CN112390202A - 一种货叉总成控制单元及控制方法 - Google Patents

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赵振南
宋伟鑫
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Abstract

本发明公开了一种货叉总成控制单元及控制方法。硬件包括光电传感器输入模块，拨指驱动单元，状态指示单元，货叉驱动单元，变叉驱动单元以及通信单元。控制方法包括上电自检、参数设置、控制功能、状态反馈、故障报警。简化了主控PLC或嵌入式主控板对于货叉部分的控制逻辑，提高工作效率，有利于实现产品设计的模块化和标准化。

Description

一种货叉总成控制单元及控制方法
技术领域
本发明涉及仓储自动化技术领域，具体涉及一种货叉总成控制单元及控制方法。
背景技术
在应用到货叉的箱式仓储物流装备中，货叉的动作逻辑相对比较复杂，而且通常还带有拨指和变叉结构，控制逻辑十分复杂。货叉总成控制单元的设计主要是为了简化主控PLC或嵌入式主控板对于货叉部分的控制逻辑，提高工作效率，有利于实现产品设计的模块化和标准化。
货叉总成控制单元具备数据采集、数据记录、数据分析等功能。通过动作次数，行程记录，实时电流，电流变化等数据为产品出厂检验，设备故障预警提供参考，为工艺设计提供数据支持。
发明内容
本发明旨在解决仓储物流装备中货叉控制的问题。因此，本发明提出一种货叉总成控制方法，简化主控单元的控制逻辑，有利于实现产品设计的模块化和标准化。
本发明还提出一种货叉总成控制单元。
第一方面，本发明提供了一种货叉总成控制方法，包括：
首先进入自检复位流程。
如果自检流程没有通过则不会进入主功能程序。此时需要检查接线是否有问题，通讯是否正常。
如果自检流程通过则进入主功能程序。
进入主功能程序后，主控单元以400ms的时间间隔向货叉总成控制单元发送状态查询指令，货叉总成控制单元返回货叉状态、货叉当前位置、变叉状态、变叉当前位置、拨指状态、传感器状态、运行状态和故障代码。
进一步地，所述状态查询指令是指主控单元向货叉总成控制单元发送的命令报文，支持Modbus通信协议。
进一步地，所述货叉状态主要包括货叉运行中，货叉静止中。
进一步地，所述货叉当前位置主要包括货叉左伸出，货叉右伸出，货叉回中。
进一步地，所述变叉状态主要包括变叉运行中，变叉静止中。
进一步地，所述变叉当前位置主要包括变叉左伸出，变叉右伸出，变叉回中。
进一步地，所述拨指状态主要包括拨指打开，拨指关闭。
进一步地，所述传感器状态包括货叉原位，货叉左超长，货叉右超长，货叉有无货，货叉左右探货。
进一步地，所述运行状态主要包括货叉取货中，货叉取货完成，货叉放货中，货叉放货完成。
进一步地，所述故障代码主要包括货叉取货无货，货叉放货有货，拨指动作超时，拨指动作超时。
另一方面，本发明提供了一种货叉总成控制单元，包括：
光电传感器输入模块，拨指驱动单元，状态指示单元，货叉驱动单元，变叉驱动单元以及通信单元。
进一步地，所述光电传感器输入模块是指支持9路PNP或NPN数字量光电传感器数据采集。
进一步地，所述拨指驱动单元是指用来控制拨指电机动作的控制模块。
进一步地，所述状态指示单元是指用来显示货叉总成控制单元工作状态和报警信息的显示***。
进一步地，货叉驱动单元是指控制货叉电机动作的控制模块。
进一步地，变叉驱动单元是指控制变叉结构动作的控制模块。
进一步地，通信单元是指与主控单元数据通信的接口模块。
本发明一种货叉总成控制单元及控制方法具备Modbus RTU和Can open通讯协议，可以让使用者方便的接入PLC或嵌入式控制***，具备IO数字量输入端，手动控制按钮输入端，多种状态指示灯，可以灵活的配置货叉的控制模式，通过多种信号组合判断，更加简单可靠地实现货叉控制。
附图说明
图1是本发明实施例中一种货叉总成控制单元及控制方法货叉总成控制板硬件布局图；
图2是本发明实施例中一种货叉总成控制单元及控制方法模块框图；
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清晰、完整地描述，以充分地解释本发明的目的、特征和效果。显然，以下所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
参照图1，示出了本发明实施例中一种货叉总成控制单元及控制方法货叉总成控制板硬件布局图。其具体硬件包括：
光电传感器输入模块，拨指驱动单元，状态指示单元，货叉驱动单元，变叉驱动单元以及通信单元。
所述光电传感器模块位于货叉总成控制板的下端和上端右侧，标记有标签号Sensor1～Sensor12。
所述拨指驱动单元位于货叉总成控制板的左侧。
所述状态指示单元位于货叉总成控制板中下部以及右侧。
所述货叉驱动单元位于货叉总成控制板的上端左侧，支持CANopen通讯协议。
所述变叉驱动单元位于货叉总成控制板的上端左侧，支持CANopen通讯协议。
所述通讯单元位于货叉总成控制板的上端左侧，实现与PLC或嵌入式主控板的连接，支持Modbus RTU通讯协议。
参照图2，本发明实施例中一种货叉总成控制单元及控制方法模块框图。其具体内容包括：
PLC或嵌入式主控单元通过485通信接口与货叉总成控制板通信，货叉总成控制板通过CAN通信接口控制变叉电机与货叉电机，货叉总成控制板通过数字量输出控制状态指示灯，货叉总成控制板通过485通信接口控制拨指电机，货叉总成控制板通过数字量输入采集光电传感器输入信号。
一种货叉总成控制方法操作步骤为上电自检、参数设置、控制功能、状态反馈、故障报警。具体实施步骤如下：
步骤1：货叉总成控制板通电以后，观察power指示灯是否点亮，如果不亮代表电源未接通，点亮代表供电正常。
步骤2：上电正常以后，首先进入自检复位流程。如果自检流程没有通过则不会进入主功能程序。此时需要检查接线是否有问题，各路通讯是否正常。
步骤3：自检通过以后，进入循环主程序流程，首先进行参数设置。包括货叉伸出位置编码器参数设置，速度参数设置，加速度参数设置，料箱尺寸参数设置。
步骤4：参数设置完成以后进入所述控制功能，分为手动功能和自动功能。手动功能主要是指手动控制货叉伸叉、收叉、变叉以及拨指打开和关闭。自动功能主要是实现自动取货、放货、移货，根据料箱尺寸实现自动变叉，自动判断货叉内有无货，取、放货货位有无货。
步骤5：货叉总成控制板根据收到的命令返回动作结果是成功还是失败。
步骤6：根据预定义的报警代码，出现异常时返回报警代码。
进入主循环功能程序以后，PLC或嵌入式设备以400ms的时间间隔向货叉总成控制板发送状态查询指令，货叉总成控制板返回拨指状态、货叉状态、货叉当前位置、变叉状态和变叉当前位置、传感器状态、运行状态，如果货叉总成控制板报警，会返回相应的故障代码。
货叉总成控制板接收到PLC或嵌入式设备指令，对货位上的料箱进行取货和放货。在取货过程中，货叉先运行到取货位，逐渐加速，拨指碰触到料箱，然后运行到取货回中位置，再运行到货叉原点位置。在放货过程中，货叉总成控制板具有倒货功能。当放货时，如果料箱在货叉内，并且料箱在货叉内的位置和放货位置不在同一侧，首先在货叉内进行倒货，倒货完成后，拨指打开，货叉运行到放货位一侧，拨指收回，货叉回中，回到原点位置。最终完成将料箱放货到指定货位。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (7)

