專利名稱：一種料場堆取原料品種的識別方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，特別是一種料場堆取原料過程中的原料品種識別 的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)過程中，料場的管理是企業(yè)物料進(jìn)出、存儲的重要環(huán)節(jié)，在這 個(gè)環(huán)節(jié)中，主要包括了對原料的接收、存儲(堆)和運(yùn)輸(取)等工藝過程。在料場中 堆放各種原料，每種原料之間均有一定的間隔區(qū)，以防止原料的混質(zhì)。目前，對原料場 在堆料和取料的過程中，多數(shù)企業(yè)是使用堆取料機(jī)進(jìn)行操作，堆取料機(jī)是一種重型料場 移動(dòng)設(shè)備，其主要由走行機(jī)構(gòu)、旋臂機(jī)構(gòu)、斗輪機(jī)構(gòu)、尾車及輸送皮帶組成。堆取料機(jī) 可以在軌道上行進(jìn)，通過旋臂機(jī)構(gòu)和位于旋臂機(jī)構(gòu)末端的斗輪機(jī)構(gòu)中的斗輪機(jī)，對原料 進(jìn)行堆料和取料操作。
對原料品種的識別主要是通過對堆取料機(jī)的斗輪位置進(jìn)行人工識別，由于料場 中的原料品種繁多而且在外形和顏色上十分相近，不能直接用眼睛或儀器識別，因此常 用的方式是通過在地面固定位置設(shè)置標(biāo)識物或文字，識別斗輪所在位置，根據(jù)該位置所 存儲的原料來人工判定原料的品種，這種方式往往受到多種因素的影響，例如標(biāo)識物或 文字被污濁無法看清或被看錯(cuò)、夜間光線不足或者在下雨時(shí)，均不能正確辨識標(biāo)識物或 文字，從而對操作原料的品種識別錯(cuò)誤，不僅對產(chǎn)品的質(zhì)量產(chǎn)生直接影響，造成料種混 質(zhì)，更重要的是錯(cuò)誤的原料堆放和獲取，可能會對后序生產(chǎn)設(shè)備造成嚴(yán)重的負(fù)面影響， 破壞正常的生產(chǎn)秩序，甚至造成生產(chǎn)事故，為企業(yè)帶來嚴(yán)重的損失。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中人工判定原料的品種在受到外界因素的影響下易導(dǎo)致對 操作原料的品種識別錯(cuò)誤從而造成混質(zhì)事故的問題，提供一種料場堆取原料品種的自動(dòng) 識別方法，該識別方法不受外界因素的影響，可以在各種環(huán)境下正確識別堆取料機(jī)所操 作的原料品種，避免混質(zhì)事故發(fā)生，提高了生產(chǎn)效率。本發(fā)明還涉及一種料場堆取原料 品種的識別系統(tǒng)。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種料場堆取原料品種的識別方法，其特征在于，首先獲取堆取料機(jī)的走行位 置和堆取料機(jī)旋臂角度；再根據(jù)取得的堆取料機(jī)走行位置、旋臂角度加上堆取料機(jī)固有 的旋臂長度和料場長度，得到堆取料機(jī)位于旋臂末端的斗輪的操作位置坐標(biāo)；將該斗輪 操作位置坐標(biāo)與料場的各原料位置區(qū)域坐標(biāo)進(jìn)行對比，得到堆取料機(jī)當(dāng)前所操作的原料 品種。
所述獲取堆取料機(jī)的走行位置是指在堆取料機(jī)的下部設(shè)置位移編碼器來對堆取 料機(jī)的走行位置進(jìn)行編碼識別。
所述獲取堆取料機(jī)的走行位置是指在堆取料機(jī)下部通過支架連接定位輪，設(shè)置定位輪與堆取料機(jī)的走行軌道相接觸并與堆取料機(jī)同步移動(dòng)，在定位輪上設(shè)置第一旋轉(zhuǎn) 編碼器，堆取料機(jī)行進(jìn)時(shí)定位輪隨著轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)第一旋轉(zhuǎn)編碼器旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生帶有方向的脈 沖信號并由控制器接收后得出堆取料機(jī)的走行位置。
所述獲取堆取料機(jī)旋臂角度是指在堆取料機(jī)旋臂上設(shè)置旋轉(zhuǎn)編碼器來對堆取料 機(jī)的旋臂角度進(jìn)行編碼識別。
所述獲取堆取料機(jī)旋臂角度是指在堆取料機(jī)旋臂轉(zhuǎn)盤邊設(shè)置隨其旋轉(zhuǎn)的從動(dòng) 輪，該從動(dòng)輪的齒輪與旋臂轉(zhuǎn)盤齒輪相結(jié)合，在從動(dòng)輪上設(shè)置第二旋轉(zhuǎn)編碼器，通過旋 轉(zhuǎn)旋臂帶動(dòng)從動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)第二旋轉(zhuǎn)編碼器產(chǎn)生帶有方向的脈沖信號并由控制器 接收后得出堆取料機(jī)旋臂角度。
