CN210763990U - 一种联合储库起重机系统 - Google Patents

Abstract

一种联合储库起重机系统，它包括起重机控制系统，起重机控制系统的输入端用于接收视觉系统、定位系统、抓斗称重系统、放料仓料位监测系统的信号，起重机控制系统输出控制信号给大车电机、小车电机、抓斗升降电机、抓斗开闭电机，大车电机用于驱动大车移动，小车电机用于驱动小车移动，抓斗起升电机用于驱动抓斗的上升、下降，抓斗开闭电机用于驱动抓斗的开闭。随着未来工厂和仓储自动化、高效化理念的兴起，传统起重机的性能已无法满足生产和安全要求，本实用新型应运而生。

Description

一种联合储库起重机系统

技术领域

本实用新型属于先进制造与自动化领域，具体涉及一种联合储库起重机自动控制系统。

背景技术

传统的联合仓库桥式起重机采用人工驾驶模式，操作人员受粉尘、噪音等职业病影响因素干扰；在重载的情况下频繁的进行启动、变速、制动和反转等操作，劳动强度大；传动系统采用传统的继电器、接触器和串电阻的调速模式又存在控制精度差、能耗高、工作效率低等缺点，且操作精度完全依赖驾驶员的熟练程度；另外，由于连续生产工作量大，驾驶员劳动强度高，为了保证生产效率，往往会采取“就地取材”的工作方式，使堆积在底部及角落的原材料长期得不到合理的应用，这些原材料堆积时间过长对产品质量有较大的影响。因此传统起重机工作模式已无法满足安全、生产、质量等要求。

起重机自动控制系统在港口码头、垃圾处理、火车转运等领域有一定的研究与应用。然而，建材行业联合储库物料多为粉末散料，种类多、堆积混乱、起重机台数多、工序包括配料、补料、倒料、转料等，工艺复杂，其控制系统的研究还处于初步探索阶段。随着水泥智能工厂和仓储自动化、高效化理念的兴起，联合储库起重机自动控制系统的研究更是势在必行。

申请公布号为CN103612989A的专利文献公开了一种门式起重机自动控制系统及控制方法，它包括门式起重机、定位发射装置、数据处理设备, 所述小车中心位置设置有第一定位发射装置，所述吊具底部设置有第一距离探测器，所述集装箱顶面四角上设置有第二定位发射装置，底面设置有第二距离探测器，数据处理设备接收第一定位发射装置、第二定位发射装置、第一距离探测器、称重装置和第二距离探测器传来的信息，数据处理设备还能控制驱动机构和吊具收放机构的运作。本发明还提供了控制系统的控制方法，通过简单的定位发射装置与传感器相结合，能够自动控制小车的行进和吊具的放落，并能根据实际情况对小车行进速度和吊具放落速度进行控制，消除人为操作时的不稳定因素。

该现有技术涉及的是对一台门式起重机初步自动化的控制，它不涉及定位、视觉扫描等装置，无法很好的实现多台起重机的协同配合控制。

发明内容

本实用新型的目的是为了实现联合仓库中多台桥式起重机的协同配合、高效作业所提供的一种联合储库起重机系统。

一种它包括起重机控制系统，它包括起重机控制系统，起重机控制系统的输入端分别与视觉系统、定位系统、抓斗称重系统、放料仓料位监测系统连接，起重机控制系统的输出端分别与大车电机、小车电机、抓斗升降电机、抓斗开闭电机，大车电机连接，小车电机设置于小车中用于驱动小车移动，抓斗升降电机设置于抓斗上用于驱动抓斗的上升、下降，抓斗开闭电机设置于抓斗上用于驱动抓斗的开闭。