1.一种货叉总成控制单元，其特征在于，包括：
光电传感器输入模块、拨指驱动单元、状态指示单元、货叉驱动单元、变叉驱动单元以及通信单元；
光电传感器输入模块用以实现光电传感器数字量信号输入；
拨指驱动单元用以控制货叉总成上拨指的摆动；
货叉驱动单元用以控制货叉总成上货叉的伸缩；
变叉驱动单元用以控制货叉内缩或者外扩以改变货叉之间空间的大小。
2.根据权利要求1所述的货叉总成控制单元，其特征在于，光电传感器输入模块支持9路PNP型或NPN型光电传感器数字量信号输入，以及6路按钮开关输入。
3.根据权利要求1所述的货叉总成控制单元，其特征在于，拨指驱动单元、货叉驱动单元以及变叉驱动单元支持有刷电机，无刷电机，步进电机以及伺服电机。
4.根据权利要求1所述的货叉总成控制单元，其特征在于，通信单元支持两路485通信接口，一路CANopen通信接口。
5.一种根据权利要求1至4中任一项所述货叉总成控制单元的货叉总成控制方法，其特征在于，包括：
步骤1：货叉总成控制板通电以后，观察电源指示灯是否点亮，如果不亮代表电源未接通，点亮代表供电正常；
步骤2：上电正常以后，首先进入自检复位流程；如果自检流程没有通过则不会进入主功能程序；此时需要检查接线是否有问题，各路通讯是否正常；
步骤3：自检通过以后，进入循环主程序流程，首先进行参数设置；包括货叉伸出位置编码器参数设置，速度参数设置，加速度参数设置，料箱尺寸参数设置；
步骤4：参数设置完成以后进入所述控制功能，分为手动功能和自动功能；手动功能主要是指手动控制货叉伸叉、收叉、变叉以及拨指打开和关闭；自动功能主要是实现自动取货、放货、移货，根据料箱尺寸实现自动变叉，自动判断货叉内有无货，取、放货货位有无货；
步骤5：货叉总成控制板根据收到的命令返回动作结果是成功还是失败；
步骤6：根据预定义的报警代码，出现异常时返回报警代码。
6.根据权利要求5所述货叉总成控制方法，其特征在于，PLC或嵌入式设备以400ms的时间间隔向货叉总成控制板发送状态查询指令，货叉总成控制板返回拨指状态、货叉状态、货叉当前位置、变叉状态和变叉当前位置、传感器状态、运行状态，如果货叉总成控制板报警，返回相应的故障代码。
7.根据权利要求6所述货叉总成控制方法，其特征在于，货叉总成控制板接收到PLC或嵌入式设备指令，对货位上的料箱进行取货和放货；在取货过程中，货叉先运行到取货位，逐渐加速，拨指碰触到料箱，然后运行到取货回中位置，再运行到货叉原点位置；在放货过程中，货叉总成控制板具有倒货功能；当放货时，如果料箱在货叉内，并且料箱在货叉内的位置和放货位置不在同一侧，首先在货叉内进行倒货，倒货完成后，拨指打开，货叉运行到放货位一侧，拨指收回，货叉回中，回到原点位置，最终完成将料箱放货到指定货位。
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