在獲取的堆取料機(jī)的走行位置后還包括對該走行位置進(jìn)行校正。
所述校正包括在堆取料機(jī)走行軌道旁設(shè)置一個(gè)或依次設(shè)置多個(gè)校正點(diǎn)，在堆取 料機(jī)上設(shè)置傳感器，當(dāng)堆取料機(jī)經(jīng)過校正點(diǎn)時(shí)，傳感器將采集到的校正點(diǎn)的信號發(fā)送給 控制器，由控制器根據(jù)該校正點(diǎn)進(jìn)行堆取料機(jī)的走行位置的校正。
一種料場堆取原料品種的識別系統(tǒng)，其特征在于，包括堆取料機(jī)走行位置識別 裝置、堆取料機(jī)旋臂角度識別裝置和控制器，所述堆取料機(jī)走行位置識別裝置設(shè)置在堆 取料機(jī)上用于獲取堆取料機(jī)走行位置，所述堆取料機(jī)旋臂角度識別裝置設(shè)置在堆取料機(jī) 的旋臂上用于獲取堆取料機(jī)旋臂角度，所述堆取料機(jī)走行位置識別裝置和堆取料機(jī)旋臂 角度識別裝置均與控制器相連；所述控制器根據(jù)堆取料機(jī)走行位置、堆取料機(jī)旋臂角 度、堆取料機(jī)的旋臂長度和料場長度進(jìn)行計(jì)算處理，得到堆取料機(jī)位于旋臂末端的斗輪 的操作位置坐標(biāo)，并將該斗輪操作位置坐標(biāo)與料場的各原料位置區(qū)域坐標(biāo)進(jìn)行對比，得 到堆取料機(jī)當(dāng)前所操作的原料品種。
所述堆取料機(jī)走行位置識別裝置包括位移編碼器，所述位移編碼器與控制器相 連，所述位移編碼器設(shè)置在堆取料機(jī)的下部用于對堆取料機(jī)的走行位置進(jìn)行編碼識別。
所述堆取料機(jī)走行位置識別裝置包括支架、定位輪和在定位輪上設(shè)置的第一旋 轉(zhuǎn)編碼器，所述第一旋轉(zhuǎn)編碼器與控制器相連，所述定位輪通過支架與堆取料機(jī)的下部 相連，所述定位輪與堆取料機(jī)的走行軌道相接觸并與堆取料機(jī)同步移動(dòng)，所述定位輪轉(zhuǎn) 動(dòng)時(shí)帶動(dòng)第一旋轉(zhuǎn)編碼器旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生帶有方向的脈沖信號并由控制器接收后得出堆取料機(jī) 的走行位置。
所述支架上還設(shè)置有彈簧，所述彈簧用于加強(qiáng)定位輪與走行軌道之間的摩擦 力。
所述堆取料機(jī)旋臂角度識別裝置包括旋轉(zhuǎn)編碼器，所述旋轉(zhuǎn)編碼器與控制器相 連，所述旋轉(zhuǎn)編碼器設(shè)置在堆取料機(jī)旋臂上用于對堆取料機(jī)的旋臂角度進(jìn)行編碼識別。
所述堆取料機(jī)旋臂角度識別裝置包括從動(dòng)輪和在從動(dòng)輪上設(shè)置的第二旋轉(zhuǎn)編碼 器，所述從動(dòng)輪的齒輪與堆取料機(jī)旋臂轉(zhuǎn)盤齒輪相結(jié)合，所述第二旋轉(zhuǎn)編碼器與控制器 相連，所述從動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)第二旋轉(zhuǎn)編碼器產(chǎn)生帶有方向的脈沖信號并由控制器接收后 得出堆取料機(jī)旋臂角度。
還包括走行位置校正裝置，所述走行位置校正裝置包括在堆取料機(jī)上設(shè)置的傳 感器和在堆取料機(jī)走行軌道旁設(shè)置的一個(gè)或多個(gè)校正點(diǎn)，所述傳感器與控制器相連，所 述傳感器用于在堆取料機(jī)經(jīng)過校正點(diǎn)時(shí)采集校正點(diǎn)的信號并將其發(fā)送給控制器，所述控制器根據(jù)該校正點(diǎn)進(jìn)行堆取料機(jī)的走行位置的校正。
本發(fā)明的技術(shù)效果如下
本發(fā)明提供的料場堆取原料品種的識別方法，是基于料場的堆取料機(jī)在操作過 程中，對原料品種進(jìn)行自動(dòng)識別判斷的方法，主要應(yīng)用對象為堆取料機(jī)。首先分別獲取 到堆取料機(jī)的走行位置和堆取料機(jī)旋臂角度，再根據(jù)該堆取料機(jī)走行位置和旋臂角度， 以及堆取料機(jī)的旋臂長度和料場長度，計(jì)算得到堆取料機(jī)的斗輪操作位置的坐標(biāo)，并將 其與料場的各原料位置區(qū)域坐標(biāo)位置進(jìn)行對比，得到堆取料機(jī)當(dāng)前所操作的原料品種。 該方法通過對料場的堆取料機(jī)的走行位置和旋臂角度進(jìn)行識別，并將計(jì)算得到的堆取料 機(jī)的堆料或取料的操作位置坐標(biāo)與各原料位置區(qū)域坐標(biāo)對比，獲得兩者的邏輯關(guān)系，最 終得到當(dāng)前所操作的原料品種，實(shí)現(xiàn)堆取料機(jī)所操作原料品種的自動(dòng)識別，并能夠?qū)⒆R 別出的原料品種實(shí)時(shí)顯示給操作人員。該方法是對料場堆取原料品種的自動(dòng)識別，可 以在各種環(huán)境下正確識別堆取料機(jī)所操作的原料品種，無需人工識別堆取料機(jī)的斗輪位 置，避免了現(xiàn)有技術(shù)中通過人工判定原料的品種會受到外界多種因素的影響而不能正確 辨識標(biāo)識物，從而對操作原料的品種識別錯(cuò)誤，造成料種混質(zhì)事故的問題，本發(fā)明該方 法可有效避免原料品種識別錯(cuò)誤，不受外界因素的影響，杜絕混質(zhì)事故發(fā)生，并為保證 后續(xù)正常的生產(chǎn)秩序提供了前提，提高了生產(chǎn)效率，減輕了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度和判斷 壓力。
