CN117755701B

CN117755701B - 堆垛机库位数据的自动纠错及容错报警方法、系统、装置

Info

Publication number: CN117755701B
Application number: CN202311588458.9A
Authority: CN
Inventors: 夏裕波; 李贝; 张海琪
Original assignee: Wuxi Youqi Intelligent Technology Co ltd
Current assignee: Wuxi Youqi Intelligent Technology Co ltd
Priority date: 2023-11-27
Filing date: 2023-11-27
Publication date: 2024-08-16
Anticipated expiration: 2043-11-27
Also published as: CN117755701A

Abstract

本发明公开了一种堆垛机库位数据的自动纠错及容错报警方法、系统、装置，包括以下步骤：初步测量货位数据：启动堆垛机，在初始取放货过程中，初步测量取货架在每一个库位取放货时的位置数据，作为每一个库位取放货的基础位置数据；精定位测量货位数据：在实际取放货过程中，控制取货架移动至待取放货库位并定位后，接收货架定位标记的数据，计算出取货架本次取放货时在行走方向和起升方向上的偏移量；得到取货架本次取放货的最新的最佳数据值，并替换掉原始数据，完成纠错。本发明通过视觉传感器和货架定位孔，校对基准货位点，从而把数据传送给PLC，实现堆垛机库位数据的自动纠错及容错报警。

Description

堆垛机库位数据的自动纠错及容错报警方法、系统、装置

技术领域

本发明涉及堆垛机取放货领域，具体是堆垛机库位数据的自动纠错及容错报警方法、系统、装置。

背景技术

堆垛机是一种用货叉或串杆攫取、搬运和堆垛或从高层货架上存取单元货物(见单元化运输)的专用起重机。它是一种仓库设备(见物料搬运机械)，分为桥式堆垛起重机和巷道式堆垛起重机(又称巷道式起重机)两种。

堆垛机是整个自动化立体仓库的核心设备，通过手动操作、半自动操作或全自动操作实现把货物从一处搬运到另一处。它由机架(上横梁、下横梁、立柱)、水平行走机构、提升机构、载货台、货叉及电气控制系统构成。

巷道式堆垛机是由叉车、桥式堆垛机演变而来的。桥式堆垛机由于桥架笨重因而运行速度受到很大的限制，它仅适用于出入库频率不高或存放长形原材料和笨重货物的仓库。巷道堆垛机的主要用途是在高层货架的巷道内来回穿梭运行，将位于巷道口的货物存入货格；或者，取出货格内的货物运送到巷道口。

就目前一些高架库，货位多且密集，对于库位数据的测量及后期货位维护提出了较高的要求，一般的做法通过人为的去测量并且确认，此种方法精度不高、繁琐、需要多次校对。

发明内容

为解决上述现有技术的缺陷，本发明提供一种堆垛机库位数据的自动纠错及容错报警方法、系统、装置，通过视觉传感器和货架定位孔，校对基准货位点，从而把数据传送给PLC，实现堆垛机库位数据的自动纠错及容错报警。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：一种堆垛机库位数据的自动纠错及容错报警方法，包括以下步骤：

初步测量货位数据：启动堆垛机，在初始取放货过程中，初步测量取货架在每一个库位取放货时的位置数据，作为每一个库位取放货的基础位置数据，并作为取货架在实际行走方向和起升方向上取放货的最佳数据值，作为原始数据；

精定位测量货位数据：在实际取放货过程中，控制取货架移动至待取放货库位并定位后，接收货架定位标记的数据，根据货架定位标记的数据、待取放货库位的原始数据，计算出取货架本次取放货时在行走方向和起升方向上的偏移量；根据原始数据与偏移量，得到取货架本次取放货的最新的最佳数据值，并替换掉原始数据，完成纠错。

