转运布料机的接料控制系统及接料控制方法
阅读说明：本技术 转运布料机的接料控制系统及接料控制方法 (Material receiving control system and material receiving control method of material transferring and distributing machine ) 是由 徐晓青 王尤毅 杨军宏 于 2021-09-24 设计创作，主要内容包括：本发明提供转运布料机的接料控制系统及方法,控制系统包括鱼雷罐和转运布料机,鱼雷罐设在鱼雷罐轨道上,转运布料机包括布料机小车和行走大车,行走大车设在布料轨道上,鱼雷罐上设有第一编码器,行走大车上设有第二编码器,布料机小车上设有第三编码器,第一编码器、第二编码器和第三编码器均之间相互通讯连接。控制方法包括：S1计算鱼雷罐和转运布料机距离S＝A+B；S2、计算移动时间T＝S/(Va+Vb)；S3、计算最佳接料点P,P＝B-Vb*T,分别控制鱼雷罐和行走大车达到P点；S4、鱼雷罐执行卸料；S5、进行后续布料作业。本发明转运布料机的接料控制系统及方法,可计算最佳接料点位置,自动化智能化程度高。(The invention provides a material receiving control system and a material receiving control method for a transfer material distributor. The control method comprises the following steps: s1, calculating the distance S between the torpedo ladle and the transferring and distributing machine to be A + B; s2, calculating the moving time T as S/(Va + Vb); s3, calculating an optimal material receiving point P, wherein P is B-Vb T, and controlling the torpedo tank and the traveling cart to reach the point P respectively; s4, unloading the torpedo cars; and S5, performing subsequent material distribution operation. The material receiving control system and method of the material transferring and distributing machine can calculate the optimal material receiving point position, and the degree of automation and intelligence is high.)
技术领域
本发明属于预制构件生产技术领域，具体涉及一种转运布料机的接料控制系统及接料控制方法。
背景技术
在装配式建筑工程领域，构件生产过程中，涉及混凝土的主要工序包括布料。固定台模或长线台模的构件混凝土布料，现在采用的方法有多种。一种是采用行车+料斗方式+鱼雷罐+溜料槽；另外一种是转运布料机+鱼雷罐。以上两种方式，在混凝土接料时，都需要人工参与，自动化程度不高。
利用鱼雷罐和布料机对构件进行混凝土布料时，混凝土鱼雷罐主要用于在固定区域内的混凝土转运，比如在PC工厂内部，通过鱼雷罐将混凝土从搅拌站运输至布料机。通过鱼雷罐将混凝土输送到工位的布料机上，布料机通过行走进行混凝土布料，将混凝土通过卸料口送到需要浇筑构件的台模上。
现在亟需研发出一种转运布料机的接料控制系统及接料控制方法，以解决现有技术中需要接料手动操作、接料时易出现撒料的问题，以及整个操作过程自动化程度不高。
发明内容
：本发明目的是提供了一种转运布料机的接料控制系统及接料控制方法，要解决现有技术中所存在的技术问题，从而缩短接料时间，降低劳动强度，提高设备自动化和智能化水平。