在堆取料機(jī)的下部設(shè)置位移編碼器來對堆取料機(jī)的走行位置進(jìn)行編碼識別，該 位移編碼器實(shí)為走行位置識別編碼器，在堆取料機(jī)走行過程中，通過該位移編碼器進(jìn)行 堆取料機(jī)走行位置編碼識別，實(shí)現(xiàn)對堆取料機(jī)走行位置的精確檢測；或在堆取料機(jī)下部 通過支架連接定位輪，在定位輪上設(shè)置第一旋轉(zhuǎn)編碼器，由第一旋轉(zhuǎn)編碼器對定位輪進(jìn) 行旋轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)，從而得到定位輪行進(jìn)位置，由于定位輪隨著堆取料機(jī)同步移動(dòng)，所以也就 同時(shí)得到了堆取料機(jī)走行位置。
在堆取料機(jī)旋臂上設(shè)置旋轉(zhuǎn)編碼器來對堆取料機(jī)的旋臂角度進(jìn)行編碼識別，該 旋轉(zhuǎn)編碼器實(shí)為旋臂角度識別編碼器，在堆取料機(jī)的旋臂旋轉(zhuǎn)過程中，通過該旋轉(zhuǎn)編碼 器進(jìn)行旋臂角度識別；或在堆取料機(jī)旋臂轉(zhuǎn)盤邊設(shè)置從動(dòng)輪，在從動(dòng)輪上設(shè)置第二旋轉(zhuǎn) 編碼器，由第二旋轉(zhuǎn)編碼器對從動(dòng)輪進(jìn)行旋轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)，從而得到從動(dòng)輪的旋轉(zhuǎn)角度，由于 從動(dòng)輪的齒輪與旋臂轉(zhuǎn)盤的齒輪相結(jié)合，所以可以進(jìn)一步得到作為主動(dòng)輪的旋臂轉(zhuǎn)盤的 旋轉(zhuǎn)角度，即堆取料機(jī)旋臂角度。
該識別方法包括對走行位置的校正，可以將堆取料機(jī)長時(shí)間運(yùn)行或走行軌道上 出現(xiàn)水、油漬或其它障礙物時(shí)，獲取堆取料機(jī)的走行位置造成的偏差進(jìn)行校正，保證堆 取料機(jī)走行位置獲取的精度，進(jìn)而提高了原料品種識別的精度。
本發(fā)明提供的料場堆取原料品種的識別系統(tǒng)，包括堆取料機(jī)走行位置識別裝 置、堆取料機(jī)旋臂角度識別裝置和控制器，通過堆取料機(jī)走行位置識別裝置獲取堆取料 機(jī)走行位置，堆取料機(jī)旋臂角度識別裝置獲取堆取料機(jī)旋臂角度，控制器將該堆取料機(jī) 走行位置、堆取料機(jī)旋臂角度、堆取料機(jī)的旋臂長度和料場長度進(jìn)行計(jì)算處理，得到堆 取料機(jī)的斗輪操作位置的坐標(biāo)，并將其與料場的各原料位置區(qū)域坐標(biāo)進(jìn)行對比，得到堆 取料機(jī)當(dāng)前所操作的原料品種。該識別系統(tǒng)避免了現(xiàn)有的人工識別原料品種造成的各 種問題，可以不受外界環(huán)境因素的影響，實(shí)現(xiàn)對場堆取原料品種的自動(dòng)識別，而且識別精度高，避免混質(zhì)事故的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)堆取料機(jī)的堆料和取料的正確操作，提高了生產(chǎn)效 率，加強(qiáng)了原料儲運(yùn)過程的安全性，提高了企業(yè)生產(chǎn)管理水平。


圖1為本發(fā)明料場堆取原料品種的識別方法的優(yōu)選結(jié)構(gòu)流程圖。
圖2為優(yōu)選的堆取料機(jī)走行位置的采集示意圖。
圖3為堆取料機(jī)走行位置的校正工作示意圖。
圖4為優(yōu)選的堆取料機(jī)旋臂角度的采集示意圖。
圖5為本發(fā)明料場堆取原料品種的識別方法的原理圖。
圖6為本發(fā)明優(yōu)選的料場堆取原料品種的識別系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的原理圖。
圖7為本發(fā)明優(yōu)選的料場堆取原料品種的識別系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖中各標(biāo)號列示如下
