堆垛机的几种定位控制方式.pdf

第37卷 第2期 2015-02(下) 【1】 收稿日期：2014-09-27 作者简介：韩骏（1958 -），男，工程师，主要从事物流仓储项目管理工作。 堆垛机的几种定位控制方式 several control methods of stoker positioning 韩 骏，卢宗慧，胡卫宁，田 博，武名虎 han jun, lu zong-hui, hu wei-ning, tian bo, wu ming-hu （北京机械工业自动化研究所，北京 100120） 摘 要：介绍了在堆垛机定位控制经常用到的几种方法，阐述了各种方法的优缺点和使用注意事项。 关键词：自动化立体仓库；堆垛机；定位控制；激光测距仪；条码阅读仪 中图分类号：tp29 文献标识码：b 文章编号：1009-0134(2015)02(下)-0001-02 doi：10.3969/j.issn.1009-0134.2015.02(下).01 0 引言 随着土地和人力成本的提高，自动化立体仓库日益 广泛地应用于食品、医药、机械、石油、化工和航空航 天等行业。堆垛机作为自动化立体仓库的核心，发挥着 至关重要的作用。堆垛机的定位控制是实现存取货物的 基础，意义重大。 1 定位控制的控制目标 堆垛机的定位控制关系到其停车精度，对存取货 物的质量有直接影响。堆垛机的运动是三维运动，包括 堆垛机沿巷道方向的水平行走运动，载货台沿竖直方向 的起升运动，以及货叉沿垂直于巷道方向的伸缩运动。 定位控制的目标是堆垛机上的载货台能够准确快速地到 达指定货位。 2 水平方向的定位控制 水平方向的控制目标是实现堆垛机沿巷道方向的寻址。 2.1 认址片和编码器 沿堆垛机的水平行走方向在货架片或者地面上放置 认址片，通过在堆垛机下横梁上的一组槽型光电开关来 检测认址片，从而判断堆垛机的位置。每经过一个认址 片，认址系统累加（或累减）计数，并将计数值与要求 达到的目的地址相比较，以实现准确认址。到达预定认 址片时堆垛机自动停车。 这种控制方式的特点是比较简单，造价较低。不足 之处是巷道内有异物时容易受到干扰，造成计数产生偏 差。为了提高其可靠性，需要增加校验手段，如旋转编 码器等进行校验。另外，立体仓库货位较多时需要安装 的认址片会比较多，固定和调整的工作量也会比较大， 这种情况下应尽量避免认址片进行定位。 ? ? ? 图1 光电开关+认制片 2.2 激光测距仪 激光测距仪，是利用激光对目标的距离进行准确测 定的仪器。工作时由光电元件接收目标反射的激光束， 通过计时器测定的时间计算出激光测距仪到目标的距 离。通常实在堆垛机的下横梁或者立柱上固定激光测距 仪，并在相应的高度对应放置铁板，并贴好专用的反光 纸，配合使用。通过激光测距仪实时监测出的距离可以 使实现堆垛机的水平方向的定位控制。 这种控制方式可以达到较高的停车精度，缺点是不 能应用在堆垛机巷道有转弯的情况。应注意根据巷道的 长度合理选择反光纸的大小，保护激光测距仪的发射和 接收平面，避免落灰和被干扰的情况。 2.3 激光条码认址 激光条码认址需要在货架或者地面支架上放置沿巷道 方向的条码带，在堆垛机上固定条码阅读仪，配合使用。 这种控制方式的停车精度比较高，也能满足巷道有 弯道的情况。需要注意条码带的保养，避免条码污损， 有条码不能被识别时应及时更换。 【下转第5页】 第37卷 第2期 2015-02(下) 【5】 mppt控制。该方法充分综合了功率预测法和变步长扰 动观测法各自的优点，提高了跟踪的快速性，克服了跟 踪过程中可能出现的误判问题，降低了功率损耗，提高 了光伏电池利用率。