一种智能天车调度集成管理系统的制作方法

技术特征：
1.一种智能天车调度集成管理系统，用于板坯物料的搬运调度管理，其特征在于，所述系统包括：生产信息化管理系统mes、调度管理模块、智能辅助模块及天车模块；生产信息化管理系统mes下发生产任务指令至调度管理模块，所述智能辅助模块向调度管理模块反馈用于板坯物料搬运中生产调度逻辑判断的辅助信息，调度管理模块根据生产任务指令及辅助信息，形成天车生产调度执行指令，下发至天车模块，天车模块接收调度管理模块下发的天车生产调度执行指令并执行，完成板坯物料自动化搬运任务，然后将指令执行结果反馈至调度管理模块，调度管理模块接收天车模块反馈的执行结果，调整天车生产调度执行指令。2.根据权利要求1所述的智能天车调度集成管理系统，其特征在于，所述生产信息管理系统mes下发的生产任务指令为板坯库区每天的作业计划，调度管理模块将接收到的板坯库区每天的作业计划细分，形成任务排程；所述智能辅助模块向调度管理模块反馈用于板坯物料搬运中生产调度逻辑判断的辅助信息包括：板坯数据信息及板坯库区现场安全信息，所述板坯数据信息包括：板坯id信息、板坯尺寸信息、板坯物理坐标信息；调度管理模块基于任务排程以及板坯库区的板坯id信息、板坯尺寸信息、板坯物理坐标信息及板坯库区现场安全信息，形成天车生产调度执行指令；调度管理模块接收天车模块反馈的执行结果，且当板坯数据信息发生变化时，调度管理模块更新智能辅助模块向其反馈的辅助信息，根据生产任务指令及更新的辅助信息，结合板坯库区的实际状态，调整天车生产调度执行指令。3.根据权利要求1所述的智能天车调度集成管理系统，其特征在于，所述天车模块包括天车通信单元、天车本体、防摇定位单元、天车巡航单元、夹钳状态检测单元及夹钳物料夹持检测单元；天车通信单元的一端分别与天车本体、防摇定位单元、天车巡航单元、夹钳状态检测单元及夹钳物料夹持检测单元连接，另一端与调度管理模块双向连接，天车通信单元接收调度管理模块下发的天车生产调度执行指令，所述天车生产调度执行指令包括速度调节指令、防摇定位指令、自动巡航指令、夹钳状态检测指令及夹钳物料夹持检测指令，并将指令传输至天车本体、防摇定位单元、夹钳状态检测单元、夹钳物料夹持检测单元及天车巡航单元执行，最后天车本体、防摇定位单元、夹钳状态检测单元、夹钳物料夹持检测单元及天车巡航单元的执行结果通过天车通信单元反馈至调度管理模块；天车通信单元根据速度调节指令，控制天车本体的自动运行，多天车间实现防撞和自动减速；天车巡航单元根据自动巡航指令中给定的目标坐标，将天车规划巡航至目标坐标，并通过天车通信单元将实时导航数据反馈至调度管理模块；防摇定位单元接收防摇定位指令，定位天车本体位置，根据天车本体位置及起升位置信号控制天车完成移动起吊动作，且防摇，并通过天车通信单元将实时防摇定位数据上传至调度管理模块；所述夹钳状态检测单元接收夹钳状态检测指令，检测天车的夹钳状态是否张开或闭合，并通过天车通信单元将检测的实时数据上传至调度管理模块；所述夹钳物料夹持检测单元接收夹钳物料夹持检测指令，检测天车的夹钳夹持板坯物料的结果，实现板坯物料夹取、移动及放下，并通过天车通信单元将检测的实时数据上传至调度管理模块。
4.根据权利要求3所述的智能天车调度集成管理系统，其特征在于，所述防摇定位单元内设有防摇定位控制模型、变频器及电机，所述防摇定位控制模型包括：速度控制器、控制对象模块及检测控制对象位置模块，目标位置lt作为速度控制器的输入，速度控制器与控制对象模块连接，控制对象模块的输出作为检测控制对象位置模块的输入，将当前控制对象的位置lc反馈于目标位置lt，防摇定位控制模型为一个闭环控制模型，所述控制对象模块中的控制对象为天车本体的大车或小车，设l
wind
o
w
表示控制标准阈值，l
min
表示给定减速距离，v
min
表示最小给定速度，v
max
表示最小给定速度，
△
l表示控制对象距离目标位置差值，防摇定位单元接收到防摇定位指令后，执行以下操作：s1.判断控制对象距离目标位置的差值
△
l是否满足：l
window
﹤
△
l≤l
min
，若是，计算控制对象的当前速度v，公式为：然后执行步骤s2；否则，判断控制对象距离目标位置的差值
△
l是否满足：
△
l﹥l
min
，若是，令控制对象的当前速度v取v
max
，否则，令控制对象的当前速度v取零，执行步骤s3；s2.判断控制对象的当前速度v是否满足：v≤v
min
，若是，令控制对象的当前速度v取v
min