进一步地，所述基础位置包括取货架的最小列最小层、最小列最大层、最大列最小层、最大列最大层共四个位置。

进一步地，所述初步测量取货架在每一个库位取放货时的位置数据具体包括以下步骤：

测量行走方向的数据：

根据最小列最小层行走方向的数据、最大列最小层行走方向的数据、最大列的列数，得出最小层每一列的行走方向库位的数据；

根据最小列最大层行走方向的数据、最大列最大层行走方向的数据、最大列的列数，得出最大层每一列的行走方向库位的数据；

根据最小列最小层行走方向的数据、最小列最大层行走方向的数据、最大层的层数，得出最小列每一层的行走方向误差值，累加后得出最小列每一层的行走方向库位的数据；

根据最大列最小层行走方向的数据、最大列最大层行走方向的数据、最大层的层数，得出最大列每一层的行走方向误差值，累加后得出最大列每一层的行走方向库位的数据。

进一步地，测量行走方向的数据还包括：

根据中间列最小层行走方向的数据、中间列最大层行走方向的数据、最大层的层数，得出中间列每一层的行走方向误差值，累加后得出中间列每一层的行走方向库位的数据。

进一步地，所述初步测量取货架在每一个库位取放货时的位置数据具体还包括以下步骤：

测量起升方向的数据：

根据最小列最小层起升方向的数据、最大列最小层起升方向的数据、最大列的列数，得出最小层每一列的起升方向库位的数据；

根据最小列最大层起升方向的数据、最大列最大层起升方向的数据、最大列的列数，得出最大层每一列的起升方向库位的数据；

根据最小列最小层起升方向的数据、最小列最大层起升方向的数据、最大层的层数，得出最小列每一层的起升方向误差值，累加后得出最小列每一层的起升方向库位的数据；

根据最大列最小层起升方向的数据、最大列最大层起升方向的数据、最大层的层数，得出最大列每一层的起升方向误差值，累加后得出最大列每一层的起升方向库位的数据.

进一步地，测量起升方向的数据还包括：

根据中间列最小层起升方向的数据、中间列最大层起升方向的数据、最大层的层数，得出中间列每一层的起升方向误差值，累加后得出中间列每一层的起升方向库位的数据。

进一步地，偏移量的计算方式为：

将取货架位置归零；获取取货架到达待取放货库位时的最终位置数据；

其中，最终位置数据记为(X最终，Y最终)，货架定位标记的数据记为(X标记，Y标记)；

计算行走方向的偏移量：X偏移量＝X最终-X标记；

计算起升方向的偏移量：Y偏移量＝Y最终-Y标记。

进一步地，最新的最佳数据值以二维坐标值形式示出，并记为(X基础+X偏移量，Y基础+Y偏移量)，其中，X基础为待取放货库位的X方向基础位置数据，Y基础为待取放货库位的Y方向基础位置数据。

一种堆垛机库位数据的自动纠错及容错报警系统，包括：

控制模块，用于通过PROFINET协议给视觉模块发送启动指令，用于接收视觉模块返回的二维数据，还用于执行初步测量货位数据步骤、执行精定位测量货位数据步骤；

视觉模块，用于接收控制模块的启动指令，获取货架定位标记的数据，并将数据以二维形式返回至控制模块；

执行模块，用于驱动堆垛机在行走方向和起升方向的运行。

一种堆垛机库位数据的自动纠错及容错报警装置，包括：

行走机构和起升机构，用于控制堆垛机在行走方向和起升方向的运行；

下横梁，用于安装载货台本体；

撑载货台本体，用于安装取货架；

视觉系统，用于获取货架定位标记的数据；

货架定位标记，设于货架的侧边底部，用于定位货架位置。

综上所述，本发明取得了以下技术效果：

本发明通过视觉传感器和货架定位孔，校对基准货位点，从而把数据传送给PLC，实现堆垛机库位数据的自动纠错及容错报警；

本发明可以开启自动校准功能，在货位数据初步测量的基础上，再进行精定位的测量；

本发明可以通过软件设置容错率，超出容错率报警；

本发明一定程度上可以检测货架垂直度、载货台水平度，从而预警当前整个立库的机械偏差情况。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种堆垛机库位数据的自动纠错及容错报警方法流程图；

图2是一种堆垛机库位数据的自动纠错及容错报警装置的一个角度示意图；

图3是图2的局部放大；

图4是图2的另一个角度示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例：

一种堆垛机库位数据的自动纠错及容错报警方法，包括以下步骤S100-S200：

步骤S100、初步测量货位数据：启动堆垛机，在初始取放货过程中，初步测量取货架在每一个库位取放货时的位置数据，作为每一个库位取放货的基础位置数据，并作为取货架在实际行走方向和起升方向上取放货的最佳数据值，作为原始数据；原始数据储存在数据块中；

其中，所述基础位置包括取货架的最小列最小层、最小列最大层、最大列最小层、最大列最大层共四个位置，这四个基础位置用于实际测量出准确的行走方向和起升方向取放货的最佳数据值，录到PLC对应的数据块中，作为原始数据，在后续自动纠错中，最新的数据会自动替换掉这些原始数据，从而形成自动纠错。

