CN108856301B - 一种冷轧托盘运输线的物流路径规划及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种冷轧托盘运输线的物流路径规划及控制方法，包括以下步骤：S1：划分工作路径；S2：对每个托盘预设工作路径，且工作路径内沿目标运动方向顺序划分多个目标位置；S3：实时接收预设的工作路径上各目标位置处的限位信号，根据限位信号判断托盘是否停准以及目标位置是否为空，对于每个托盘，若托盘在当前目标位置停准，且目标运动方向上的下一个目标位置为空位，则控制托盘按预设的工作路径有序地向下一个目标位置移动，否则，则在当前目标位置上等待。与现有技术相比，本发明优化现场实际物流路径，并提出路径规划和自动控制，使载物托盘自动运转到目标位置，不需要人工干预，减少各种人为误差，运行稳定可靠。

Description

一种冷轧托盘运输线的物流路径规划及控制方法

技术领域

本发明涉及冷轧设备技术领域，尤其是涉及一种冷轧托盘运输线的物流路径规划及控制方法。

背景技术

冷轧机组上使用的托盘运输***作为重要的辅助设备承担生产线上的物流运输，是影响全线生产效率的关键因素。目前，结合现场工况，托盘运输***只能采用按键式人工操作的模式：首先，由操作人员在运输***操作的触摸屏上点选要动作的运输辊道；接着，操作人员通过按压对应辊道动作方向的按钮控制辊道电机，实现辊道上的载物托盘向指定方向移动，且每次能且仅能动作两个位置。

上述模式存在如下缺点：

1、托盘***整线较长，存在多个操作台且需要分段人工操作，既降低了效率，增加了人工成本；

2、物流运转过程中存在托盘转向、掉头等动作，一次仅允许线上两个位置动作的功能设计，使前述的操作变得非常繁杂且浪费时间；

3、人为操作存在较大的不确定性，导致物料运输的错误；

4、不同人员的操作习惯，增加了设备发生故障的风险；

5、运输线设备所采用的定位装置为电磁感应限位开关，该种类型的限位开关感应距离相当有限，存在经常性目标位置定位不准的情况。

由于存在上述问题，因此整个冷轧机生产现场的物流运转情况混乱、效率低下，在物流运转方面消耗的大量辅助时间，严重地制约了生产设备的整体开机率，增加了生产成本。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种冷轧托盘运输线的物流路径规划及控制方法，优化现场实际物流路径，并提出路径规划和自动控制，使载物托盘自动运转到目标位置，不需要人工干预，减少各种人为误差，运行稳定可靠。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种冷轧托盘运输线的物流路径规划及控制方法，该冷轧托盘运输线包括高架库、高架库轨道、第一运输辊道、第一转盘、第二转盘、第二运输辊道、准备站运输车、准备站、第三运输辊道、入口运输车、冷轧机组、出口运输车、第四运输辊道、第三转盘、第四转盘、第五运输辊道和第六运输辊道，所述高架库轨道、第一运输辊道、第一转盘、第二转盘、第二运输辊道、第三运输辊道、第四运输辊道、第三转盘、第四转盘和第五运输辊道沿运输方向依次设置，所述第四转盘、第五运输辊道、高架库轨道、第一运输辊道和第一转盘依次排列，所述第三转盘、第四运输辊道、第六运输辊道、第二转盘和第二运输辊道依次排列，所述第六运输辊道的入口与第四运输辊道的入口相对，所述第四运输辊道、第三转盘和第四转盘可正反向运输，所述第二转盘位于第一转盘的左侧，所述第三转盘位于第四转盘的左侧，所述第三运输辊道位于第二运输辊道的左侧，第三运输辊道入口与第二运输辊道出口对齐，所述准备站位于第三运输辊道入口的左侧，所述准备站运输车在第二运输辊道出口、准备站和第三运输辊道入口之间运输，所述冷轧机组位于第三运输辊道的左侧，冷轧机组的开卷机入口分别与第三运输辊道出口、第六运输辊道出口对齐，冷轧机组的卷取机出口与第四运输辊道入口对齐，所述入口运输车在第三运输辊道出口、冷轧机组的开卷机入口和第六运输辊道出口之间运输，所述出口运输车在冷轧机组的卷取机出口和第四运输辊道入口之间运输，所述高架库轨道上设有高架库运卷车，所述高架库位于高架库轨道的右侧；