1-堆取料機(jī)；2-支架；3-定位輪；4-第一旋轉(zhuǎn)編碼器；5-走行軌道；6_彈 簧；7-旋臂轉(zhuǎn)盤；8-從動(dòng)輪；9-第二旋轉(zhuǎn)編碼器；10-傳感器；11-相對校正點(diǎn)； 12-絕對校正點(diǎn)；13-斗輪；14-堆取料機(jī)旋臂；15-原料；16-原料。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行說明。
圖1為本發(fā)明料場堆取原料品種的識別方法的優(yōu)選結(jié)構(gòu)流程圖，該方法首先獲 取堆取料機(jī)的走行位置和堆取料機(jī)旋臂角度，并對獲取的堆取料機(jī)的走行位置進(jìn)行校 正；再根據(jù)取得的堆取料機(jī)走行位置和旋臂角度，以及堆取料機(jī)的旋臂長度和料場長 度，得到堆取料機(jī)位于旋臂末端的斗輪的操作位置的坐標(biāo)；然后將該斗輪的操作位置坐 標(biāo)與料場的各原料位置區(qū)域坐標(biāo)進(jìn)行對比，得到堆取料機(jī)當(dāng)前所操作的原料品種。
具體步驟如下
(1)、獲取堆取料機(jī)走行位置
圖2為優(yōu)選的堆取料機(jī)走行位置的采集示意圖，在堆取料機(jī)1的下部通過支架2 連接定位輪3，該定位輪3與堆取料機(jī)1的走行軌道5相接觸并且定位輪3可以與堆取料 機(jī)1同步移動(dòng)，在定位輪3上設(shè)置第一旋轉(zhuǎn)編碼器4。堆取料機(jī)行進(jìn)時(shí)，定位輪3隨著轉(zhuǎn) 動(dòng)，帶動(dòng)上面的第一旋轉(zhuǎn)編碼器4旋轉(zhuǎn)，由第一旋轉(zhuǎn)編碼器4對定位輪3進(jìn)行旋轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)， 產(chǎn)生帶有方向的脈沖信號，再由控制器接收脈沖信號，控制器接收該脈沖信號后進(jìn)行信 號轉(zhuǎn)換進(jìn)而得出定位輪3行進(jìn)位置或行進(jìn)位置編碼，由于定位輪3隨著堆取料機(jī)1同步移 動(dòng)，所以也就同時(shí)得到了堆取料機(jī)1走行位置或走行位置編碼。
支架2上的彈簧6的壓縮可以保證定位輪3與走行軌道有5之間有足夠的摩擦 力，從而使得定位輪3轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不會打滑，從而保證第一旋轉(zhuǎn)編碼器4對定位輪3進(jìn)行精確 地旋轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)。
堆取料機(jī)走行位置精度采用周長為50mm的定位輪3，第一旋轉(zhuǎn)編碼器4為每 周200碼，則堆取料機(jī)走行位置識別精度為50mm/200 = 0.25mm。
(2),對獲取的堆取料機(jī)的走行位置進(jìn)行校正
圖3為堆取料機(jī)走行位置的校正工作示意圖，在堆取料機(jī)1的走行軌道5附近依7次設(shè)置多個(gè)相對校正點(diǎn)11和一個(gè)絕對校正點(diǎn)12 (或者說是復(fù)位校正點(diǎn))，在堆取料機(jī)1上 設(shè)置傳感器10。當(dāng)堆取料機(jī)行進(jìn)并經(jīng)過一個(gè)相對校正點(diǎn)11時(shí)，傳感器10采集到一個(gè)相 對校正點(diǎn)11的信號，并將采集到的該信號發(fā)送給控制器，由控制器根據(jù)該相對校正點(diǎn)11 進(jìn)行堆取料機(jī)1的走行位置或行位置編碼值的校正；當(dāng)堆取料機(jī)行進(jìn)并經(jīng)過絕對校正點(diǎn) 12時(shí)，傳感器10采集到一個(gè)絕對校正點(diǎn)12的復(fù)位信號，并將采集到的該復(fù)位信號發(fā)送給 控制器，由控制器根據(jù)該復(fù)位信號對堆取料機(jī)1的走行位置編碼值進(jìn)行復(fù)位。
該實(shí)施例是通過傳感器10來采集各校正點(diǎn)信號，此外，也可以通過在堆取料機(jī) 1上設(shè)置接近開關(guān)或光電開關(guān)或其它采集設(shè)備，來采集相對校正點(diǎn)和絕對校正點(diǎn)信號。
(3)、獲取堆取料機(jī)旋臂角度
圖4為優(yōu)選的堆取料機(jī)旋臂角度的采集示意圖，在堆取料機(jī)1的旋臂轉(zhuǎn)盤7的齒 輪外側(cè)設(shè)置隨其旋轉(zhuǎn)的從動(dòng)輪8，該從動(dòng)輪8的齒輪與旋臂轉(zhuǎn)盤7齒輪相結(jié)合，在從動(dòng)輪 8上設(shè)置第二旋轉(zhuǎn)編碼器9。堆取料機(jī)的旋臂轉(zhuǎn)盤7旋轉(zhuǎn)時(shí)，與其齒輪相合的從動(dòng)輪8也 隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)第二旋轉(zhuǎn)編碼器9旋轉(zhuǎn)，由第二旋轉(zhuǎn)編碼器9對從動(dòng)輪8進(jìn)行旋轉(zhuǎn)計(jì) 數(shù)，產(chǎn)生帶有方向的脈沖信號，再由控制器接收脈沖信號，控制器接收該脈沖信號后進(jìn) 行信號轉(zhuǎn)換進(jìn)而得出從動(dòng)輪8的旋轉(zhuǎn)角度或旋轉(zhuǎn)角度編碼，由于從動(dòng)輪8的齒輪與旋臂轉(zhuǎn) 盤7的齒輪相結(jié)合，所以可以進(jìn)一步得到作為主動(dòng)輪的旋臂轉(zhuǎn)盤7的旋轉(zhuǎn)角度或旋轉(zhuǎn)角度 編碼，即堆取料機(jī)旋臂角度或旋臂角度編碼。