，执行步骤s3；否则，执行步骤s3；s3.通过变频器将当前速度v转换为给定值以防摇，若变频器在启动阶段，则通过变频器斜率启动后，控制电机动作进行速度转换；若变频器未启动，则直接通过控制电机动作进行速度转换；天车巡航单元根据自动巡航指令中给定的目标坐标，基于防摇定位单元内设有的防摇定位控制模型、变频器及电机，通过电机动作，将天车规划巡航至目标坐标。5.根据权利要求3所述的智能天车调度集成管理系统，其特征在于，所述夹钳状态检测单元接收夹钳状态检测指令以及夹钳物料夹持检测单元接收夹钳物料夹持检测指令后，在夹钳下降时，触发触碰物料开关，设置信号“1”表示板坯物料与夹钳稳定接触，设置信号“0”表示板坯物料未与夹钳稳定接触；在夹钳与板坯物料稳定接触后，夹钳安全上升，达到设定高度时间超过ts秒时，若信号为“0”，则夹钳状态检测单元报警，夹钳不上升；设夹钳打开时，夹钳开闭开关信号为“1”，夹钳关闭时，夹钳开闭开关信号为“0”，若触发触碰物料开关信号为“1”且夹钳开闭开关信号为“1”，则表征物料被稳定夹住；根据天车本体是否移动，确认物料是否移动；若触发触碰物料开关信号为“0”且“夹钳开闭开关信号为“0”，则表征物料被放下。6.根据权利要求1所述的智能天车调度集成管理系统，其特征在于，所述智能辅助模块包括数据采集单元、板坯检测单元、无线通讯单元及现场安全单元；所述数据采集单元负责天车模块、调度管理模块与智能辅助模块的数据交互；所述板坯检测单元包括板坯id识别单元、板坯尺寸测量单元及板坯扫描单元，分别用于识别板坯id、测量板坯尺寸、确定板坯物理坐标，实现板坯的入库、出库数据跟踪；无线通讯单元用于管理天车模块、调度管理模块及智能辅助模块的无线交互；现场安全单元用于响应板坯库区的安全机制；板坯检测单元的板坯id识别单元、板坯尺寸测量单元及板坯扫描单元处于高温环境，板坯id识别单元、板坯尺寸测量单元及板坯扫描单元分别用于识别板坯id、测量板坯尺寸及确定板坯物理坐
标，工作过程中均采用工业相机和激光扫描设备，其中，工业相机上增加有水冷防爆装置，通过水冷方式予以降温，激光扫描设备外围增加风冷装置，通过风冷方式予以降温；板坯检测单元的板坯id识别单元、板坯尺寸测量单元及板坯扫描单元采集了板坯数据信息后，通过滤波方法将数据过滤，将选定边界外的点和异常点去除，最后基于机器识别及深度学习算法进行特征提取、id识别、尺寸测量及扫描。7.根据权利要求6所述的智能天车调度集成管理系统，其特征在于，板坯id识别单元上设有第一采集器，第一采集器包括板坯检测开关、工业相机、光源及控制器，当板坯物料通过辊道进入智能天车调度集成管理系统后，板坯检测开关被触发，板坯id识别单元的识别功能启动，基于深度学习算法，实现ocr文字识别，进行信息采集，板坯id识别单元传输至调度管理模块的数据包括：系统时间戳、板坯id号；板坯id识别单元在板坯库区入口及出口各装置一个，调度管理模块获取板坯id号后，将板坯id与生产信息化管理系统mes下发的生产任务指令进行匹配，若板坯id存在于生产信息化管理系统mes下发的生产任务指令中，则匹配计划，否则作为新增，调度管理模块将新增的计划反馈给mes，作为实绩处理，实现板坯跟踪数据闭环。8.根据权利要求6所述的智能天车调度集成管理系统，其特征在于，板坯尺寸测量单元上设有第二采集器，第二采集器包括工业相机、光源、控制器，板坯尺寸测量单元基于视野计算方法，实现板坯的长、宽、高物理尺寸测量，尺寸测量结果数据反馈至调度管理模块，包括：系统时间戳、板坯最大长度、板坯最小长度、板坯最大宽度、板坯最小宽度、板坯最大厚度及板坯最小厚度，板坯尺寸测量单元在板坯库区入口及出口各装置一个，实现板坯跟踪数据闭环。9.根据权利要求6所述的智能天车调度集成管理系统，其特征在于，板坯扫描单元上设有第三采集器，第三采集器为激光扫描仪，基于点云数据，第三采集器进行板坯特征提取，获取扫描点云数据后，进行数据过滤，将选定边界外的点和异常点去除，最后组合生成pcd文件，识别出板坯物理坐标，识别结果数据反馈给调度管理模块，包括：系统时间戳、板坯长、板坯宽及板坯中心坐标。10.根据权利要求6所述的智能天车调度集成管理系统，其特征在于，所述现场安全单元包括门禁感应器及图像采集卡，所述图像采集卡和门禁卡布置于板坯工作车间无人实施场景中的若干位置，当图像采集卡或门禁感应器采集到工作人员闯入时，调度管理模块启动安全机制，现场安全单元响安全机制，将采集到的工作人员闯入的信号发送至调度管理模块，调度管理模块根据接收到的信号启动工作机制，所述的工作机制包括普通级别和重要级别；当工作机制为普通级别时，调度管理模块进行声光报警，并在ui界面进行提示；当工作机制为重要级别时，智能天车调度集成管理系统停机，直至工作人员闯入造成的安全影响解除。

技术总结
本发明提出一种智能天车调度集成管理系统，涉及钢铁行业装备智能集成的技术领域，包括：生产信息化管理系统MES、调度管理模块、智能辅助模块及天车模块；生产信息化管理系统MES下发生产任务指令至调度管理模块，智能辅助模块向调度管理模块反馈用于逻辑判断的辅助信息，调度管理模块根据生产任务指令及辅助信息，形成天车生产调度执行指令，下发至天车模块，天车模块接收调度管理模块下发的天车生产调度执行指令并执行，完成板坯物料自动化搬运任务，然后将指令执行结果反馈至调度管理模块，调度管理模块接收天车模块反馈的执行结果，调整天车生产调度执行指令。本发明所提系统满足板坯库区自动化运行，促进企业生产智能化的发展。化的发展。化的发展。


技术研发人员：武利冲 郑正国 郑祎 邱永峰 胡馨丹
受保护的技术使用者：株洲天桥起重机股份有限公司
技术研发日：2021.10.19
技术公布日：2022/1/4