包括卸料池和放料仓，起重机的大车和/或小车从泊车位置启动、定向移至目标点，然后抓斗下降、从卸料池中精确抓取物料，在抓取后抓斗提升、移向放料仓投料。

还包括配料秤，放料仓将物料供给配料秤，配料秤传输速度根据放料仓位检测系统信号调节，配料秤将物料输送至配料皮带，放料仓位检测系统包括雷达料位仪，雷达料位仪实时监测放料仓的物料高度，并将料位信息反馈给控制系统，控制起重机的启停，定期校核放料仓的高度，使放料仓高度始终控制在合理值。

包括多个卸料池，卸料池与卸料池之间设有挡墙，视觉系统将每个卸料池划分成网格状，对每个单元网格的料面高度进行独立计算。

接收视觉系统包括3D激光扫描仪，在每个卸料池的顶部设有3D激光扫描仪，各个3D激光扫描仪对各自下方的卸料池进行扫描。

还包括联合物流系统，起重机控制系统的输入端可接收联合物流系统的信号，联合物流系统可建立物料轮廓的四维模型，实时模拟物料轮廓形貌，接收生产信息，调度距离目标抓取点最近的起重机转运物料。

上述大车横向运动，小车纵向运动，大车电机和制动器使用变频器控制，并且加装大车编码器定位；小车电机和制动器使用变频器控制，并且加装小车编码器定位；大车上设有激光测距仪用以监测两相邻大车的间距，当相邻大车间距小于指定数值时，大车减速运动，保证一定的最小间距。

上述抓斗在垂直方向升降，抓斗升降电机与抓斗开闭电机通过变频器控制，加装抓斗编码器定位。

上述抓斗起升钢丝绳上安设电子防摇系统，当钢丝绳摆角超过一定度数时，防摇系统将信号传输给起重机自动控制系统，大车或小车减速形成反向加速度以平衡摆幅，抓斗起升钢丝绳上配置荷重传感器可获取每一次抓取物料的重量。

采用上述技术方案，能带来以下技术效果：

连续生产时，首先给定各类生产原料或混合材辅料成分具体含量，即生产配料参数；根据视觉系统提供的物料位置信息确定目标抓取点，再联合定位系统读取各起重机位置信息，选取离目标抓取点最近（大车离目标距离）的起重机工作；计算该起重机大车、小车、抓斗离目标点距离，起重机自动控制系统控制起重机精确运行至目标点；起重机抓取物料，计算起重机大车、小车、抓斗离放料仓距离，运输至放料仓，再由配料秤将放料仓物料供给配料皮带，完成配料。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型联合储库起重机自动控制系统控制流程图；

图2为本实用新型联合储库起重机自动控制系统工艺流程图；

图3为本实用新型联合储库起重机自动控制系统起重机机械结构示意图；

图4为本实用新型联合储库起重机自动控制系统联合储库卸料池、放料仓分布图。

具体实施方式

如图1和图2所示，一种联合储库起重机自动控制系统，它包括起重机控制系统，它包括起重机控制系统，起重机控制系统的输入端分别与视觉系统、定位系统、抓斗称重系统、放料仓料位监测系统连接，起重机控制系统的输出端分别与大车电机、小车电机、抓斗升降电机、抓斗开闭电机，大车电机连接，小车电机设置于小车中用于驱动小车移动，抓斗升降电机设置于抓斗上用于驱动抓斗的上升、下降，抓斗开闭电机设置于抓斗上用于驱动抓斗的开闭。

还包括卸料池2和放料仓3，起重机1的大车11和/或小车12从泊车位置启动、定向移至目标点，然后抓斗13下降、从卸料池2中精确抓取物料，在抓取后抓斗13提升、移向放料仓3投料。

还包括配料秤4，放料仓3将物料供给配料秤4，配料秤4传输速度根据放料仓位检测系统信号调节，配料秤4将物料输送至配料皮带5，放料仓位检测系统包括雷达料位仪31，雷达料位仪31实时监测放料仓3的物料高度，并将料位信息反馈给控制系统，控制起重机1的启停，定期校核放料仓3的高度，使放料仓3高度始终控制在合理值。