基础位置数据作为基础数据以及原始数据，在后续每一次的取放货时进行更新、纠错。

具体包括S110测量行走方向的数据、S120测量起升方向的数据。

其中，测量行走方向的数据：

S111、根据最小列最小层行走方向的数据、最大列最小层行走方向的数据、最大列的列数，得出最小层每一列的行走方向库位的数据；

S112、根据最小列最大层行走方向的数据、最大列最大层行走方向的数据、最大列的列数，得出最大层每一列的行走方向库位的数据；

S113、根据最小列最小层行走方向的数据、最小列最大层行走方向的数据、最大层的层数，得出最小列每一层的行走方向误差值，累加后得出最小列每一层的行走方向库位的数据；

S114、根据最大列最小层行走方向的数据、最大列最大层行走方向的数据、最大层的层数，得出最大列每一层的行走方向误差值，累加后得出最大列每一层的行走方向库位的数据；

S115、根据中间列最小层行走方向的数据、中间列最大层行走方向的数据、最大层的层数，得出中间列每一层的行走方向误差值，累加后得出中间列每一层的行走方向库位的数据。

本实施例中，规定行走方向为x轴，起升方向为y轴，通过测距仪反馈给控制系统当前位置值，即行走方向与起升方向各布置一组测距仪。上述S111-S115中，在两个方向的行走数据均以二维坐标的形式示出，例如，S111中“最小列最小层行走方向的数据”为最小列最小层的X坐标和Y坐标。

在S113中，行走方向的误差值计算方式为：假设最小列最小层行走方向的数据为a，最小列最大层行走方向的数据为b，其中，a与b均为X方向上的二维坐标值，最大层数为n，当前层为m，则，每一层的误差值为(a-b)/n，最小列每一层的行走方向库位的数据为a+(m-1)*(a-b)/n。将n层的误差值累加后，得到最小列每一层的行走方向库位的数据。

本实施例，中间列即最小列+1、最大列-1列数的区间范围，本发明利用上述方法能够计算出所有库位的基础数据，为每一个库位添加基础位置数据，便于取货架查找货物，也作为后续纠错的基础。

测量起升方向的数据：

S121、根据最小列最小层起升方向的数据、最大列最小层起升方向的数据、最大列的列数，得出最小层每一列的起升方向库位的数据；

S122、根据最小列最大层起升方向的数据、最大列最大层起升方向的数据、最大列的列数，得出最大层每一列的起升方向库位的数据；

S123、根据最小列最小层起升方向的数据、最小列最大层起升方向的数据、最大层的层数，得出最小列每一层的起升方向误差值，累加后得出最小列每一层的起升方向库位的数据；

S124、根据最大列最小层起升方向的数据、最大列最大层起升方向的数据、最大层的层数，得出最大列每一层的起升方向误差值，累加后得出最大列每一层的起升方向库位的数据；

S125、根据中间列最小层起升方向的数据、中间列最大层起升方向的数据、最大层的层数，得出中间列每一层的起升方向误差值，累加后得出中间列每一层的起升方向库位的数据。

起升方向与行走方向的计算方式相同，在此不再赘述。根据上述方法得到每一个库位的坐标值，作为每一次的基础位置数据，在下一次的取放货时进行更新和纠错。

步骤S200、精定位测量货位数据：在实际取放货过程中，控制取货架至待取放货库位并定位后，接收货架定位标记的数据，根据货架定位标记的数据、待取放货库位的的原始数据，计算出取货架本次取放货时在行走方向和起升方向上的偏移量；根据原始数据与偏移量，得到本次取货架的最新的最佳数据值，并替换掉原始数据，完成纠错。

在S200中，偏移量的计算方式为：

将取货架位置归零；

获取取货架到达待取放货库位时的最终位置数据；

计算行走方向的偏移量：X偏移量＝X最终-X标记；

计算起升方向的偏移量：Y偏移量＝Y最终-Y标记。

在S300中，根据原始数据与偏移量，得到取货架本次取放货的最新的最佳数据值包括以下步骤：最新的最佳数据值以二维坐标值形式示出，并记为(X基础+X偏移量，Y基础+Y偏移量)，其中，X基础为待取放货库位的X方向基础位置数据，Y基础为待取放货库位的Y方向基础位置数据。

本实施例中，在系统模块中将上一次的库位数据作为基础数据，根据本次取放货时的坐标数据将上一次的数据进行更新和纠错。当开启自动校准功能后，堆垛机自动执行移动动作(行走与起升方向驱动运行，货叉不运行)，当定位结束后，控制系统通过PROFINET协议给视觉系统发送启动指令，视觉系统接受到指令后，对货架定位标记拍照，并且返回二维数据给控制系统，控制系统拿到视觉系统返回的数据，基于最小层最小列货位数据这一基准货位数据，测算出偏移量，在原先储存的数据块中，原始数据与偏移量数据通过累加计算，得出最佳的取放货位置数据，把最佳数据写入到原先储存数据块中并保存，从而实现在内部对库位数据进行更改，最终实现对当前库位数据的纠偏；余下库位反复流程直至测量完毕或终止。