该方法包括以下步骤：

S1：划分工作路径，包括：

自动送卷至准备站路径，为托盘依次在第一运输辊道、第一转盘、第二转盘和第二运输辊道上的运输路径；

自动上卷路径，为托盘在第三运输辊道上的运输路径；

自动送卷到高架库存储路径，为托盘依次在第四运输辊道、第三转盘、第四转盘和第五运输辊道上的运输路径；

卷材掉头轧制路径，为托盘依次在第四运输辊道、第三转盘、第四转盘、第五运输辊道入口、第四转盘、第三转盘、第四运输辊道和第六运输辊道上的运输路径；

S2：对每个托盘预设工作路径，且工作路径内沿目标运动方向顺序划分多个目标位置；

S3：实时接收预设的工作路径上各目标位置处的限位信号，根据限位信号判断托盘是否停准以及目标位置是否为空，对于每个托盘，若托盘在当前目标位置停准，且目标运动方向上的下一个目标位置为空位，则控制托盘按预设的工作路径有序地向下一个目标位置移动，否则，则在当前目标位置上等待。

每个目标位置处分别沿托盘侧边依次设置第一限位开关、第二限位开关、第三限位开关和第四限位开关，所述第一限位开关和第四限位开关用于采集停止限位信号，所述第二限位开关和第三限位开关用于采集减速限位信号，当接收到目标位置上位于运输方向下游处的减速限位信号时，则控制托盘的运输速度减小，当接收到目标位置上位于运输方向下游处的停止限位信号时，则控制托盘的运输速度为零，且托盘的状态为停准，当未收到减速限位信号和停止限位信号，则目标位置为空。

该冷轧托盘运输线还包括PLC控制器，以及分别连接PLC控制器的自动运转控制按钮和触摸屏，所述PLC控制器分别连接第一运输辊道、第一转盘、第二转盘、第二运输辊道、第三运输辊道、第四运输辊道、第三转盘、第四转盘、第五运输辊道、第六运输辊道、第一限位开关、第二限位开关、第三限位开关和第四限位开关。

所述第一限位开关、第二限位开关、第三限位开关和第四限位开关均采用光电限位开关。

预轧制卷材经自动送卷至准备站路径、准备站运输车送至准备站进行切头工艺，再通过准备站运输车将经切头工艺后的预轧制卷材送至自动上卷路径的入口，经自动上卷路径和入口运输车将经切头工艺后的预轧制卷材送入开卷机，卷取机产出的卷材经出口运输车、自动送卷到高架库存储路径后进行入库，当存在掉头轧制工艺时，卷取机产出的卷材经出口运输车、卷材掉头轧制路径的掉头、入口运输车送入开卷机继续生产。

所述第一转盘、第二转盘、第三转盘和第四转盘的一侧还设有用于临时存放托盘的备用运输辊道。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：优化现场实际物流路径，冷轧托盘运输线布设紧凑，空间利用率高，并提出路径规划和自动控制，使载物托盘自动运转到目标位置，不需要人工干预，减少各种人为误差，运行稳定可靠。既有硬件检测，又有软件判断，安全可靠，稳定性高，且能够解放人工，极大地提高了现场物流运转效率，从而提高了劳动效率，提高生产产量。