为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：
一种转运布料机的接料控制系统，包括鱼雷罐和转运布料机，所述鱼雷罐可移动地设置在鱼雷罐轨道上，所述转运布料机包括布料机小车以及行走大车，所述行走大车可移动地设置在布料轨道上，所述布料机小车可移动地设置于所述行走大车上，所述鱼雷罐的高度位于所述行走大车的高度和所述布料机小车的接料斗的高度之间，所述鱼雷罐上设置有第一编码器，所述行走大车上设置有第二编码器，所述布料机小车上设置有第三编码器，所述第一编码器用于实时检测所述鱼雷罐的位置并控制所述鱼雷罐的运行，所述第二编码器用于实时检测所述行走大车的位置并控制所述行走大车的运行，所述第三编码器的功能用于实时检测所述布料机小车的位置并控制所述布料机小车的运行，所述第一编码器、所述第二编码器和所述第三编码器之间均相互通讯连接。
在上述方案的基础上，在另一改进的方案中，所述布料机小车上还设置有与所述第三编码器通讯连接的相机，所述相机设置于所述布料机小车的接料口的正上方，所述相机用于对所述鱼雷罐拍照，并将所拍摄的图像传输至第三编码器，所述第三编码器预存有所述鱼雷罐的卸料前标准图像，所述第三编码器接受所述相机拍摄的图象后将其与预存的标准图像进行对比和判断。
在上述方案的基础上，在另一改进的方案中，所述相机为3D相机。
本发明还提供一种转运布料机的接料控制方法，采用如上所述转运布料机的接料控制系统，将鱼雷罐轨道和布料轨道在水平方向的指定交叉点设为指定零点，并设置鱼雷罐、行走大车的移动方向朝向指定零点时，与指定零点的距离取值为正；鱼雷罐、行走大车的移动方向远离指定零点时，与指定零点的距离取值为负；包括以下步骤：
S1、第一编码器自动检测鱼雷罐的位置A，第二编码器自动检测行走大车的位置B，第一编码器和第二编码器之间实时交换数据并计算出鱼雷罐和转运布料机之间的距离S；
S2、第一编码器或第二编码器计算出鱼雷罐和行走大车的移动时间T＝S/(Va+Vb)，其中Va为预先设定的鱼雷罐的运行平均速度，Vb为预先设定的行走大车的运行平均速度；
S3、第一编码器或第二编码器计算鱼雷罐和转运布料机对接的最佳接料点的位置与指定零点的距离并记为P，P＝Sb-Vb*T，Sb为行车大车与指定零点的距离；第一编码器、第二编码器和第三编码器之间实时交换数据，第一编码器、第二编码器分别指示鱼雷罐和行走大车朝向最佳接料点移动，第三编码器控制布料机小车朝行走大车的端部移动；当第一编码器和第二编码器分别检测到鱼雷罐和行走大车到达最佳接料点后，分别控制鱼雷罐和行走大车停止运行，当第三编码器检测到布料机小车移动至行走大车的端部，也即鱼雷罐的正下方，控制布料机小车停止运行；
S4、调整鱼雷罐的角度，使得鱼雷罐的卸料口对准布料机小车的接料口，执行鱼雷罐卸料程序；
S5、布料机小车完成接料，第二编码器控制行走大车移动至布料作业点进行后续布料作业。
在上述方案的基础上，在另一改进的方案中，所述步骤S1中鱼雷罐轨道为L型，布料轨道为直线型，设定鱼雷罐轨道与布料轨道相互平行的轨道段为Y段，设定鱼雷罐轨道与布料轨道相互垂直的轨道段为X段，X段和Y段交叉处为指定零点；在所述步骤S1之前，还包括鱼雷罐和转运布料机的运行前调试步骤：鱼雷罐在鱼雷罐轨道上移动并记录指定零点位置，转运布料机在布料轨道上移动并记录指定零点位置。
在上述方案的基础上，在另一改进的方案中，在所述步骤S1中，当鱼雷罐位于X段时，鱼雷罐距离指定零点的距离为Sax，行走大车距离指定零点的距离为Sb；所述步骤S2中，鱼雷罐和行走大车的移动时间Tx＝(Sax+Sb)/(Va+Vb)；所述步骤S3中，最佳接料点的位置距离指定零点的距离P＝Sb-Vb*Tx。
在上述方案的基础上，在另一改进的方案中，在所述步骤S1中，当鱼雷罐位于Y段时，鱼雷罐距离指定零点的距离为Say，行走大车距离指定零点的距离为Sb；所述步骤S2中，鱼雷罐和行走大车的移动时间Ty＝(Sb-Say)/(Va+Vb)；所述步骤S3中，最佳接料点的位置距离指定零点的距离P＝Sb-Vb*Ty。