包括多个卸料池2，卸料池与卸料池之间设有挡墙，视觉系统6将每个卸料池2划分成网格状，对每个单元网格的料面高度进行独立计算。

图3为卸料池、放料仓分布图，卸料池2之间物料由挡墙间隔，防止物料相互掺渗，每个卸料池2顶部固定安设视觉系统6的主要硬件3D激光扫描仪61，3D激光扫描仪61以约270度广角范围对联合储库卸料池2进行高频率扫描，视觉系统6将料场划分成100*100mm的网格状，对每个单元网格的料面高度进行独立计算，联合物流系统7建立物料轮廓的四维模型（三维坐标+时间信息），实时模拟物料轮廓形貌，接收生产信息，调度距离目标抓取点最近的起重机1转运物料（目标抓取点为最早进入轮廓表面的网格区域中心，若物料同时进入，优先设置为最高的网格区域中心为目标点）保证物料“先进先出”。

放料仓3上方安装雷达料位仪31，雷达料位仪31实时监测放料仓3物料高度，并将料位信息反馈给控制系统，控制起重机1启停，定期校核放料仓3高度，使放料仓3高度始终控制在合理值，防止堵料及空仓影响生产。

图4所示为起重机机械结构示意图。大车11横向运动，小车12纵向运动，抓斗13在垂直方向升降。大车电机111和制动器使用变频器控制，并且加装大车编码器81定位；小车12电机和制动器使用变频器控制，并且加装小车编码器82定位；抓斗升降电机131与抓斗开闭电机132通过变频器控制，加装抓斗编码器83定位。大车11框架上安装激光测距仪9用以监测两相邻大车的间距，当相邻大车间距小于10m时，大车11减速运动，保证最小间距5m，确保生产安全。抓斗13起升钢丝绳上安设电子防摇系统133，当钢丝绳摆角超过18°时，防摇系统133将信号传输给起重机自动控制系统，大车11或小车12减速形成反向加速度以平衡摆幅。抓斗13起升钢丝绳上配置荷重传感器，可获取每一次抓取物料的重量。

在连续生产时，人工给定具体各类生产原料、辅料成分含量，即生产配料参数；联合储库起重机自动控制系统根据视觉系统6提供的物料位置信息确定目标抓取点，再联合定位系统8读取各起重机1位置信息，选取离目标抓取点最近（大车离目标距离）的起重机1工作；起重设备根据信号跑大车11、小车12，配合大车11、小车12的大车编码器81、小车编码器82及其大车电机111、小车电机121准确运行到第一个目标位置；大车11、小车12机构行走到位，抓斗13配合抓斗编码器83准确及其升降电机131下降到指定位置，抓斗开闭电机132打开闭合进行物料抓取，抓斗13的荷重传感器，获取每一次抓取物料的重量；抓斗13自动上升到安全高度，自动开闭斗放料进入放料仓3后，大车11、小车12自动运行到下一个目标位置；物料由抓斗13转入放料仓3后，放料仓3由底部配料秤4配料，配料秤4根据人工配料信息，自动调节其配料电机转速，满足单位时间内定量给配料皮带5供料的要求；每隔4小时放料仓3上方的雷达料位仪31将监测的料位情况反馈至起重机控制系统，若因为配料秤4精度误差或抓斗13荷重传感器误差造成放料仓3的料位波动超过一定范围，起重机自动控制系统发送信息通过控制抓斗13抓取料量保持放料仓3料位在合理的范围，防止料位过高堵料，料位过低影响生产；同时大车11框架上安装激光测距仪9用以监测两相邻大车的间距，当相邻大车间距小于10m时，大车11减速运动，保证最小间距5m，确保生产安全。抓斗13起升钢丝绳上安设电子防摇系统133，当钢丝绳摆角超过18°时，防摇系统133将信号传输给起重机自动控制系统，大车11或小车12减速形成反向加速度以平衡摆幅。配料秤4将放料仓3的物料输送至配料皮带5完成转料。起重机1重复第以上动作，循环完成指示，使粉磨系统按配料要求连续稳定生产。以上过程任一环节出现故障或其它异常情况，起重机配料系统均将故障信号反馈给起重机自动控制系统，大车11、小车12、抓斗13运动至指定位置，停止取料，配料秤4停止运转。

