一种物料自动搬运控制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种物料自动搬运控制系统，用于控制搬运抓斗的运行轨迹，包括中控操作台、作为通讯主站的plc主控单元、作为通讯从站的与所述主控系统分别连接的定位单元、物料检测单元、路径规划单元、驱动单元、防撞单元和冗余互补单元，所述中控操作台与plc主控单元连接，所述plc主控单元用于接收所述中控操作台的控制指令和所述通讯从站的请求信号，并按所述请求信号分析处理，分别对所述从站发出相应的控制指令。本发明专利技术对搬运过程进行整体规划，提高设备安全性、实现预防性维护、提升综合运行效率，实现对生产的自动化、信息化、智能化和无人化的管理。化的管理。化的管理。

【技术实现步骤摘要】
一种物料自动搬运控制系统


[0001]本专利技术涉及自动化生产
，尤其是指一种物料自动搬运控制系统。

技术介绍

[0002]酒文化在中国历史文化中占据重要的意义，酿酒的工艺在不断进步，根据不同的酿酒工艺，可以酿造不同口味的酒，中国酒文化历史悠久，然后酿酒工艺还很多都是由人工参与，人工参与酿酒程度不同，酿出来的酒口味就会千差万别，还有现阶段人工成本不断提高，为了提高酿酒的效率和产量，以及要保持酿出的酒口味保持一致，需要酿酒工艺进行自动化控制。
[0003]随着现阶段自动化技术不断发展进步，在酿酒工艺中酒糟的翻转和转运过程中也加入自动搬运机器人控制技术，但是现有的自动搬运机器人存在一定的缺陷：
[0004]一方面，现有的搬运机器人系统对搬运过程、搬运路线缺少统一的规划，在搬运过程中，容易出现搬运路线不合理、搬运效率低的情况，更严重的情况下在搬运的过程中容易发生碰撞；
[0005]另一方面，现有的搬运机器人系统缺少备用补救措施，当某一台设备发生故障而停歇时，会引起全线停工，物料传输发生混乱的问题。