在上述方案的基础上，在另一改进的方案中，所述步骤S4中通过如下步骤调整鱼雷罐的角度：第三编码器控制相机对鱼雷罐进行拍照，并将所拍的图像与预存图像进行对比，计算出鱼雷罐当前位置与预设位置的偏差值，若偏差值符合预设范围值，则启动鱼雷罐卸料程序，若偏差值不符合预设范围值，则调整鱼雷罐位置后并重新拍照，进行新一轮图像对比计算直至所述鱼雷罐位置符合预设位置。
在上述方案的基础上，在另一改进的方案中，所述步骤S1中，鱼雷罐和行走大车的移动方向均朝向指定零点移动时，鱼雷罐和行走大车的位于指定零点的两侧，则S＝Sa+Sb；鱼雷罐和行走大车的移动方向一个朝向指定零点且另一个背离指定零点移动时，则S＝|Sb-Sa|；其中Sa为A点与指定零点的距离，Sb为B点与指定零点的距离。
在上述方案的基础上，在另一改进的方案中，所述步骤S3中，布料机小车、行走大车大车、鱼雷罐同时运行，当行走大车和鱼雷罐到达最佳接料点时，布料机小车行走到行走大车的端部，也即鱼雷罐的下方。
在上述方案的基础上，在另一改进的方案中，第三编码器获得布料机小车的运行前的当前位置与行走大车的端部之间的距离为H，V0为布料机小车的运行速度，则V0＝H/T，其中T＝S/(Va+Vb)。
在上述方案的基础上，在另一改进的方案中，所述步骤S3中，在指定零点位置设置极限位置感应器，当行走大车移动到指定零点位置时，极限位置感应器向第二编码器发送信号，第二编码器控制行走大车停止运行，此时最佳接料点就是指定零点，P＝0。
本发明的技术方案至少具有以下有益效果：
本发明的转运布料机的接料控制方法及接料控制方法，将转运布料机和鱼雷罐车建立通讯联系，并可实时检测各自的实时位置，鱼雷罐将实时位置信号传输给转运布料机，当需要接料时，只需操作人员按下接料按钮，转运布料机的行走大车及鱼雷罐之间自动通讯并计算出最佳接料点位置，然后相向靠近联动行走，并可根据鱼雷罐和转运布料机的行进距离自动判断是否到达最佳接料点位置，到达后行走大车及鱼雷罐自动停止运行；再通过相机拍照对比鱼雷罐的卸料口是否对齐布料机小车的接料口，自动化智能化调整鱼雷罐和布料机小车之间的位置关系，不需要依靠人工操作进行调试，极大节省时间，解决了现有技术中鱼雷罐固定位置等待布料机小车过来接料所带来的耗时长、调试复杂及定位不精准等技术问题。
附图说明
图1为转运布料机的接料控制系统的转运布料机和鱼雷罐的侧视图；
图2为图1的俯视图；
图3为转运布料机的接料控制系统中转运布料机和鱼雷罐的运行示例。
附图标注：
1-鱼雷罐，2-鱼雷罐轨道，3-布料机小车，4-行走大车，5-布料轨道，6-第一编码器，7-第二编码器，8-第三编码器，9-相机，10-校准清零位置，12-指定零点，13-混凝土搅拌站，14-布料作业点，15-最佳接料点。
具体实施方式
以下提供本发明的优选实施例，以助于进一步理解本发明。本领域技术人员应了解到,本发明实施例的说明仅是示例性的，并不是为了限制本发明的方案。
参见附图1至附图2的示意，本实施例的转运布料机的接料控制系统，用于预制构件生产过程中的混凝土转运接料工序，设置在预制构件生产线的上方，包括鱼雷罐1和转运布料机，鱼雷罐1可移动地设置在鱼雷罐轨道2上，转运布料机包括布料机小车3以及行走大车4，行走大车4可移动地设置在布料轨道5上，布料机小车3可移动地设置于行走大车4上，鱼雷罐1的高度位于行走大车4的高度和布料机小车3的接料斗的高度之间，鱼雷罐1上设置有第一编码器6，行走大车4上设置有第二编码器7，布料机小车3上设置有第三编码器8，第一编码器6、第二编码器7和第三编码器8均之间相互通讯连接。在预制构件的生产线上，布料轨道5跨越在需要布料的工位上方，转运布料机沿着布料轨道5来回移动，在鱼雷罐1位置处进行混凝土接料，然后移动至布料作业点14进行混凝土布料。通过在鱼雷罐1上设置有第一编码器6，行走大车4上设置有第二编码器7，布料机小车3上设置有第三编码器8，第一编码器6用于实时检测鱼雷罐1的位置并控制鱼雷罐1的运行，第二编码器7用于实时检测行走大车的位置并控制行走大车4的运行，第三编码器8的功能用于实时检测布料机小车3的位置并控制布料机小车3的运行，第一编码器、第二编码器和第三编码器之间均相互通讯连接，且第一编码器、第二编码器和第三编码器均预设有最佳接料点的计算流程。当转运布料机需要进行混凝土接料时，相比于现有技术中鱼雷罐静止不动、只有转运布料机移动的方式，本方案可以实现鱼雷罐和行走大车同时相向移动至最佳接料点，节省时间，提高效率。