Claims (9)

1.一种联合储库起重机系统，其特征在于：它包括起重机控制系统，起重机控制系统的输入端分别与视觉系统（6）、定位系统（8）、抓斗称重系统（134）、放料仓料位监测系统连接，起重机控制系统的输出端分别与大车电机（111）、小车电机（121）、抓斗升降电机（131）、抓斗开闭电机（132），大车电机（111）连接，小车电机（121）设置于小车（12）中用于驱动小车（12）移动，抓斗升降电机（131）设置于抓斗（13）上用于驱动抓斗（13）的上升、下降，抓斗开闭电机（132）设置于抓斗（13）上用于驱动抓斗（13）的开闭。

2.根据权利要求1所述的联合储库起重机系统，其特征在于：包括卸料池（2）和放料仓（3），起重机（1）的大车（11）和/或小车（12）从泊车位置启动、定向移至目标点，然后抓斗（13）下降开闭、从卸料池（2）中精确抓取物料，在抓取后抓斗（13）提升、移向放料仓（3）投料。

3.根据权利要求2所述的联合储库起重机系统，其特征在于：还包括配料秤（4），放料仓（3）将物料供给配料秤（4），配料秤（4）传输速度根据放料仓位检测系统信号调节，配料秤（4）将物料输送至配料皮带（5），放料仓位检测系统包括雷达料位仪（31），雷达料位仪（31）实时监测放料仓（3）的物料高度，并将料位信息反馈给控制系统，控制起重机（1）的启停，定期校核放料仓（3）的高度，使放料仓（3）高度始终控制在合理值。

4.根据权利要求2所述的联合储库起重机系统，其特征在于：包括多个卸料池（2），卸料池与卸料池之间设有挡墙，视觉系统（6）将每个卸料池（2）划分成网格状，对每个单元网格的料面高度进行独立计算。

5.根据权利要求4所述的联合储库起重机系统，其特征在于：接收视觉系统（6）包括3D激光扫描仪（61），在每个卸料池（2）的顶部设有3D激光扫描仪（61），各个3D激光扫描仪（61）对各自下方的卸料池（2）进行扫描。

6.根据权利要求4所述的联合储库起重机系统，其特征在于：还包括物流系统（7），起重机控制系统的输入端可接收物流系统（7）的信号，物流系统（7）配合视觉系统（6）可建立物料轮廓的四维模型，实时模拟物料轮廓形貌，接收生产信息，调度距离目标抓取点最近的起重机（1）转运物料。

7.根据权利要求2所述的联合储库起重机系统，其特征在于：所述大车（11）横向运动，小车（12）纵向运动，大车电机（111）和制动器使用变频器控制，并且加装大车编码器（81）定位；小车（12）电机和制动器使用变频器控制，并且加装小车编码器（82）定位；大车（11）上设有激光测距仪（9）用以监测两相邻大车的间距，当相邻大车间距小于指定数值时，大车（11）减速运动，保证最小间距。

8.根据权利要求2所述的联合储库起重机系统，其特征在于：所述抓斗（13）在垂直方向升降，抓斗升降电机（131）与抓斗开闭电机（132）通过变频器控制，加装抓斗编码器（83）定位。

9.根据权利要求2所述的联合储库起重机系统，其特征在于：所述抓斗（13）起升钢丝绳上安设电子防摇系统（133），当钢丝绳摆角超过一定度数时，防摇系统（133）将信号传输给起重机自动控制系统，大车（11）或小车（12）减速形成反向加速度以平衡摆幅，抓斗（13）起升钢丝绳上配置荷重传感器可获取每一次抓取物料的重量。

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