堆取料機(jī)旋臂角度識別精度采用周長為50mm的從動(dòng)輪8，第二旋轉(zhuǎn)編碼器9 為每周200碼，作為主動(dòng)輪的堆取料機(jī)旋臂轉(zhuǎn)盤直徑為18000mm，故堆取料機(jī)旋臂角度 識別精度為
360° /[(18000/50) X200] = 0.005°
(4),再根據(jù)取得的堆取料機(jī)走行位置和旋臂角度，以及堆取料機(jī)的旋臂長度和 料場長度，得到堆取料機(jī)位于旋臂末端的斗輪的操作位置的坐標(biāo)，如圖5所示原理圖， 其中，堆取料機(jī)的走行軌道方向?yàn)榭v向方向Y。
堆取料機(jī)旋臂14末端的斗輪13的坐標(biāo)位置(X，Y)計(jì)算公式
X = M+LXCos(a )
Y = LXSin(a )
其中M 堆取料機(jī)走行位置(或轉(zhuǎn)化為對應(yīng)編碼值)
L 堆取料機(jī)旋臂14的長度(或轉(zhuǎn)化為對應(yīng)編碼值)
a 旋臂角度
(5)、將料場各原料品種所在的區(qū)域按坐標(biāo)位置進(jìn)行劃分，如圖5中虛線所示的 原料所在區(qū)域，圖中包括原料15和原料16，每種原料之間均有一定的間隔區(qū)，防止原料 的混質(zhì)。
根據(jù)料場的長寬尺寸進(jìn)行編碼，原料所在區(qū)域的坐標(biāo)為
原料1 坐標(biāo)為(XI，Yl)-(Xla, Yla),
原料2 坐標(biāo)為(X2，Y2)-(X2a, Y2a)
原料N 坐標(biāo)為(XN，YN)-(XNa, YNa)
然后將斗輪坐標(biāo)位置與各原料品種區(qū)域坐標(biāo)位置進(jìn)行對比，可識別出堆取料機(jī) 正在操作的原料品種。例如，當(dāng)斗輪坐標(biāo)位置在某原料M坐標(biāo)位置范圍內(nèi)時(shí)，其邏輯關(guān)系如下
(X>XMa) && (X《XM) && (Y 仝 YM) && (YsYMa)
此時(shí)，堆取料機(jī)所操作的原料品種為M。堆取料機(jī)在行進(jìn)時(shí)，其旋臂也在旋 轉(zhuǎn)，當(dāng)堆取料機(jī)旋臂末端的斗輪的坐標(biāo)位置與原料M的坐標(biāo)位置滿足上述邏輯關(guān)系時(shí)， 即可識別出堆取料機(jī)所操作的原理品種為M，就可以通過斗輪對該原料M進(jìn)行堆料和取 料的操作。
堆取料機(jī)走行位置精度為0.25mm，堆取料機(jī)旋臂角度識別精度為0.005°，旋 臂長度為14米，因此，堆取料機(jī)的斗輪坐標(biāo)識別精度將小于1mm。料場各原料品種的 區(qū)域坐標(biāo)均以米為單位，而堆取料機(jī)的斗輪坐標(biāo)識別精度為1mm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過原料品種坐 標(biāo)單位，因此，可以非常準(zhǔn)確識別出堆取料機(jī)操作原料品種，進(jìn)一步進(jìn)行走行位置校正 后，原料品種識別準(zhǔn)確率可以達(dá)到100 %。
本發(fā)明還涉及一種料場堆取原料品種的識別系統(tǒng)，該識別系統(tǒng)的優(yōu)選結(jié)構(gòu)原理 圖如圖6所示，該系統(tǒng)包括堆取料機(jī)走行位置識別裝置、堆取料機(jī)旋臂角度識別裝置、 走行位置校正裝置和控制器，堆取料機(jī)走行位置識別裝置、堆取料機(jī)旋臂角度識別裝置 和走行位置校正裝置均與控制器相連。該識別系統(tǒng)通過設(shè)置堆取料機(jī)走行位置識別裝 置、堆取料機(jī)旋臂角度識別裝置和控制器，對堆取料機(jī)的走行位置與旋臂角度進(jìn)行測量 采集，并對通過走行位置校正裝置對采集的走行位置進(jìn)行校正，從而得到堆取料機(jī)旋臂 末端的斗輪的坐標(biāo)位置，再根據(jù)料場各原料品種的區(qū)域位置坐標(biāo)，就可以判斷出堆取料 機(jī)操作的原料品種。其中，控制器可以選擇數(shù)字信號采集、計(jì)算的小型過程控制器，如 PLC,由PLC對堆取料機(jī)走行位置識別裝置和堆取料機(jī)旋臂角度識別裝置發(fā)出的信號進(jìn) 行采集、數(shù)字化處理和計(jì)算，最后將計(jì)算的結(jié)果與各原料品種所在區(qū)域進(jìn)行對比，判斷 當(dāng)前操作的原料品種。
圖7為本發(fā)明優(yōu)選的料場堆取原料品種的識別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