在上述实施例的基础上，在另一改进的实施例中，布料机小车3上还设置有与第三编码器8通讯连接的相机9，相机9设置于布料机小车3的接料口的正上方。相机9用于对鱼雷罐1拍照，并将所拍摄的图像传输至第三编码器8，第三编码器8预存有鱼雷罐1的卸料前标准图像，第三编码8器接受相机9拍摄的图象后将其与预存的标准图像进行对比和判断。
在上述实施例的基础上，在另一改进的实施例中，相机9为3D相机，3D相机将所拍摄的图像传输至第三编码器8。通过第三编码器8可以实时检测布料机小车3的位置，并控制布料机小车3的移动。通过3D相机可以对鱼雷罐1的位置进行拍照，通过第三编码器8对比鱼雷罐1的位置照片判断鱼雷罐1的角度是否到位，减少人工干预，提高调整的效率。
参见附图3的示意，鱼雷罐轨道2为L型，布料轨道5为竖向分布的直线型，将水平方向设置为X方向，竖直方向设置为Y方向。其中布料轨道5仅在Y方向分布，转运布料机沿着布料轨道5来回移动；图3中Y方向的最下方为布料作业点14，转运布料机在此处进行混凝土布料作业。其中鱼雷罐1沿着鱼雷罐轨道2移动，在鱼雷罐轨道2移动X方向上的末端设置有混凝土搅拌站13，混凝土搅拌站13所在位置也是鱼雷罐1的校准清零位置10，鱼雷罐1到达此处时进行位置校准和接收混凝土工序。
本实施例的转运布料机的接料控制方法，采用上述转运布料机的接料控制系统，将鱼雷罐轨道和布料轨道在水平方向的指定交叉点设为指定零点，并设置鱼雷罐、行走大车的移动方向朝向指定零点时，与指定零点的距离取值为正；鱼雷罐、行走大车的移动方向远离指定零点时，与指定零点的距离取值为负；包括以下步骤：
S1、将鱼雷罐轨道2和布料轨道5在水平方向的指定交叉点设为指定零点12，第一编码器自动检测鱼雷罐的位置A，第二编码器自动检测行走大车的位置B，第一编码器和第二编码器之间实时交换数据并计算出鱼雷罐和转运布料机之间的距离S；在通常的工作情况下，转运布料机在布料工作点完成布料工作后就停留在布料工作点，所以B点通常都是布料工作点；
S2、第一编码器6或第二编码器7计算出鱼雷罐1和行走大车4的移动时间T＝S/(Va+Vb)，其中Va为预先设定的鱼雷罐1的运行平均速度，Vb为预先设定的行走大车4的运行平均速度；(在实际工作中，鱼雷罐1和行走大车4的移动过程不可能全程都是匀速运动，启动和停止时会出现加速和减速的情况，由于整个运行的距离不长，加速和减速过程较短，为了方便计算，在此统一计算鱼雷罐1和行走大车4在整个移动过程中的平均速度)；
S3、第一编码器6或第二编码器7计算鱼雷罐1和转运布料机对接的最佳接料点15的位置与指定零点的距离并记为P，P＝Sb-Vb*T，Sb为行车大车4与指定零点的距离；第一编码器6、第二编码器7和第三编码器8之间实时交换数据，第一编码器6、第二编码器7分别指示鱼雷罐1和行走大车4朝向最佳接料点15移动，第三编码器8控制布料机小车3朝行走大车的端部移动；当第一编码器6和第二编码器7分别检测到鱼雷罐1和行走大车4到达最佳接料点后，分别控制鱼雷罐和行走大车停止运行，当第三编码器检测到布料机小车3移动至行走大车4的端部，也即鱼雷罐1的正下方，控制布料机小车3停止运行；由于第一编码器6和第二编码器7之间实时交换数据并实时检测鱼雷罐1和行走大车4所在位置及所行进的距离，因此第一编码器6和第二编码器7就可以自动化控制鱼雷罐1和行走大车4准备达到最佳接料点15；
S4、调整鱼雷罐的角度，使得鱼雷罐的卸料口对准布料机小车的接料口，执行鱼雷罐卸料程序；
S5、布料机小车3完成接料，第三编码器8控制转运布料机移动至布料作业点14进行后续布料作业。
在另一改进的方案中，在步骤S4中，第二编码器7向第三编码器8发送当前位置信息，第三编码器8接收后控制布料机小车3移动至行走大车4的端部，也即布料机小车3沿着行走大车4移动至鱼雷罐1的下方，布料机小车3的相机9对鱼雷罐1进行拍照，并将所拍的图像与预存图像进行对比，计算出鱼雷罐1与预设位置的偏差值，若偏差值符合预设范围值，则启动鱼雷罐1卸料程序，若偏差值不符合预设范围值，则调整鱼雷罐1位置后并重新拍照，进行新一轮图像对比计算直至鱼雷罐1位置符合预设位置并完成卸料程序。
