一种电缆盘悬挂输送控制方法与流程

本发明涉及电缆生产物流输送与悬挂载具控制，尤其涉及一种电缆盘悬挂输送控制方法。

背景技术：

1、电缆制造过程通常需要在线盘卷绕、绞线、成缆、暂存入库和装车转运之间搬运不同规格的电缆盘。现有生产线多采用人工吊装、行车或叉车完成换工位，悬挂搬运过程中线盘质量大、盘缘直径和轴向宽度差异明显，且卷绕偏心、吊点偏移和启停加速度会引起摆角及双吊点张力不均，使盘体外缘在道岔、交会轨段和设备接口处存在净空不足或碰撞风险。

2、现有轨道输送控制通常按照线盘铭牌数据或最大规格固定安全裕量设置速度和占用区间，难以利用现场动态响应修正质量、重心和悬挂参数，也难以把盘体扫掠范围、出口残摆和稳定交接时刻共同纳入路径预约。当工位可接收时间窗、载具到达时刻或模型预测状态发生变化时，既有预约往往不能及时局部调整，容易造成缓存拥堵、空等或与绞线和成缆节拍失配。

3、因此，需要一种能够解决上述现有技术不足的电缆盘悬挂输送控制方法。

技术实现思路

1、本发明的一个目的在于提出一种电缆盘悬挂输送控制方法，针对现有技术依赖人工或叉车搬运、悬挂线盘摆动碰撞、多规格状态难以统一建模以及输送节拍与目标工位不同步的问题，提出了利用受限微行程响应辨识线盘几何与悬挂动态参数标称值和边界，将联合状态沿轨道候选速度曲线传播以形成外层安全扫掠包络、允许速度包络、占用时窗和稳定交接时刻，并在包络互斥约束下联合执行任务匹配、路径选择、时窗预约、牵引升降和双吊点校正的技术方案；同时依据逐轨段预测残差更新后续包络令牌，并对工位就绪偏差、到站偏差和预约冲突执行局部重排与安全退路控制，本发明具备在多规格及参数偏差条件下维持盘体净空并使输送计划跟随生产工序的技术效果。

2、本发明提供了一种电缆盘悬挂输送控制方法，包括：

3、s1、获取待输送电缆盘、悬挂载具、悬挂轨道网络和目标工位的运行信息，执行微行程，根据微行程响应生成包含线盘几何参数以及悬挂动态参数标称值和参数边界的线盘-吊具联合状态；

4、s2、将所述悬挂轨道网络表示为有向图，将所述线盘-吊具联合状态沿候选轨段和候选速度曲线传播，生成外层安全扫掠包络、允许速度包络、包络占用时窗和最早稳定交接时刻；

5、s3、根据目标工位的任务请求和可接收时间窗，并以由所述外层安全扫掠包络确定的轨道互斥关系为约束，执行任务匹配、路径选择和轨段时窗预约，生成目标路径、轨段预约结果和目标到站时刻；

6、s4、按照所述允许速度包络和轨段预约结果控制牵引与吊具升降，根据双吊点张力差校正吊点位置，并使电缆盘实测外缘状态保持在所述外层安全扫掠包络内；

7、s5、逐轨段根据实测响应和预测响应确定预测残差，依据所述预测残差更新后续轨段的外层安全扫掠包络和占用时窗，生成包络令牌并据此局部重排受影响的轨段预约、缓存停留位置和目标到站时刻。

8、可选的，s1包括：所述运行信息包括电缆盘身份信息、视觉测得的盘缘直径和轴向宽度、悬挂载具位置、左右吊点张力、吊具升降量、电缆盘摆角和摆角变化率，以及绞线工位、成缆工位、暂存库位和装车位的任务请求与可接收时间窗；

9、根据左右吊点静态张力之和确定线盘质量初值，根据左右吊点静态张力之差与吊点间距确定重心相对于两吊点中点的横向偏移初值，以左吊点至右吊点方向为横向正方向，并将所述初值作为微行程响应辨识的初始条件；

10、进一步的，所述微行程包括在线盘被提升至安全验证位置后沿轨道方向依次执行的第一微行程和第二微行程，所述第一微行程与所述第二微行程的位移方向相反且位移幅值分别不超过安全验证位置对应的验证位移限值；

11、采集两个微行程中的载具加速度、左右吊点张力、电缆盘摆角和摆角变化率，拟合线盘摆动模型以得到线盘质量、重心横向偏移、摆动模型悬挂长度、摆动模型转动惯量和阻尼参数的标称值，将传感器量程误差与动态响应拟合残差传播至各标称值以得到对应动态参数边界，并根据视觉标定误差得到盘缘半径测量误差界和轴向半宽测量误差界。

12、可选的，s2包括：所述有向图的节点对应工位、缓存位置、道岔和轨段连接位置，所述有向图的边记录轨段长度、曲率、坡度、净空、额定载荷、道岔互斥关系和缓存容量；

13、针对候选轨段，将悬挂载具的牵引加速度和吊具升降加速度作为线盘摆动模型的输入，计算运输时域内电缆盘外缘位置集合、轨段出口摆角和摆角变化率，并由允许交接摆角及允许交接摆角变化率确定所述最早稳定交接时刻；