堆取料機(jī)走行位置識別裝置設(shè)置在堆取料機(jī)1的下部，包括支架2、彈簧6、定 位輪3和第一旋轉(zhuǎn)編碼器4，支架2設(shè)置在堆取料機(jī)1的下部，支架2連接定位輪3，該 定位輪3與堆取料機(jī)1的走行軌道5相接觸并且定位輪3可以與堆取料機(jī)1同步移動(dòng)，第 一旋轉(zhuǎn)編碼器4設(shè)置在定位輪3上且第一旋轉(zhuǎn)編碼器4與PLC相連，彈簧6設(shè)置在支架2 上，該彈簧6壓縮給支架2向下的壓力，故彈簧6可以加強(qiáng)定位輪3與走行軌道5之間的 摩擦力。堆取料機(jī)1行進(jìn)時(shí)，定位輪3隨著轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)上面的第一旋轉(zhuǎn)編碼器4旋轉(zhuǎn)， 第一旋轉(zhuǎn)編碼器4產(chǎn)生帶有方向的脈沖信號，再由PLC接收該脈沖信號，可以得到堆取 料機(jī)1走行位置或走行位置編碼。為了取得堆取料機(jī)的走行位置或走行位置編碼，本發(fā) 明識別系統(tǒng)中的堆取料機(jī)走行位置識別裝置可以通過其它結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，如在堆取料機(jī)的 下部設(shè)置位移編碼器對堆取料機(jī)的走行位置進(jìn)行編碼識別。
走行位置校正裝置包括在堆取料機(jī)1上設(shè)置的傳感器10和在堆取料機(jī)1的走行 軌道5旁設(shè)置的多個(gè)校正點(diǎn)，如相對校正點(diǎn)11，傳感器10與PLC相連。傳感器10用于 在堆取料機(jī)1經(jīng)過相對校正點(diǎn)11時(shí)采集該相對校正點(diǎn)的信號并將其發(fā)送給PLC，PLC根 據(jù)相對校正點(diǎn)11進(jìn)行堆取料機(jī)1的走行位置或走行位置編碼值的校正。此外，還可以在 堆取料機(jī)1的走行軌道5旁另外設(shè)置一個(gè)絕對校正點(diǎn)或者說是復(fù)位校正點(diǎn)，當(dāng)傳感器10 采集到絕對校正點(diǎn)的信號并發(fā)送給PLC后，PLC根據(jù)該信號對堆取料機(jī)1的走行位置編碼值進(jìn)行復(fù)位。
堆取料機(jī)旋臂角度識別裝置與堆取料機(jī)的旋臂相連，包括從動(dòng)輪8和在從動(dòng)輪8 上設(shè)置的第二旋轉(zhuǎn)編碼器9，從動(dòng)輪8設(shè)置在堆取料機(jī)1的旋臂轉(zhuǎn)盤7的齒輪外側(cè)，該從 動(dòng)輪8的齒輪與旋臂轉(zhuǎn)盤7齒輪相結(jié)合，第二旋轉(zhuǎn)編碼器9與PLC相連。堆取料機(jī)的旋 臂轉(zhuǎn)盤7旋轉(zhuǎn)時(shí)，與其齒輪相合的從動(dòng)輪8也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)第二旋轉(zhuǎn)編碼器9旋 轉(zhuǎn)，第二旋轉(zhuǎn)編碼器9產(chǎn)生帶有方向的脈沖信號，再由PLC接收該脈沖信號，可以得到 堆取料機(jī)旋臂角度或旋臂角度編碼。為了取得堆取料機(jī)旋臂角度或旋臂角度編碼，本發(fā) 明識別系統(tǒng)中的堆取料機(jī)旋臂角度識別裝置可以通過其它結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，如在堆取料機(jī)旋 臂上設(shè)置旋轉(zhuǎn)編碼器對堆取料機(jī)的旋臂角度進(jìn)行編碼識別。
該識別裝置在取得的堆取料機(jī)走行位置和旋臂角度后，由PLC根據(jù)堆取料機(jī)走 行位置、堆取料機(jī)旋臂角度、堆取料機(jī)旋臂14的長度和料場長度進(jìn)行數(shù)字化處理和計(jì) 算，得到堆取料機(jī)1的斗輪13操作位置的坐標(biāo)(X，Y)，并將該斗輪13操作位置坐標(biāo)與 料場的各原料位置區(qū)域坐標(biāo)進(jìn)行對比，得到堆取料機(jī)當(dāng)前所操作的原料品種。
本發(fā)明的該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對料場堆取原料品種的自動(dòng)識別，可以在各種外界環(huán)境 下正確識別原料品種，將識別結(jié)果通知或顯示給操作人員，就可以有效避免原料品種識 別錯(cuò)誤，杜絕混質(zhì)事故的發(fā)生，提高了生產(chǎn)效率，減輕了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度和判斷壓 力，將改識別系統(tǒng)融入到現(xiàn)代化生產(chǎn)管理模式中，能夠提高生產(chǎn)監(jiān)管的技術(shù)手段和管理 水平。
應(yīng)當(dāng)指出，以上所述具體實(shí)施方式
