匀速行驶，可防止光电未能检测到参照物A、B。
作为一种优选的实施方式，所述参照物厚度为0.5～1.5cm；优选1cm。
作为一种优选的实施方式，所述数据采集设备为激光测距仪、条码阅读器或编码器。
作为一种优选的实施方式，所述光电探测器的响应时间≤10ms。
作为一种优选的实施方式，光电探测器的光斑在10cm处，光斑的直径≤0.5cm。
作为一种优选的实施方式，所述堆垛机货位间隔相同或者货位间隔呈规律变化。
作为一种优选的实施方式，所述PLC控制系统、数据采集设备和光电探测器为堆垛机自带的PLC控制系统、数据采集设备和光电探测器设备。
堆垛机库中，托盘距离左右有10cm安全距离，因此堆垛机对货位列数据的要求并不需要十分精确。本发明的方法通过均分货架安装过程中产生的累计误差，来实现目标间隔相同或者目标间隔呈规律变化的堆垛机列数据的标定测量，解决了堆垛机货位列数据测量繁琐且危险的问题。。
附图说明
图1是理论安装时4个货位的货位数据。
图2是实际安装时4个货位的货位数据。
具体实施方式
本发明可用于实现目标间隔相同或者目标间隔呈规律变化的堆垛机列数据标定测量。
实施例1
所需设备：具有PLC控制系统、数据采集设备(激光测距仪、条码阅读器或者编码器等)、光电探测器(光电探测器的响应时间低于10ms，光电探测器的光斑在10cm处，光斑的直径≤0.5cm)的堆垛机，参照物A、B，厚度1cm，具有三种不同中心间距X1、X2、X3的4个货位，且这4个货位实际安装时存在误差。
图1为理论上4个货位的货位数据，货位中心间距X1、X2、X3已知。
图2为实际安装时存在误差的4个货位的货位数据，误差分别为图中的M1、M2、M3。M1、M2、M3分别为安装第二个货位、第三个货位以及第四个货位时产生的误差，M1、M2、M3未知且不相等。图2中参照物A边沿与第一个货位中心的间距等于参照物B边沿与第四个货位中心的间距，且已知参照物A边沿与第一个货位中心的距离L。光电探测器能垂直照射在参照物A、B上。
首先设备行走至参照物A处，设备以0.1m/s的低速行驶，当驶离参照物A时，记录下A处的位置数据，此位置数据为PLC检测到光电探测器下降沿时记录下的数据采集设备的实时数据。以下在数据计算时，A处的位置数据简写为A。
设备继续以0.1m/s的低速前进，当驶离参照物B时，记录下B处的位置数据，此位置数据为PLC检测到光电探测器下降沿时记录下的数据采集设备的实时数据。以下在数据计算时，B处的位置数据简写为B。
第四个货位中心的实际数据等于B处的位置数据加上L(参照物B边沿与第四个货位中心的间距)，即B+L。
第一个货位中心的实际数据等于A处的位置数据加上L(参照物A边沿与第一个货位中心的间距)，即A+L。
第四个货位中心的实际数据减去第一个货位中心的实际数据，再减去X1、X2、X3得到差值M，此差值M，为实际安装第二个货位、第三个货位以及第四个货位时产生的误差之和，即M1、M2、M3之和。
可得到(B+L)-(A+L)-(X1+X2+X3)＝M＝M1+M2+M3，即B-A-(X1+X2+X3)＝M。
由图1可知X1+X2+X3为理论上第四货位与第一货位的差值，这个在实施中可从方案图中获得。
通过均分安装误差之和M，加上上一个货位的实际数据，再加上该货位与上一个货位中心的理论差值，即可求出该货位中心的实际数据。
第一个货位中心的实际数据等于A处的位置数据加上参照物A边沿与第一个货位中心的距离L，即A+L。
第二个货位中心的实际数据等于第一个货位中心的实际数据加上第二个货位中心与第一个货位中心的理论差值X1再加上差值和M的三分之一，即A+L+X1+M/3。
