[发明专利]全自动散货堆场堆取方法

权利要求书

1.一种全自动散货堆场堆取方法，包括以下步骤：

(1)三维激光扫描仪与PLC控制器通过TCP/IP和现场工控机连接，现场工控机通过三维激光处理软件整合各个编码器、传感器和三维激光扫描仪的数据，从而建立整个作业区域的三维空间坐标模型，三维激光处理软件运算出最佳堆取料初始点，并输入到现场工控机的数据库；

(2)现场工控机根据存储在数据库中的堆料策略和取料策略生成作业指令、自动堆取料作业模式和准备进行自动堆取料作业过程控制指令；

(3)现场工控机对自动堆取料作业模式进行选择，并对作业过程控制进行自动或手动选择，并将选择结果送入PLC控制器；

(4)PLC控制器通过总线通讯模式，结合现场的绝对编码器、倾角传感器、执行机构控制堆取料机的回转机构、俯仰机构、走行机构工作，完成本地作业控制；同时通过料堆激光扫描装置对料场状况进行实时扫描，将料堆信息经工业网络传输至现场工控机；

(5)现场工控机实现堆取料机的堆型扫描数据的处理，生成料堆特性数据、对料堆堆取优化计算及堆场作业过程监控，并及时将指令发给对应本地堆取料机的PLC控制器；

其特征在于，激光扫描装置的数据扫描方法如下：

将大型散货堆划分为多个区域；

在物料堆两侧的斗轮机上各安装一台三维激光扫描仪，并设定料堆子区域的中点延长线和斗轮机轨道的交点为测量点；

驾驶斗轮机停止在测量点，打开扫描仪开始做静止测量；

两台斗轮机分别测量该子区域内煤堆的一侧，将两个测量结果集成就可获得该区域内物料的体积信息及三维轮廓图；

对每个物料子区域进行测量，即可获得每个子区域的物料信息以及整个堆场的总体信息。

2.根据权利要求1所述的全自动散货堆场堆取方法，其特征在于：所述堆取现场还装有工业视频监控装置和各类传感设备，采集堆取料机各机构状态和故障信息，将信息送入现场工控机和PLC控制器；现场工控机接收各堆取料机主要状态、故障信息，并发出过程控制指令控制各堆取料机和发出相关警示。

3.根据权利要求1所述的全自动散货堆场堆取方法，其特征在于：所述现场工控机还设有手柄操作盘，在特殊情况下作为手动操作的备用手段，手柄操作盘通过PLC控制器控制本地堆取料机。

4.根据权利要求1所述的全自动散货堆场堆取方法，其特征在于，堆料作业步骤如下：

现场工控机收到各个编码器、传感器和三维激光扫描仪的数据，运用存放在数据库内的堆料策略确定堆积方式；

现场工控机根据数据库内料场当前使用状态信息，确定作业机械、堆积地址范围、料堆堆高，生成作业计划和作业模式；

将堆积方式、作业计划和作业模式作为作业指令通过工业网络传送到PLC控制器；同时地面物料传输皮带流程启动；

PLC控制器收到指令后，送入位置计算程序模块，进行计算，得出合适的悬臂俯仰、悬臂回转及大车行走的起始位置信息；

自动定位程序，将计算结果与装在堆取料机的悬臂俯仰机构、悬臂回转机构、大车走行机构上的绝对值编码器测量出来的位置信息进行比较，根据比较的差值，PLC控制器按预先设定好的数据，对相应机构的电机发出旋转方向及速度给定指令，使相应机构以合适的速度和方向运行，直至编码器测量反馈的实际位置信号与给定位置吻合，电机停止运行，定位完成；

执行堆料策略，由带式输送机运来的散料经尾车卸至臂架上的带式输送机，从臂架前端抛卸至料场；通过整机的运行，臂架的回转、俯仰可使料堆形成梯形断面的整齐形状。

5.根据权利要求1所述的全自动散货堆场堆取方法，其特征在于，取料作业步骤如下：

现场工控机收到各个编码器、传感器和三维激光扫描仪的数据，对堆取料机编排取料作业指令；

现场工控机产生以下堆取料机取料初始控制信息：现场工控机根据数据库内料场当前料堆堆型状态确定第一次取料切入点，即堆取料机初始走行位置、悬臂初始回转角度、俯仰角度；

将以上信息传送到PLC控制器，同时启动地面物料传输皮带流程；

PLC控制器收到信息后，将其中走行、回转、俯仰机构的初始作业位置信息送入自动定位程序，完成各机构的自动定位；使得斗轮以合适的角度和深度切入料堆，作业准备就绪，取料开始；

斗轮堆取料机利用悬臂回转、斗轮旋转对料堆进行分层取料：将活动梁置于堆料上方，大车开至料堆端部，系统处于取料工况，滚轮旋转，调整活动梁的高度，使取料斗吃料厚度逐步加到预定位，滚轮小车开始行走；当从一端行至另一端时，大车步进0.5-1m，继续取料，直至取完第一层物料，然后以料堆另一端为起点重复上述取料过程，以分层取料方式完成取料任务。