在上述实施例的基础上，在另一改进的实施例中，步骤S1中鱼雷罐轨道2为L型，布料轨道5为直线型，设定鱼雷罐轨道2与布料轨道5相互平行的轨道段为Y段，设定鱼雷罐轨道2与布料轨道5相互垂直的轨道段为X段，X段和Y段交叉处为指定零点12；在步骤S1之前，还包括鱼雷罐1和转运布料机的运行前调试步骤：鱼雷罐1在鱼雷罐轨道2上移动并记录指定零点12位置，转运布料机在布料轨道5上移动并记录指定零点12位置，并设置鱼雷罐1和行走大车4的移动方向朝向指定零点12的方向为负，鱼雷罐1和行走大车4远离指定零点12的方向为正。
在上述实施例的基础上，在另一改进的实施例中，在步骤S1中，当鱼雷罐1位于X段时，鱼雷罐1距离指定零点12的距离为Sax，行走大车4距离指定零点12的距离为Sb；步骤S2中，鱼雷罐1和行走大车4的移动时间Tx＝(Sax+Sb)/(Va+Vb)；步骤S3中，最佳接料点15的位置距离指定零点12的距离P＝Sb-Vb*Tx。
在上述实施例的基础上，在另一改进的实施例中，在步骤S1中，当鱼雷罐1位于Y段时，鱼雷罐1距离指定零点12的距离为Say，行走大车4距离指定零点12的距离为Sb；步骤S2中，鱼雷罐1和行走大车4的移动时间Ty＝(Sb-Say)/(Va+Vb)；步骤S3中，最佳接料点15的位置距离指定零点12的距离P＝Sb-Vb*Ty。
在上述实施例的基础上，在另一改进的实施例中，步骤S4中通过如下步骤调整鱼雷罐的角度：第三编码器控制相机对鱼雷罐进行拍照，并将所拍的图像与预存图像进行对比，计算出鱼雷罐当前位置与预设位置的偏差值，若偏差值符合预设范围值，则启动鱼雷罐卸料程序，若偏差值不符合预设范围值，则调整鱼雷罐位置后并重新拍照，进行新一轮图像对比计算直至鱼雷罐位置符合预设位置。
在上述实施例的基础上，在另一改进的实施例中，步骤S1中，鱼雷罐和行走大车的移动方向均朝向指定零点移动时，鱼雷罐和行走大车的位于指定零点的两侧，则S＝Sa+Sb；鱼雷罐和行走大车的移动方向一个朝向指定零点且另一个背离指定零点移动时，则S＝|Sb-Sa|；其中Sa为A点与指定零点的距离，Sb为B点与指定零点的距离。
在上述实施例的基础上，在另一改进的实施例中，步骤S3中，布料机小车、行走大车大车、鱼雷罐同时运行，当行走大车和鱼雷罐到达最佳接料点时，布料机小车行走到行走大车的端部，也即鱼雷罐的下方。
在上述实施例的基础上，在另一改进的实施例中，第三编码器获得布料机小车的运行前的当前位置与行走大车的端部之间的距离为H，V0为布料机小车的运行速度，则V0＝H/T，其中T＝S/(Va+Vb)。
在上述实施例的基础上，在另一改进的实施例中，在步骤S3中，在指定零点位置设置极限位置感应器，当行走大车移动到指定零点位置时，极限位置感应器向第二编码器发送信号，第二编码器控制行走大车停止运行，此时最佳接料点就是指定零点，P＝0。
本发明的转运布料机的接料控制方法及接料控制方法，将转运布料机和鱼雷罐建立通讯联系，并可实时检测各自的实时位置，鱼雷罐将实时位置信号传输给转运布料机，当需要接料时，只需操作人员按下接料按钮，转运布料机的行走大车及鱼雷罐之间自动通讯并计算出最佳接料点位置，然后相向靠近联动行走，并可根据鱼雷罐1和转运布料机的行进距离自动判断是否到达最佳接料点位置，到达后行走大车及鱼雷罐自动停止运行；再通过相机拍照对比鱼雷罐的卸料口是否对齐布料机小车的接料口，自动化智能化调整鱼雷罐和布料机小车之间的位置关系，不需要依靠人工操作进行调试，极大节省时间，解决了现有技术中鱼雷罐固定位置等待布料机小车过来接料所带来的耗时长、调试复杂及定位不精准等技术问题。
最后应当说明的是，以上实施例仅用于说明本申请的技术方案而非对其保护范围的限制，尽管参照上述实施例对本申请进行了详细的说明，所述领域的普通技术人员应当理解：本领域技术人员阅读本申请后依然可对申请的具体实施方式进行种种变更、修改或等同替换，但以上变更、修改或等同替换，均在本申请的待授权或待批准之权利要求保护范围之内。
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