技术实现思路

[0006]为此，本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术中搬运机器人系统存在的路线不合理、搬运效率低、易发生碰撞事故、缺少互补措施的问题，提供一种针对酿酒工艺中的物料自动搬运控制系统，对搬运过程进行整体规划，提高设备安全性、实现预防性维护、提升综合运行效率，实现对生产的自动化、信息化、智能化和无人化的管理。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种物料自动搬运控制系统，用于控制搬运抓斗的运行轨迹，其特征在于，包括中控操作台、作为通讯主站的plc主控单元、作为通讯从站的与所述主控系统分别连接的定位单元、物料检测单元、路径规划单元、驱动单元、防撞单元和冗余互补单元，所述中控操作台与plc主控单元连接，所述plc主控单元用于接收所述中控操作台的控制指令和所述通讯从站的请求信号，并按所述请求信号分析处理，分别对所述从站发出相应的控制指令；
[0008]所述定位单元根据搬运抓斗的工作位置及工作状态，对搬运抓斗的每个工作点进行定位；
[0009]所述物料检测单元根据不同窖池的长度、宽度及高度构建三维立体模型，对不同窖池内推料的状态进行检测；
[0010]所述路径规划单元根据搬运抓斗的位置和不同窖池中的推料情况，统筹规划不同搬运抓斗的搬运路径；
[0011]所述驱动单元根据最佳抓取路线带动搬运抓斗完成抓取动作；
[0012]所述防撞单元防止搬运抓斗在驱动单元带动的运行过程中发生碰撞以及防止搬
运料斗与窖池和投料口之间发生碰撞；
[0013]所述冗余互补单元对系统中的定位单元、物料检测单元、驱动单元、防撞单元都采用双控制冗余互补，相互备份。
[0014]在本专利技术的一个实施例中，所述定位单元根据搬运抓斗的工作位置构建工作区域的二维平面模型，包括窖池的位置、投料点的位置、固定传送点的位置，所述定位单元根据搬运抓斗的工作状态对搬运抓斗的水平移动位置、升降高度、抓斗翻转位置通过绝对值编码器及激光测距仪进行精确定位。
[0015]在本专利技术的一个实施例中，所述物料检测单元设置在窖池中，包括激光扫描仪和扫描行车，采用激光扫描仪进行一维线性扫描、带动激光扫描仪旋转实现二维平面扫描、通过扫描行车带动激光扫描仪实现三维立体扫描，所述激光扫描仪对单点位置进行多次测量，通过高斯分布的统计算法进行数据处理，再将数据进行成像处理。
[0016]在本专利技术的一个实施例中，所述路径规划单元结合不同窖池的内堆料高度和抓斗的运行距离、运行加速度、运行速度计算抓斗的最佳抓取路线，即计算搬运抓斗从初始位置到完成抓料运输的最短时间，设置所述不同窖池的内堆料高度和抓斗的运行距离、运行加速度、运行速度计算的优先级不同，其中，所述内堆料高度为第一优先级、抓斗运行距离为第二优先级、抓斗运行加速度为第三优先级、抓斗运行速度为第四优先级，为不同的优先级分配权重系数，所述权重系数的总和为1。
[0017]在本专利技术的一个实施例中，所述驱动单元包括带动搬运抓斗水平移动的横向滑移行车和纵向滑移行车、带动搬运抓斗上下移动的升降组件、以及带动搬运抓斗抓料的翻转组件，所述横向滑移行车、纵向滑移行车、升降组件和翻转组件均由PID精确控制滑移的速度和位置。
[0018]在本专利技术的一个实施例中，所述防撞单元包括用于检测搬运抓斗位置的传感组件，包括高度传感器和水平位置传感器，以及用于与伸缩投料口和起重机的安全互锁机构。
[0019]在本专利技术的一个实施例中，所述冗余互补单元包括：
[0020]定位单元的冗余互补，包括设置激光测距仪对搬运抓斗运行方向的两侧同步测距，实现速度及位置双重保护，及冗余保护；
[0021]物料检测单元的冗余互补，在窖池设置固定的激光扫描仪，在搬运抓斗上设置随动的激光扫描仪，实现固定的激光扫描仪和随动的激光扫描仪互补；
[0022]驱动单元的冗余互补，设置条码测距实现单元的精确定位，设置绝对值编码器作为位置冗余保护；
[0023]防撞单元的冗余互补，设置PID精确控制搬运抓斗位置，设置传感组件作为防撞冗余保护。
[0024]在本专利技术的一个实施例中，所述通信主站与各个通信从站之间采用有线通信和或无线通信的方式进行信号的传输。
[0025]在本专利技术的一个实施例中，还包括设备监测与预警单元，所述设备监测与预警单元包括用于指示所述控制系统的当前状态工作的指示器、用于指示所述控制系统运行出现异常时发出报警信号的报警器。
[0026]在本专利技术的一个实施例中，还包括状态显示单元，所述状态显示单元显示搬运抓斗的运行路线、预设路线、行进方向、行进速度及搬运抓斗的工作状态。
[0027]本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
[0028]本专利技术所述的一种物料自动搬运控制系统，用于控制搬运抓斗的运行轨迹，包括中控操作台、作为通讯主站的plc主控单元、作为通讯从站的与主控系统分别连接的定位单元、物料检测单元、路径规划单元、驱动单元、防撞单元和冗余互补单元，中控操作台与plc主控单元连接，plc主控单元用于接收中控操作台的控制指令和通讯从站的请求信号，并按请求信号分析处理，分别对所述从站发出相应的控制指令；
[0029]采用定位单元实现对搬运抓斗位置的实时监测、采用物料检测单元对窖池中的物料情况实时监测，根据抓斗位置和物料情况，采用路径规划单元规划位于不同位置的搬运抓斗去抓取位于不同位置的窖池中的物料，计算出花费时间最短的抓取路径；采用驱动单元实现带动搬运抓斗完成水平位移、竖直升降、翻转抓取等动作；采用防撞单元控制搬运抓斗在运行过程中和与投料口对接时的防撞保护；采用冗余互补单元对系统中的定位单元、物料检测单元、驱动单元、防撞单元都采用双控制冗余互补，相互备份，保证在其中任意一个系统中的组件出现故障时，系统仍然能正常运转；
[0030]本实施例的物料自动搬运控制系统，解决了现有技术中搬运机器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种物料自动搬运控制系统，用于控制搬运抓斗的运行轨迹，其特征在于，包括中控操作台、作为通讯主站的plc主控单元、作为通讯从站的与所述主控系统分别连接的定位单元、物料检测单元、路径规划单元、驱动单元、防撞单元和冗余互补单元，所述中控操作台与plc主控单元连接，所述plc主控单元用于接收所述中控操作台的控制指令和所述通讯从站的请求信号，并按所述请求信号分析处理，分别对所述从站发出相应的控制指令；所述定位单元根据搬运抓斗的工作位置及工作状态，对搬运抓斗的每个工作点进行定位；所述物料检测单元根据不同窖池的长度、宽度及高度构建三维立体模型，对不同窖池内推料的状态进行检测；所述路径规划单元根据搬运抓斗的位置和不同窖池中的推料情况，统筹规划不同搬运抓斗的搬运路径；所述驱动单元根据最佳抓取路线带动搬运抓斗完成抓取动作；所述防撞单元防止搬运抓斗在驱动单元带动的运行过程中发生碰撞以及防止搬运料斗与窖池和投料口之间发生碰撞；所述冗余互补单元对系统中的定位单元、物料检测单元、驱动单元、防撞单元都采用双控制冗余互补，相互备份。2.根据权利要求1所述的物料自动搬运控制系统，其特征在于：所述定位单元根据搬运抓斗的工作位置构建工作区域的二维平面模型，包括窖池的位置、投料点的位置、固定传送点的位置，所述定位单元根据搬运抓斗的工作状态对搬运抓斗的水平移动位置、升降高度、抓斗翻转位置通过绝对值编码器及激光测距仪进行精确定位。3.根据权利要求1所述的物料自动搬运控制系统，其特征在于：所述物料检测单元设置在窖池中，包括激光扫描仪和扫描行车，采用激光扫描仪进行一维线性扫描、带动激光扫描仪旋转实现二维平面扫描、通过扫描行车带动激光扫描仪实现三维立体扫描，所述激光扫描仪对单点位置进行多次测量，通过高斯分布的统计算法进行数据处理，再将数据进行成像处理。4.根据权利要求1所述的物料自动搬运控制系统，其特征在于：所述路径规划单元结合不同窖池的内堆料高度和抓斗的运行距离、运行加速度、运行速度计算抓斗的最佳抓取路线，即计算搬运抓斗从初始位置到完成抓料运输的最短时...

【专利技术属性】
技术研发人员：方线伟，李杰，张猛，张平，张程，
申请(专利权)人：法兰泰克重工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：