14、进一步的，将悬挂动态参数的标称值代入所述线盘摆动模型并叠加视觉测得的盘缘半径和轴向半宽，形成内层扫掠包络；

15、对所述动态参数边界限定的参数域执行可达集传播，将所得电缆盘外缘位置集合的并集外包络与盘缘半径测量误差界、轴向半宽测量误差界和轨段定位误差界叠加，形成所述外层安全扫掠包络；

16、分别为所述内层扫掠包络和所述外层安全扫掠包络记录占用起始时刻、占用结束时刻和允许速度上限，在道岔、交会轨段和设备接口处采用所述外层安全扫掠包络确定互斥和释放条件，在单载具独占直线轨段采用所述内层扫掠包络确定速度控制条件。

17、可选的，s3包括：按照任务优先级和任务请求产生时刻生成待分配任务序列，针对各待分配任务枚举满足额定载荷和净空条件的候选悬挂载具及候选路径；

18、将候选路径各轨段的包络占用时窗与既有包络令牌比较，排除在道岔互斥关系、交会轨段互斥关系或设备接口互斥关系下发生时间重叠的候选路径，并以目标工位可接收时间窗、最早稳定交接时刻和缓存容量限定目标到站时刻及缓存停留时长，选取任务完成时刻与预约变更量的加权和最小的候选结果作为所述轨段预约结果。

19、可选的，s4包括：根据所述允许速度包络生成牵引速度指令、牵引加速度指令和制动起点，并在吊具升降动作与轨道转弯动作时间重叠时，以所述外层安全扫掠包络对应的允许速度上限限制牵引速度；

20、根据左右吊点张力差相对于线盘总张力的比值生成吊点横向校正量，限制所述吊点横向校正量不超过吊具机械行程界，并在实测外缘状态到达所述外层安全扫掠包络边界前触发减速或停止指令。

21、可选的，s5包括：在每一已完成轨段的出口采集实测摆角、实测摆角变化率和实测左右吊点张力，将各实测量与对应预测量之差除以该实测量对应的传感器误差界与模型拟合残差界之和，得到各实测量的无量纲残差，并取各无量纲残差绝对值的最大值作为所述预测残差；

22、所述扩张阈值大于所述收缩阈值，且二者由安全验证位置的微行程响应样本在预定置信水平下的残差分位值确定；

23、进一步的，当所述预测残差大于所述扩张阈值时，将所述预测残差与所述扩张阈值的比值输入预设单调扩张映射以得到不小于一的扩张系数，以所述标称值为中心按照所述扩张系数扩大当前动态参数边界；

24、当连续预定数量的已完成轨段对应的预测残差均小于所述收缩阈值时，将各轨段预测残差中的统计上界与所述收缩阈值的比值输入预设单调收缩映射以得到大于零且小于一的收缩系数，以所述标称值为中心按照所述收缩系数缩小当前动态参数边界，所述连续预定数量由相邻轨段之间的传感器误差相关长度确定；

25、根据更新后的动态参数边界重新生成后续轨段的外层安全扫掠包络、允许速度上限和占用结束时刻；

26、进一步的，将更新后的外层安全扫掠包络、占用起始时刻、占用结束时刻、允许速度上限和对应轨段标识封装为所述包络令牌；

27、当目标工位的实际就绪时刻相对于可接收时间窗的偏差超过由目标工位握手周期确定的工位就绪偏差阈值，或悬挂载具的实际轨段到达时刻相对于目标到站时刻的偏差超过由轨段占用时窗保护间隔确定的轨段到达偏差阈值时，进入运行期异常处理，更新可接收时间窗或后续轨段占用时窗并触发局部重排；

28、当所述包络令牌与既有轨段预约发生冲突时，保持本悬挂载具所在轨段及其前方制动距离覆盖轨段的不可撤销安全预约不变，优先时移本悬挂载具的后续预约以及与其冲突且尚未进入各自制动距离覆盖轨段的载具预约，再依次切换至具备剩余容量的缓存位置和延后目标到站时刻；

29、当冲突预约均为不可撤销安全预约时，向上游载具输出停止指令并保持轨道互斥，当当前轨段不存在经验证的安全等待位置时，在所述外层安全扫掠包络约束下转移至最近可达安全等待位置，不存在可达安全等待位置时控制本悬挂载具制动停止并封锁上游轨段入口。

30、本发明的有益效果是：

31、1、通过在安全验证位置执行受限微行程并融合载具加速度、双吊点张力和摆动响应，能够针对当前电缆盘建立包含动态参数标称值、参数边界和视觉尺寸误差界的联合状态，使后续安全边界由实际载荷状态生成。

32、2、通过对参数域执行可达集传播并形成外层安全扫掠包络、速度包络和占用时窗，可将盘体外缘净空、道岔互斥和稳定交接时刻统一转换为路径预约与运动控制条件，降低悬挂摆动导致的轨段碰撞风险。

33、3、通过预测残差驱动包络令牌扩缩，并在工位就绪偏差、轨段到达偏差或预约冲突时局部调整预约、缓存位置和目标到站时刻，可在保持不可撤销安全占用的同时减少固定最大规格裕量造成的轨道能力损失。