附图说明

图1为冷轧托盘运输线的布设示意图；

图2为限位开关布设示意图；

图3为转盘的旋转到位示意图。

图中，1、高架库，2、高架库轨道，201、高架库运卷车，3、第一运输辊道，4、第一转盘，5、第二转盘，6、第二运输辊道，7、准备站运输车，8、准备站，9、第三运输辊道，10、入口运输车，11、冷轧机组，111、开卷机，112、卷取机，12、出口运输车，13、第四运输辊道，14、第三转盘，15、第四转盘，16、第五运输辊道，17、第六运输辊道，18、备用运输辊道，19、第一限位开关，20、第二限位开关，21、第三限位开关，22、第四限位开关，23、掉头转盘，24、托盘。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，该冷轧托盘运输线包括高架库1、高架库轨道2、第一运输辊道3、第一转盘4、第二转盘5、第二运输辊道6、准备站运输车7、准备站8、第三运输辊道9、入口运输车10、冷轧机组11、出口运输车12、第四运输辊道13、第三转盘14、第四转盘15、第五运输辊道16和第六运输辊道17，高架库轨道2、第一运输辊道3、第一转盘4、第二转盘5、第二运输辊道6、第三运输辊道9、第四运输辊道13、第三转盘14、第四转盘15和第五运输辊道16沿运输方向依次设置，第四转盘15、第五运输辊道16、高架库轨道2、第一运输辊道3和第一转盘4依次排列，第三转盘14、第四运输辊道13、第六运输辊道17、第二转盘5和第二运输辊道6依次排列，第六运输辊道17的入口与第四运输辊道13的入口相对，第四运输辊道13、第三转盘14和第四转盘15可正反向运输，第二转盘5位于第一转盘4的左侧，第三转盘14位于第四转盘15的左侧，第三运输辊道9位于第二运输辊道6的左侧，第三运输辊道9入口与第二运输辊道6出口对齐，准备站8位于第三运输辊道9入口的左侧，准备站运输车7在第二运输辊道6出口、准备站8和第三运输辊道9入口之间运输，冷轧机组11位于第三运输辊道9的左侧，冷轧机组11的开卷机111入口分别与第三运输辊道9出口、第六运输辊道17出口对齐，冷轧机组11的卷取机112出口与第四运输辊道13入口对齐，入口运输车10在第三运输辊道9出口、冷轧机组11的开卷机111入口和第六运输辊道17出口之间运输，出口运输车12在冷轧机组11的卷取机112出口和第四运输辊道13入口之间运输，高架库轨道2上设有高架库运卷车201，高架库1位于高架库轨道2的右侧。图1中，冷轧托盘运输线整体空间呈五行的并列设置，结构紧凑，空间利用率高。其中，第三运输辊道9的路径上设有一掉头转盘23，掉头转盘23将准备站8切头后运出的预轧制卷材进行掉头，掉头后的预轧制卷材继续沿第三运输辊道9运送至开卷机111。

该冷轧托盘运输线的物流路径规划及控制方法包括以下步骤：

S1：划分工作路径，包括：

自动送卷至准备站路径Aa，为托盘24依次在第一运输辊道3、第一转盘4、第二转盘5和第二运输辊道6上的运输路径；

自动上卷路径Bb，为托盘24在第三运输辊道9上的运输路径；

自动送卷到高架库存储路径Cc，为托盘24依次在第四运输辊道13、第三转盘14、第四转盘15和第五运输辊道16上的运输路径；

卷材掉头轧制路径Dd，为托盘24依次在第四运输辊道13、第三转盘14、第四转盘15、第五运输辊道16入口、第四转盘15、第三转盘14、第四运输辊道13和第六运输辊道17上的运输路径。

S2：对每个托盘24预设工作路径，且工作路径内沿目标运动方向顺序划分多个目标位置。

S3：实时接收预设的工作路径上各目标位置处的限位信号，根据限位信号判断托盘24是否停准以及目标位置是否为空，对于每个托盘24，若托盘24在当前目标位置停准，且目标运动方向上的下一个目标位置为空位，则控制托盘24按预设的工作路径有序地向下一个目标位置移动，否则，则在当前目标位置上等待。

每个目标位置处分别沿托盘24侧边依次设置第一限位开关19、第二限位开关20、第三限位开关21和第四限位开关22，第一限位开关19和第二限位开关20位于托盘24的一端，第三限位开关21和第四限位开关22位于托盘24的另一端，如图2所示，第一限位开关19和第四限位开关22用于采集停止限位信号，第二限位开关20和第三限位开关21用于采集减速限位信号，当接收到目标位置上位于运输方向下游处的减速限位信号时，则控制托盘24的运输速度减小，当接收到目标位置上位于运输方向下游处的停止限位信号时，则控制托盘24的运输速度为零，且托盘24的状态为停准，当未收到减速限位信号和停止限位信号，则目标位置为空。同时转盘上也设置了用于旋转到位的光电限位开关，转盘内设置旋转编码器，如图3所示，转盘实现一次90度旋转，通过转盘的旋转实现路径的对接。

该冷轧托盘运输线还包括PLC控制器，以及分别连接PLC控制器的自动运转控制按钮和触摸屏，PLC控制器分别连接第一运输辊道3、第一转盘4、第二转盘5、第二运输辊道6、第三运输辊道9、第四运输辊道13、第三转盘14、第四转盘15、第五运输辊道16、第六运输辊道17、第一限位开关19、第二限位开关20、第三限位开关21和第四限位开关22。实际应用中，在托盘24运输***的PLC中增加线上托盘24按照一定的规划路径进行自动运转的程序，同时增加相应的控制程序数据块；在***操作台上增设自动运转控制按钮，在触摸屏上增设相关操作信息指示。