可以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更全面地理解本發(fā) 明創(chuàng)造，但不以任何方式限制本發(fā)明創(chuàng)造。因此，盡管本說明書參照附圖和實(shí)施例對本 發(fā)明創(chuàng)造已進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對本發(fā)明創(chuàng) 造進(jìn)行修改或者等同替換，總之，一切不脫離本發(fā)明創(chuàng)造的精神和范圍的技術(shù)方案及其 改進(jìn)，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明創(chuàng)造專利的保護(hù)范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種料場堆取原料品種的識別方法，其特征在于，首先獲取堆取料機(jī)的走行位置 和堆取料機(jī)旋臂角度；再根據(jù)取得的堆取料機(jī)走行位置、旋臂角度加上堆取料機(jī)固有的 旋臂長度和料場長度，得到堆取料機(jī)位于旋臂末端的斗輪的操作位置坐標(biāo)；將該斗輪操 作位置坐標(biāo)與料場的各原料位置區(qū)域坐標(biāo)進(jìn)行對比，得到堆取料機(jī)當(dāng)前所操作的原料品 種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的料場堆取原料品種的識別方法，其特征在于，所述獲取堆取 料機(jī)的走行位置是指在堆取料機(jī)的下部設(shè)置位移編碼器來對堆取料機(jī)的走行位置進(jìn)行編 碼識別。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的料場堆取原料品種的識別方法，其特征在于，所述獲取堆取 料機(jī)的走行位置是指在堆取料機(jī)下部通過支架連接定位輪，設(shè)置定位輪與堆取料機(jī)的走 行軌道相接觸并與堆取料機(jī)同步移動(dòng)，在定位輪上設(shè)置第一旋轉(zhuǎn)編碼器，堆取料機(jī)行進(jìn) 時(shí)定位輪隨著轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)第一旋轉(zhuǎn)編碼器旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生帶有方向的脈沖信號并由控制器接收 后得出堆取料機(jī)的走行位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的料場堆取原料品種的識別方法，其特征在于，所述 獲取堆取料機(jī)旋臂角度是指在堆取料機(jī)旋臂上設(shè)置旋轉(zhuǎn)編碼器來對堆取料機(jī)的旋臂角度 進(jìn)行編碼識別。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的料場堆取原料品種的識別方法，其特征在于，所述 獲取堆取料機(jī)旋臂角度是指在堆取料機(jī)旋臂轉(zhuǎn)盤邊設(shè)置隨其旋轉(zhuǎn)的從動(dòng)輪，該從動(dòng)輪的 齒輪與旋臂轉(zhuǎn)盤齒輪相結(jié)合，在從動(dòng)輪上設(shè)置第二旋轉(zhuǎn)編碼器，通過旋轉(zhuǎn)旋臂帶動(dòng)從動(dòng) 輪旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)第二旋轉(zhuǎn)編碼器產(chǎn)生帶有方向的脈沖信號并由控制器接收后得出堆取 料機(jī)旋臂角度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的料場堆取原料品種的識別方法，其特征在于，在獲 取的堆取料機(jī)的走行位置后還包括對該走行位置進(jìn)行校正。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的料場堆取原料品種的識別方法，其特征在于，所述校正包括 在堆取料機(jī)走行軌道旁設(shè)置一個(gè)或依次設(shè)置多個(gè)校正點(diǎn)，在堆取料機(jī)上設(shè)置傳感器，當(dāng) 堆取料機(jī)經(jīng)過校正點(diǎn)時(shí)，傳感器將采集到的校正點(diǎn)的信號發(fā)送給控制器，由控制器根據(jù) 該校正點(diǎn)進(jìn)行堆取料機(jī)的走行位置的校正。
