激光测距技术在巷道堆垛机上的应用
激光测距技术在巷道堆垛机上的应用
作者:杨忠文 李林
随着自动化高架立体仓库的广泛应用,巷道堆垛机的额应用也越来越多。如何满足用户在降低成本的同时保证适当的仓储和足够的出入库吞吐能力,提高巷道堆垛机的运行速度,已是各物 流设备生产设计厂商所追求的主要解决方案之一,同时高速巷道堆垛机速度的高低也标志着物流设备生产企业的技术水平。巷道堆垛机运行速度的提高,不仅要求巷道堆垛机的机体机构、动力及其中机构、载货台伸叉机构、轮行机构等高可靠性地工作,而且要求巷道堆垛机能在高速行走状态下迅速减速并精确定位,准确地对货位进行存取操作。从而,巷道堆垛机定位精度是检验其技术水平及质量的重要指标之一。为此,近年来一种用于巷道堆垛机高速运行时行走方向上精确定位的新技术----激光测距仪技术应运而生。
2.巷道堆垛机行走常用定位方式
现有巷道堆垛机在运行过程中对于行走方向上的定位通常采用光定位控制方式或机电定位控制方式,相关控制原理简单介绍如下:
2.1光电定位控制方式
光电定位控制方式是利用光电开关的只用,将减速、停止信号通知巷道堆垛机控制系统,以达到巷道堆垛机的减速、到位制动定位目的,目前国内外的立体仓库中的巷道堆垛机大多采用此种方式。
光电定位控制方式简单可靠,但要求其在走行的轨道旁设置转悠的光电开关控制片,随着立体仓库内货位增多,光电开关控制片也相应增多,安装调整麻烦,检修立体仓库巷道时维修人员需注意力几种,否则被绊倒或碰坏,因而在目前,此种方式通常是旋转轴编码器联合使用,以减少光电开关控制片的数量。光电定位控制方式一般适用于低、中速行走的巷道堆垛机。
2.2机电定位控制方式
机电定位控制方式是利用机械装置与旋转轴编码器结合使用的一种定位控制方式,它不是简单的利用电机旋转轴或巷道堆垛机行走轮旋转来计数测定行走距离(此方法会由于行走轮旋转打滑或磨损等因素影响计数精度),而是采用了专用的机械装置来计数测定行走距离,现在通常使用的机电定位控制方式有两种:
①摩擦轮与地面或轨道旋转计数测定方式,俗称摩擦轮认址方式。这种方式同样存在着摩擦轮旋转打滑或磨损,地面或轨道如有污物等因素影响计数精度。
②链轮与链条旋转计数测定方式,俗称认链认址方式。认址链认址方式由于是采用链轮与链条,防止了旋转打滑或磨损造成计数精度的误差,但要求安装精度高等,同样此种方式在链条轨道有污物时会产生跳链而影响计数精度。
机电定位控制方式一般适用于低、中速或中高速行走的巷道堆垛机,意大利CAM公司生产的巷道堆垛机采用此时方式其行走速度最高可为200m/min。
3.激光测距定位控制放回寺工作原理概述及常见问题
3.1激光测距定位控制方式工作原理及存在问题
激光测距定位控制方式是通过激光发射器将激光发射到规定距离的反射板上,然后再根据激光发射器与反射板的距离的变化来测出实时变化距离。通常在激光测距定位控制方式的设计一般都是将激光发射器安装在巷道堆垛机上,这主要是激光发射器不象反射板尺寸那么大,便于安装,同时激光发射器的电源来自巷道堆垛机,激光发射器若放在地面上还需铺设供电电缆。但我们在实际应用中发现:激光发射器安装在巷道堆垛机上易影响测距定位精度,这是由于巷道堆垛机在高速运行过程中,行走轨道的平直度影响、巷道堆垛机与天地轨间隙产生的摇摆等多种因素引起激光发射器摆动,使得其发射出的激光光纤摇摆有放大作用,随着立体仓库的巷道越长,对激光测距数据造成的误差影响也就越大。在实际应用中大多设计是将激光发射器安装在巷道堆垛机行走方向的前方,激光发射板安装在巷道堆垛机行走方向的终端(立体库的末端),当巷道堆垛机走到行走方向的起始端(立体库的末端),当巷道堆垛机走到行走方向的起始端(立体库的前端)时,影响测距定位精度误差就最大,但随着速度的逐步减低,巷道堆垛机摇摆及振动的减少,影响测距定位精度误差逐步减小,我们可以看到巷道堆垛机常常在取/卸货的站台处前后循环往返寻找定位点,直至速度达到使巷道堆垛机摇摆及振动趋于稳定,测距数据变化量在定位数值要求公差范围内时,巷道堆垛机才会最终停下。
3.2激光测距定位控制方式存在问题的解决办法
为了避免以上问题的产生,减少影响巷道堆垛机定位时间,具体有两种解决办法:
①采用将激光发射板安装在巷道堆垛机上,而激光发射器则安装在巷道堆垛机行走方向的起始端(立体库的前端)或终端(立体库的末端)的方式。这种安装方式激光发射器由于是固定在地面上不受运动的影响,射出的光线时钟是平直不变,而巷道堆垛机上的激光发射板虽然在运动过程中发生摇摆及抖动,但造成的影响相对就非常小,保证了激光测距的定位精度。
②采用激光测距技术与光电定位相结合的控制方式。通常巷道堆垛机在取/卸货的站台处的停靠较多,而这时激光发射器与激光反射板的距离为最大,受外界的影响也最大,为了解决这个问题,我们采用了激光测距技术与光电定位相结合的控制方式,在巷道堆垛机取/卸货站台处设置光电开关控制片,使它在到达站台位置时能够迅速挺稳,并达到要求的精确定位精度。
4.巷道堆垛机上应用激光测距技术的几点注意事项
4.1在立体仓库巷道通道中的激光测距范围(激光发射器与反射板之间)内不得有任何物体遮挡激光光线
激光测距的原理是通过发射出的激光光线长度来测定距离,其光线就好比一把光尺,如果物体遮挡激光光线,让它脱离原标准原点的测定位置,将影响实际奥球的测定距离,从而使巷道堆垛机走位偏离所设定的位置,产生货位叉取/存储错位或其实点撞击巷道堆垛机端部缓冲制动器的情况。因此,在巷道堆垛机工作时不允许有任何物体遮挡激光光线,对于激光光线通道应采取隔离保护措施,保证测距的准确性和自动化系统的安全型。
4.2激光发射器的安装要求
在巷道堆垛机上激光发射器的安装方式不同,其影响也不同,要求安装部位结构坚固不易变形,振动小,安装的位置必须牢固稳定,这样不会因为巷道堆垛机在运行过程中或由于载货的轻重不同产生影响。
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