第三个货位中心的实际数据等于第二个货位中心的实际数据加上第三个货位中心与第二个货位中心的理论差值X2再加上差值和M的三分之一，即A+L+X1+M/3+X2+M/3，合并后为A+L+X1+X2+2M/3。
第四个货位中心的实际数据等于第三个货位中心的实际数据加上第四个货位中心与第三个货位中心的理论差值X3再加上三分之一的差值之和M，即A+L+X1+X2+2M/3+X3+M/3，合并后为A+L+X1+X2+X3+M。
实施例2
现场实施中，一排货位，货位数量总共N个，N可为任意数。共有H种间隔。N和H的值可从货位安装方案图中获得。
第二个货位中心与第一个货位中心，间隔X1；第三个货位中心与第二个货位中心，间隔X2；第四个货位中心与第三个货位中心，间隔X3；第五个货位中心与第四个货位中心，间隔X4……第H+1个货位与第H个货位间隔XH，第H+2个货位与第H+1个货位间隔X1，第H+3个货位与第H+2个货位间隔X2……
如此货位中心间隔呈规律变化。X1～XH的值，可从货位安装方案图中获得。
参照物A边沿距离实际第一个货位中心L毫米，参照物B边沿距离实际第N个货位中心L毫米。L用卷尺实际测量获得。
首先设备行走至参照物A处，设备以0.1m/s的低速行驶，当驶离参照物A时，记录下A处的位置数据，此位置数据为PLC检测到光电探测器下降沿时记录下的数据采集设备的实时数据。以下在数据计算时，A处的位置数据简写为A。
设备继续以0.1m/s的低速前进，当驶离参照物B时，记录下B处的位置数据，此位置数据为PLC检测到光电探测器下降沿时记录下的数据采集设备的实时数据。以下在数据计算时，B处的位置数据简写为B。
误差之和M＝B-A-X总，X总为理论上第N个货位中心和第一个货位中心的差值。X总可从货位安装方案图中获得。
均分误差之和＝M/(N-1)。
为推算出适用于H种间隔的通用公式，可假设H为3和4。
当H＝3时，有X1、X2、X3这3种间隔。
第一个货位中心数据＝A+L。
本发明通过均分实际与理论的误差之和后，加上上一个货位中心的实际数据，再加上该货位中心与上一个货位中心的理论差值，来计算该货位中心的实际数据。
可得第二个货位中心数据＝A+L+X1+M/(N-1)
第三个货位中心数据＝A+L+X1+M/(N-1)+X2+M/(N-1)
＝A+L+X1+X2+2M/(N-1)
第四个货位中心数据＝A+L+X1+M/(N-1)+X2+M/(N-1)+X3+M/(N-1)
＝A+L+X1+X2+X3+3M/(N-1)
第五个货位中心数据＝A+L+X1+M/(N-1)+X2+M/(N-1)+X3+M/(N-1)
+X1+M/(N-1)
＝A+L+2X1+X2+X3+4M/(N-1)
第六个货位中心数据＝A+L+X1+M/(N-1)+X2+M/(N-1)+X3+M/(N-1)
+X1+M/(N-1)+X2+M/(N-1)
＝A+L+2X1+2X2+X3+5M/(N-1)
第七个货位中心数据＝A+L+X1+M/(N-1)+X2+M/(N-1)+X3+M/(N-1)
+X1+M/(N-1)+X2+M/(N-1)+X3+M/(N-1)
＝A+L+2X1+2X2+2X3+6M/(N-1)
第八个货位中心数据＝A+L+X1+M/(N-1)+X2+M/(N-1)+X3+M/(N-1)
+X1+M/(N-1)+X2+M/(N-1)+X3+M/(N-1)
+X1+M/(N-1)
＝A+L+3X1+2X2+2X3+7M/(N-1)
由以上数据可推算出：
第S个货位中心数据＝A+L+trunc((S+1)/3)*X1
+trunc(S/3)*X2+trunc((S-1)/3)*X3+(S-1)M/(N-1)
注：trunc为舍尾取整函数.