8.—種料場堆取原料品種的識別系統(tǒng)，其特征在于，包括堆取料機(jī)走行位置識別裝 置、堆取料機(jī)旋臂角度識別裝置和控制器，所述堆取料機(jī)走行位置識別裝置設(shè)置在堆取 料機(jī)上用于獲取堆取料機(jī)走行位置，所述堆取料機(jī)旋臂角度識別裝置設(shè)置在堆取料機(jī)的 旋臂上用于獲取堆取料機(jī)旋臂角度，所述堆取料機(jī)走行位置識別裝置和堆取料機(jī)旋臂角 度識別裝置均與控制器相連；所述控制器根據(jù)堆取料機(jī)走行位置、堆取料機(jī)旋臂角度、 堆取料機(jī)的旋臂長度和料場長度進(jìn)行計(jì)算處理，得到堆取料機(jī)位于旋臂末端的斗輪的操 作位置坐標(biāo)，并將該斗輪操作位置坐標(biāo)與料場的各原料位置區(qū)域坐標(biāo)進(jìn)行對比，得到堆 取料機(jī)當(dāng)前所操作的原料品種。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的料場堆取原料品種的識別系統(tǒng)，其特征在于，所述堆取料機(jī) 走行位置識別裝置包括位移編碼器，所述位移編碼器與控制器相連，所述位移編碼器設(shè) 置在堆取料機(jī)的下部用于對堆取料機(jī)的走行位置進(jìn)行編碼識別。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的料場堆取原料品種的識別系統(tǒng)，其特征在于，所述堆取料機(jī)走行位置識別裝置包括支架、定位輪和在定位輪上設(shè)置的第一旋轉(zhuǎn)編碼器，所述第一 旋轉(zhuǎn)編碼器與控制器相連，所述定位輪通過支架與堆取料機(jī)的下部相連，所述定位輪與 堆取料機(jī)的走行軌道相接觸并與堆取料機(jī)同步移動(dòng)，所述定位輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)第一旋轉(zhuǎn)編 碼器旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生帶有方向的脈沖信號并由控制器接收后得出堆取料機(jī)的走行位置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的料場堆取原料品種的識別系統(tǒng)，其特征在于，所述支架上 還設(shè)置有彈簧，所述彈簧用于加強(qiáng)定位輪與走行軌道之間的摩擦力。
12.根據(jù)權(quán)利要求8至11之一所述的料場堆取原料品種的識別系統(tǒng)，其特征在于，所 述堆取料機(jī)旋臂角度識別裝置包括旋轉(zhuǎn)編碼器，所述旋轉(zhuǎn)編碼器與控制器相連，所述旋 轉(zhuǎn)編碼器設(shè)置在堆取料機(jī)旋臂上用于對堆取料機(jī)的旋臂角度進(jìn)行編碼識別。
13.根據(jù)權(quán)利要求8至11之一所述的料場堆取原料品種的識別系統(tǒng)，其特征在于，所 述堆取料機(jī)旋臂角度識別裝置包括從動(dòng)輪和在從動(dòng)輪上設(shè)置的第二旋轉(zhuǎn)編碼器，所述從 動(dòng)輪的齒輪與堆取料機(jī)旋臂轉(zhuǎn)盤齒輪相結(jié)合，所述第二旋轉(zhuǎn)編碼器與控制器相連，所述 從動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)第二旋轉(zhuǎn)編碼器產(chǎn)生帶有方向的脈沖信號并由控制器接收后得出堆取料 機(jī)旋臂角度。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的料場堆取原料品種的識別系統(tǒng)，其特征在于，還包括走行 位置校正裝置，所述走行位置校正裝置包括在堆取料機(jī)上設(shè)置的傳感器和在堆取料機(jī)走 行軌道旁設(shè)置的一個(gè)或多個(gè)校正點(diǎn)，所述傳感器與控制器相連，所述傳感器用于在堆取 料機(jī)經(jīng)過校正點(diǎn)時(shí)采集校正點(diǎn)的信號并將其發(fā)送給控制器，所述控制器根據(jù)該校正點(diǎn)進(jìn) 行堆取料機(jī)的走行位置的校正。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種料場堆取原料品種的識別方法和系統(tǒng)，該方法首先獲取堆取料機(jī)的走行位置和堆取料機(jī)旋臂角度；再根據(jù)取得的堆取料機(jī)走行位置、旋臂角度加上堆取料機(jī)固有的旋臂長度和料場長度，得到堆取料機(jī)位于旋臂末端的斗輪的操作位置坐標(biāo)；將該斗輪操作位置坐標(biāo)與料場的各原料位置區(qū)域坐標(biāo)進(jìn)行對比，得到堆取料機(jī)當(dāng)前所操作的原料品種。該識別方法不受外界因素的影響，可以在各種環(huán)境下正確識別堆取料機(jī)所操作的原料品種，避免混質(zhì)事故發(fā)生，提高了生產(chǎn)效率。
文檔編號B65G65/02GK102020118SQ201010529409
公開日2011年4月20日 申請日期2010年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月2日
發(fā)明者莊誠, 林紅權(quán), 魏書楷 申請人:北京三博中自科技有限公司