利用matlab建立mppt模型进行 仿真实验并与变步长扰动观测法的仿真结果进行对比分 析，验证了该新型mppt算法的有效性和可行性。 参考文献： 1 方波,罗书克,康龙云.光伏占空比扰动控制mppt及其仿真研究 j.可再生能源,2013,10:5-9. 2 沈实叠,姚维.基于变步长的光伏系统mppt算法研究j.轻工机 械,2013,05:55-58. 3 张兴,曹仁贤.太阳能光伏并网发电及其逆变控制m.北京:机械 工业出版社,2011. 4 朱铭炼,李臣松,陈新,等.一种应用于光伏系统mppt的变步长扰 动观察法j.电力电子技术,2010,(01):20-22. 5 徐锋.基于模糊控制和功率预测的变步长扰动观察法在光伏发 电系统mppt控制中的应用j.计算机测量与控制,2014,22(2): 414-416+430. 6 王锋,张淼,张矛盾.基于s函数的实用光伏模板matlab仿真模型 j.广东工业大学学报,2008,25(4):69-72. 3 竖直方向的定位控制 竖直方向的控制目标是实现载货台在竖直方向上寻 址，确保在预定货位对应的高度处停准。 目前竖直方向常见的定位方式与水平方向基本相 同，有认址片和编码器、激光测距仪和bps激光条码认 址3种形式。认址片、激光测距仪和条码阅读仪通常布 置在立柱或横梁上。 ? ? ? ? ? ? ? ? ? 图3激光测距仪认址 4 货叉伸缩方向的定位控制 货叉伸缩方向于水平运行方向，其控制目标是实现货 叉在中位（位于载货台中央）和左/右极限位置的控制， 确保能够完成货物的存取功能。货叉的操作分伸叉和收叉 两个动作，涉及到伸叉到位和收叉到位的定位控制。 4.1 行程开关和撞块 行程开关配合撞块的控制方式通常用于检测伸叉到 位，在载货台（或货叉固定部分）上步置行程开关，在 货叉可移动部分上布置撞块，当货叉到达左/右极限位 置时，对应的行程开关碰到撞块，检测到信号，通过堆 垛机控制系统，完成货叉的伸叉操作。 这种控制方式比较简单，但占用的空间比较大，在 要求货叉截面较小时比较难布置。目前，很多堆垛机厂 家选择应用旋转编码器来实现左右极限位置的定位，定 位精度较高，调试方便。 4.2 接近开关和检测支架 通常是在货叉固定部分布置接近开关，在货叉可移 动部分布置检测支架。货叉回到中位时接近开关检测到 信号，通过堆垛机控制系统完成货叉的收叉操作。 5 结束语 堆垛机的定位控制是堆垛机能够完成正常出入库操 作的基础，是堆垛机控制系统的主要工作内容。越来越 多的新产品和新技术正被应用于堆垛机的定位控制，以 实现更高的定位精度，最求更短的反应时间。 参考文献： 1 刘昌祺,董良.自动化立体仓库设计m.北京:机械工业出版 社,2004:126-154. 2 赵波.自动化立体仓库堆垛机运行系统的研究d.吉林大学, 2007. 3 姜亚洲.激光测距仪和激光条码定位技术在自动存储系统工程 中的应用j.工程建设与设计,2012,(10):184-186,190. 4 刘新.堆垛机位置控制若干问题研究d.大连交通大学,2009. 5 孙宝元,杨宝清.传感器及其应用手册m.北京:机械工业出版 社,2004. 图2激光条码认址 【上接第1页】 堆垛机的几种定位控制方式堆垛机的几种定位控制方式 作者：韩骏， 卢宗慧， 胡卫宁， 田博， 武名虎， han jun， lu zong-hui， hu wei-ning， tian bo， wu ming- hu 作者单位：北京机械工业自动化研究所,北京,100120 刊名： 制造