如图1所示，整个纠错的流程为：

启动堆垛机，取货架运行中，生成货架排列层的地址，判断该地址是否是取货架最终库位的地址，如果是最终库位地址则说明无需纠错，结束纠错；如果该地址不是取货架的最终地址，则驱动取货架运行，判断取货架是否最终到位，如果没有到位则报警，如果到位则拍照获取货架定位标记5，如果货架定位标记5异常，则报警，如果正常则以二维形式返回后控制系统，控制系统在将最新的最佳数据替换掉原始数据后，结束纠错。

一种堆垛机库位数据的自动纠错及容错报警系统，包括：

执行模块，用于驱动堆垛机在行走方向和起升方向的运行。

如图2所示是一种堆垛机库位数据的自动纠错及容错报警装置的一个角度示意图，如图3所示是图2的局部放大图，如图4所示是图2的另一个角度示意图，包括：

行走机构1和起升机构，用于控制堆垛机在行走方向和起升方向的运行；

下横梁2，用于安装载货台本体3；

撑载货台本体3，用于安装取货架；

视觉系统4，用于获取货架定位标记5的数据；

货架定位标记5，设于货架的侧边底部，用于定位货架位置。

视觉系统设置在载货台本体靠近货架一侧，且左右各一个，用于校对两侧货架，载货台本体呈凹字形，凹字形的载货台本体设置在载货台横梁的下方，行走机构设置在载货台本体一侧，取放货机构通过连接座设置在载货台本体底部，视觉系统通过PROFINET总线与堆垛机控制系统连接。

以上所述仅是对本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种堆垛机库位数据的自动纠错及容错报警方法，其特征在于，包括以下步骤：

精定位测量货位数据：在实际取放货过程中，控制取货架移动至待取放货库位并定位后，接收货架定位标记的数据，根据货架定位标记的数据、待取放货库位的原始数据，计算出取货架本次取放货时在行走方向和起升方向上的偏移量；根据原始数据与偏移量，得到取货架本次取放货的最新的最佳数据值，并替换掉原始数据，完成纠错；

所述基础位置包括取货架的最小列最小层、最小列最大层、最大列最小层、最大列最大层共四个位置；

所述初步测量取货架在每一个库位取放货时的位置数据具体包括以下步骤：

测量行走方向的数据：

根据最大列最小层行走方向的数据、最大列最大层行走方向的数据、最大层的层数，得出最大列每一层的行走方向误差值，累加后得出最大列每一层的行走方向库位的数据；

测量行走方向的数据还包括：

2.根据权利要求1所述的一种堆垛机库位数据的自动纠错及容错报警方法，其特征在于，所述初步测量取货架在每一个库位取放货时的位置数据具体还包括以下步骤：

测量起升方向的数据：

根据最大列最小层起升方向的数据、最大列最大层起升方向的数据、最大层的层数，得出最大列每一层的起升方向误差值，累加后得出最大列每一层的起升方向库位的数据。

3.根据权利要求2所述的一种堆垛机库位数据的自动纠错及容错报警方法，其特征在于，测量起升方向的数据还包括：

4.根据权利要求1所述的一种堆垛机库位数据的自动纠错及容错报警方法，其特征在于，偏移量的计算方式为：

计算行走方向的偏移量：X偏移量＝X最终-X标记；

计算起升方向的偏移量：Y偏移量＝Y最终-Y标记。

5.根据权利要求4所述的一种堆垛机库位数据的自动纠错及容错报警方法，其特征在于，最新的最佳数据值以二维坐标值形式示出，并记为(X基础+X偏移量，Y基础+Y偏移量)，其中，X基础为待取放货库位的X方向基础位置数据，Y基础为待取放货库位的Y方向基础位置数据。

6.一种堆垛机库位数据的自动纠错及容错报警系统，其特征在于，应用于如权利要求1-5任一项所述的一种堆垛机库位数据的自动纠错及容错报警方法，包括：

执行模块，用于驱动堆垛机在行走方向和起升方向的运行。

7.一种堆垛机库位数据的自动纠错及容错报警装置，其特征在于，应用于如权利要求6所述的一种堆垛机库位数据的自动纠错及容错报警系统，包括：

行走机构(1)和起升机构，用于控制堆垛机在行走方向和起升方向的运行；

下横梁(2)，用于安装载货台本体(3)；

撑载货台本体(3)，用于安装取货架；

视觉系统(4)，用于获取货架定位标记(5)的数据；

货架定位标记(5)，设于货架的侧边底部，用于定位货架位置。