第一限位开关19、第二限位开关20、第三限位开关21和第四限位开关22均采用光电限位开关。在托盘24运输线的辊道料位上，使用光电限位开关代替原先的电磁感应开关限位，用于载物托盘24的到位识别，克服电磁感应限位开关存在经常性目标位置定位不准的缺陷。

预轧制卷材经自动送卷至准备站路径Aa、准备站运输车7送至准备站8进行切头工艺，再通过准备站运输车7将经切头工艺后的预轧制卷材送至自动上卷路径Bb的入口，经自动上卷路径Bb和入口运输车10将经切头工艺后的预轧制卷材送入开卷机111，卷取机112产出的卷材经出口运输车12、自动送卷到高架库存储路径Cc后进行入库，当存在掉头轧制工艺时，卷取机112产出的卷材经出口运输车12、卷材掉头轧制路径Dd的掉头、入口运输车10送入开卷机111继续生产。

第一转盘4、第二转盘5、第三转盘14和第四转盘15的一侧还设有用于临时存放托盘24的备用运输辊道18。且备用运输辊道18与对应的转盘所在列对齐，最大程度合理利用空间。

冷轧托盘运输线的自动运转的程序根据料位光电限位的检测，判断当前位置上的载物托盘24是否停准，同时判断载物托盘24目标运动方向上的下一个位置是否为空位，只有载物托盘24同时满足停准在当前位置且运动方向上的下一位置为空位，才能满足载物托盘24在自动模式下向目标方向运动的条件；如果满足条件，按下自动运转模式按钮，当前位置上的载物托盘24就会根据程序预设的路径自动有序地向目标位置移动。如果预设路径的不同位置上都有载物托盘24，且每个位置的托盘24当前状态都满足自动向目标方向运动的逻辑条件，按下自动运转模式按钮，则预设路径范围内的载物托盘24都会有序自动地向目标位置运动，并按照先后顺序形成等待队列，目标位置托盘24被移开后，目标位置后的一个位置上的托盘24就会自动递补，直到预设路径范围内的所有托盘24都被转移出该区域。整个载物托盘24按照程序当中的预设路径进行自动运转的过程，既有硬件检测，又有软件判断，安全可靠，稳定性高，且能够解放人工，极大地提高了现场物流运转效率，从而提高了劳动效率，提高生产产量。

工作过程：

由高架库1准备预轧制卷材后，通过高架库轨道2以及高架库运卷车201将预轧制卷材送达托盘24线中第一运输辊道3的入口A位置，通过自动送卷至准备站路径Aa的托盘24自动运输，将预轧制卷材送达准备站坑道（a位置），通过准备站运输车7将预轧制卷材送达准备站8进行切头工艺，而后通过准备站运输车7将预轧制卷材送达自动上卷路径Bb起始点B位置，通过Bb路径将切头后卷材送达b位置，通过入口运输车10将切头后卷材送入开卷机111，生产后卷材存放于卷取机112，产出卷通过出口运输车12将卷材送达自动送卷到高架库存储路径Cc起始点C，通过自动送卷到高架库存储路径Cc将卷材送到c位置，入库。但存在特殊的掉头轧制工艺（连轧），即产出卷通过出口运输车12将卷材送达自动送卷到高架库存储路径Cc起始点C后，继续送达卷材掉头轧制路径Dd，通过出口侧的第三转盘14和第四转盘15的共同作用，在第五运输辊道16的入口处将产出卷掉头后，通过卷材掉头轧制路径Dd把产出卷送达d位置，通过入口运输车10将绕轧卷送入开卷机111继续生产。生产过程在冷轧机组11中进行。

Claims (6)

