[发明专利]无人天车自动取料控制系统及方法

权利要求书

1.一种无人天车自动取料控制方法，其特征在于：具体包括如下步骤：

步骤1.1.将料堆在横向、纵向分为N=i×j个取料单元，以料堆左上角为绝对零点建立坐标系，每个取料单元的中心坐标为该取料单元的位置坐标；

步骤1.2.对上述取料单元建立N个元素的一维数组，元素属性包括每个取料单元的横坐标、纵坐标、单元料厚、取料次数、取完标志；将一维数组下标定义为取料指针；建立手动定义的取料单元，根据取料单元的单元料厚做M个数据表，对应第1-M层每个取料单元的位置坐标，此位置坐标的坐标值在调试时根据现场抓取情况动态调整，调试完成正常运行后，有管理权限的操作员可动态微调每层各取料单元的位置坐标；

步骤1.3.在本料堆取完重新放料或天车移动到另一料堆后根据三维扫描仪是否投入使用，采取以下两种方案：

方案a.投入使用：根据三维扫描仪给出的数据计算每个取料单元的取料次数，按取料次数将各取料单元降序排序，并将取料指针指向排序后第一个取料单元，优先抓取取料次数多的取料单元，以保证取料效率最高；

方案b.未投入使用：将料堆所有取料单元的取料次数赋1，并将所有取料单元的取完标志复位；将取料单元按坐标横向优先排序，并将取料指针指向排序后第一个取料单元，按坐标位置顺序取料；

步骤1.4.在完成步骤1.3或天车由于故障及其它原因停机，人为启动天车，系统发出天车启动命令；

步骤1.5.发出天车启动命令后，先遍历本料堆所有取料单元，如所有取料单元的取完标志都为真，则将天车停止，不启动天车，结束本料堆取料，等待下次取料命令；否则根据天车状态执行以下3种动作：

动作a.如天车抓斗有料且处于准备好状态，则将放料位置的坐标赋于天车，天车执行放料动作，同时将循环取料标志置位；其中循环取料标志为布尔型变量，程序运行时占用固定的内存地址；

动作b.如天车抓斗无料且处于准备好状态，则判断当前目标取料单元的取完标志是否为真，为真则将取料指针移到下一取料单元，直到目标取料单元取完标志为假为止，将目标取料单元坐标赋于天车，天车执行取料动作，同时将循环取料标志置位；

动作c.天车未处于准备好状态，天车执行初始化动作，动作完成后天车停止，根据天车处于停止状态时抓斗有没有料，决定天车处于动作a或动作b的状态，同时发出启动命令；

步骤1.6.判断循环取料标志是否为真，如为假则停止天车，取料结束，否则进入取放料循环；

步骤1.7.判断三维扫描仪是否投入使用，如投入使用则在抓斗抓完料提升到一定高度后，根据三维扫描仪数据重新给每个取料单元给定取料次数；如未投入使用，在抓斗接触到料面时根据抓斗下降高度判断料面剩余厚度是否大于最小取料厚度，如小于最小取料厚度，则不执行抓取动作直接提升抓斗，取下一取料单元，避免由于料面厚度不够，抓斗将地面抓坏，同时将本取料单元的取料次数赋零、取完标志置位，下一循环不再取本取料单元；如大于最小取料厚度，则在抓取动作完成后，根据抓斗下降高度计算料面剩余厚度，根据剩余厚度对该取料单元取料次数重新赋值，剩余厚度小于设定值的取料单元取料次数赋零；

步骤1.8.判断是否为手动抓取模式，如为手动抓取模式，选择手动抓取模式的第一个系统扫描周期将选中取料单元的取完标志复位，未选中取料单元的取完标志置位；运行过程中只遍历选中的取料单元，取料次数大于零的取料单元取完标志复位，小于等于零的取料单元的取完标志置位，在完成当前取放循环后只循环抓取手动定义取料单元，如为自动模式，执行步骤1.9；

步骤1.9.遍历料堆所有取料单元，取料次数大于零的取料单元的取完标志复位，小于等于零的取料单元的取完标志置位，取完标志为真的取料单元代表料已取完，下次循环跳过；

步骤2.0.取料完毕天车执行放料动作，同时判断当前取料单元是否为最后一个，如为假则将取料指针移至下一取料单元，如取料指针指向的该取料单元的取完标志不为真，则在天车完成放料后将本取料单元坐标赋于天车，天车执行完放料动作后抓取该取料单元；如取料指针指向的该取料单元的取完标志为真，循环执行步骤2.0，直到取料单元的取完标志为假；如当前取料单元为最后一个取料单元，则遍历料堆所有取料单元，判断是否所有取料单元的取完标志都为真，如都为真，则在天车执行完本取放循环后将天车停止，料堆取完；否则根据各取料单元取料次数将取料单元降序排序，取料指针指向排序后第一个取料单元，开启下一层取料；

步骤2.1.在三维扫描仪未投入使用的情况下，第一层取料完成后，取料单元按取料次数降序排序，先抓取取料次数多的取料单元，天车实现除第一层按坐标位置顺序取料外，以后各层优化取料，以保证取料效率最高。