当H＝4时，有X1、X2、X3、X4这4种间隔。
第一个货位中心数据＝A+L。
本发明通过均分实际与理论的误差之和后，加上上一个货位中心的实际数据，再加上该货位中心与上一个货位中心的理论差值，来计算该货位中心的实际数据。
可得第二个货位中心数据＝A+L+X1+M/(N-1)
第三个货位中心数据＝A+L+X1+M/(N-1)+X2+M/(N-1)
＝A+L+X1+X2+2M/(N-1)
第四个货位中心数据＝A+L+X1+M/(N-1)+X2+M/(N-1)+X3+M/(N-1)
＝A+L+X1+X2+X3+3M/(N-1)
第五个货位中心数据＝A+L+X1+M/(N-1)+X2+M/(N-1)+X3+M/(N-1)+X4
+M/(N-1)
＝A+L+X1+X2+X3+X4+4M/(N-1)
第六个货位中心数据＝A+L+X1+M/(N-1)+X2+M/(N-1)+X3+M/(N-1)+X4
+M/(N-1)+X1+M/(N-1)
＝A+L+2X1+X2+X3+X4+5M/(N-1)
第七个货位中心数据＝A+L+X1+M/(N-1)+X2+M/(N-1)+X3+M/(N-1)+X4
+M/(N-1)+X1+M/(N-1)+X2+M/(N-1)
＝A+L+2X1+2X2+X3+X4+6M/(N-1)
第八个货位中心数据＝A+L+X1+M/(N-1)+X2+M/(N-1)+X3+M/(N-1)+X4
+M/(N-1)+X1+M/(N-1)+X2+M/(N-1)+X3+M/(N-1)
＝A+L+2X1+2X2+2X3+X4+7M/(N-1)
第九个货位中心数据＝A+L+X1+M/(N-1)+X2+M/(N-1)+X3+M/(N-1)+X4
+M/(N-1)+X1+M/(N-1)+X2+M/(N-1)+X3+M/(N-1)
+X4+M/(N-1)
＝A+L+2X1+2X2+2X3+2X4+8M/(N-1)
第十个货位中心数据＝A+L+X1+M/(N-1)+X2+M/(N-1)+X3+M/(N-1)+X4
+M/(N-1)+X1+M/(N-1)+X2+M/(N-1)+X3+M/(N-1)
+X4+M/(N-1)+X1+M/(N-1)
＝A+L+3X1+2X2+2X3+2X4+9M/(N-1)
由以上数据可推算出：
第S个货位中心数据＝A+L+trunc((S+2)/4)*X1
+trunc(S+1/4)*X2+trunc(S/4)*X3+trunc((S-1)/4)*X4
+(S-1)M/(N-1)
由H等于3和4时，推算出的第S个货位中心数据的公式，可以得出H为其他数时的万用公式。
第S个货位中心数据＝A+L+trunc((S+(H-2))/H)*X1
+trunc((S+(H-3))/H)*X2+trunc((S+(H-4))/H)*X3
+……+trunc(S/H)*XH-1+trunc((S-1)/H)*XH+(S-1)M/(N-1)
以上万用公式中，N、H以及X1～XH的值可根据货位方案图纸获得，A和B的数据在数据标定测量完成后可自动获得，L可通过卷尺测量。
误差之和M＝B-A-X总，X总为理论上第N个货位中心数据和第一个货位中心数据的差值。X总也可以从货位安装方案图中获得。
由此，在设备调试前，我们可以通过万用公式，套用货位方案图纸上的数据，得到适合的公式，再通过PLC程序控制系统，在设备标定测量完成后，可自动获得所有货位的实际数据，且误差在安全可控范围内(左右10cm的误差范围)。

Claims (10)

1.堆垛机货位列数据的标定测量方法，其特征在于，所述堆垛机上搭设PLC控制系统、数据采集设备和光电探测器，所述方法包括如下步骤：
(1)在第一个货位和最后一个货位下部分别设置第一参照物和第二参照物；所述第一参照物和第一个货位中心的间距与第二参照物和最后一个货位中心的间距相等，为L；
(2)堆垛机匀速行驶，在驶离第一参照物时，记录第一参照物的位置数据A；
在驶离第二参照物时，以同样的方式记录第二参照物的位置数据B；
(3)根据图纸获取货位中心的理论距离，计算得到第一个货位中心和最后一个货位中心的理论距离，获取第二参照物的位置数据、第一参照物的位置数据和理论数据的差值即为安装误差总和的数值；
通过均分误差总和计算货位误差，则第S个货位的中心位置数据为：
A+L+trunc((S+(H-2))/H)*X1+trunc((S+(H-3))/H)*X2+trunc((S+(H-4))/H)*X3+……+trunc(S/H)*XH-1+trunc((S-1)/H)*XH+(S-1)M/(N-1)；
其中trunc为舍尾取整函数；S为货位序号；N为货位总数；XH为第H+1个货位与第H个货位间隔；H为间隔种数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述位置数据为PLC控制系统检测到光电探测器下降沿时记录下的数据采集设备的实时数据。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述堆垛机以≤0.1m/s的速度匀速行驶。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述参照物厚度为0.5～1.5cm。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数据采集设备为激光测距仪、条码阅读器或编码器。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光电探测器的响应时间≤10ms。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，光电探测器的光斑在10cm处，光斑的直径≤0.5cm。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光电探测器垂直照射在第一参照物、第二参照物上。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述堆垛机货位间隔相同或者货位间隔呈规律变化。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述PLC控制系统、数据采集设备和光电探测器为堆垛机自带的PLC控制系统、数据采集设备和光电探测器设备。
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