1.一种冷轧托盘运输线的物流路径规划及控制方法，其特征在于，该冷轧托盘运输线包括高架库、高架库轨道、第一运输辊道、第一转盘、第二转盘、第二运输辊道、准备站运输车、准备站、第三运输辊道、入口运输车、冷轧机组、出口运输车、第四运输辊道、第三转盘、第四转盘、第五运输辊道和第六运输辊道，所述高架库轨道、第一运输辊道、第一转盘、第二转盘、第二运输辊道、第三运输辊道、第四运输辊道、第三转盘、第四转盘和第五运输辊道沿运输方向依次设置，所述第四转盘、第五运输辊道、高架库轨道、第一运输辊道和第一转盘依次排列，所述第三转盘、第四运输辊道、第六运输辊道、第二转盘和第二运输辊道依次排列，所述第六运输辊道的入口与第四运输辊道的入口相对，所述第四运输辊道、第三转盘和第四转盘可正反向运输，所述第二转盘位于第一转盘的左侧，所述第三转盘位于第四转盘的左侧，所述第三运输辊道位于第二运输辊道的左侧，第三运输辊道入口与第二运输辊道出口对齐，所述准备站位于第三运输辊道入口的左侧，所述准备站运输车在第二运输辊道出口、准备站和第三运输辊道入口之间运输，所述冷轧机组位于第三运输辊道的左侧，冷轧机组的开卷机入口分别与第三运输辊道出口、第六运输辊道出口对齐，冷轧机组的卷取机出口与第四运输辊道入口对齐，所述入口运输车在第三运输辊道出口、冷轧机组的开卷机入口和第六运输辊道出口之间运输，所述出口运输车在冷轧机组的卷取机出口和第四运输辊道入口之间运输，所述高架库轨道上设有高架库运卷车，所述高架库位于高架库轨道的右侧；

该方法包括以下步骤：

S1：划分工作路径，包括：

自动送卷至准备站路径，为托盘依次在第一运输辊道、第一转盘、第二转盘和第二运输辊道上的运输路径；

自动上卷路径，为托盘在第三运输辊道上的运输路径；

自动送卷到高架库存储路径，为托盘依次在第四运输辊道、第三转盘、第四转盘和第五运输辊道上的运输路径；

卷材掉头轧制路径，为托盘依次在第四运输辊道、第三转盘、第四转盘、第五运输辊道入口、第四转盘、第三转盘、第四运输辊道和第六运输辊道上的运输路径；

S2：对每个托盘预设工作路径，且工作路径内沿目标运动方向顺序划分多个目标位置；

S3：实时接收预设的工作路径上各目标位置处的限位信号，根据限位信号判断托盘是否停准以及目标位置是否为空，对于每个托盘，若托盘在当前目标位置停准，且目标运动方向上的下一个目标位置为空位，则控制托盘按预设的工作路径有序地向下一个目标位置移动，否则，则在当前目标位置上等待。

2.根据权利要求1所述的一种冷轧托盘运输线的物流路径规划及控制方法，其特征在于，每个目标位置处分别沿托盘侧边依次设置第一限位开关、第二限位开关、第三限位开关和第四限位开关，所述第一限位开关和第四限位开关用于采集停止限位信号，所述第二限位开关和第三限位开关用于采集减速限位信号，当接收到目标位置上位于运输方向下游处的减速限位信号时，则控制托盘的运输速度减小，当接收到目标位置上位于运输方向下游处的停止限位信号时，则控制托盘的运输速度为零，且托盘的状态为停准，当未收到减速限位信号和停止限位信号，则目标位置为空。

3.根据权利要求2所述的一种冷轧托盘运输线的物流路径规划及控制方法，其特征在于，该冷轧托盘运输线还包括PLC控制器，以及分别连接PLC控制器的自动运转控制按钮和触摸屏，所述PLC控制器分别连接第一运输辊道、第一转盘、第二转盘、第二运输辊道、第三运输辊道、第四运输辊道、第三转盘、第四转盘、第五运输辊道、第六运输辊道、第一限位开关、第二限位开关、第三限位开关和第四限位开关。

4.根据权利要求2所述的一种冷轧托盘运输线的物流路径规划及控制方法，其特征在于，所述第一限位开关、第二限位开关、第三限位开关和第四限位开关均采用光电限位开关。

5.根据权利要求1所述的一种冷轧托盘运输线的物流路径规划及控制方法，其特征在于，预轧制卷材经自动送卷至准备站路径、准备站运输车送至准备站进行切头工艺，再通过准备站运输车将经切头工艺后的预轧制卷材送至自动上卷路径的入口，经自动上卷路径和入口运输车将经切头工艺后的预轧制卷材送入开卷机，卷取机产出的卷材经出口运输车、自动送卷到高架库存储路径后进行入库，当存在掉头轧制工艺时，卷取机产出的卷材经出口运输车、卷材掉头轧制路径的掉头、入口运输车送入开卷机继续生产。

6.根据权利要求1所述的一种冷轧托盘运输线的物流路径规划及控制方法，其特征在于，所述第一转盘、第二转盘、第三转盘和第四转盘的一侧还设有用于临时存放托盘的备用运输辊道。

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