降低自動化立體倉庫堆垛機故障報警次數

張亞周 李曉岐 杜玲玲 陳志華

摘要：本文首先介紹了立體倉庫堆垛機功能和用途，接著分析了堆垛機報警現象，然后闡述解決堆垛機報警的解決方案，通過研制托盤報警檢測裝置剔除破損托盤，以此達到降低堆垛機報警次數的目的。

關鍵詞：減少? 堆垛機? 報警次數

引言：工廠物流分中心原料庫、輔料庫、成品庫三個立體高架庫，合計12臺堆垛機，堆垛機作為卷煙原輔材料、成品卷煙存儲關鍵設備。近幾年，堆垛機故障出現增多趨勢，若不能有效降低堆垛機故障率，便不能保證原輔料及時供給，會對制絲、卷包機臺生產造成影響。

1 堆垛機報警原因分析

仔細分析堆垛機故障數據發現，破損托盤引起的卷煙傾斜占堆垛機故障報警百分之八十六。三個立體高架庫托盤使用時間較長，自從投入使用至今已經十余年，一些托盤出現上表面木板脫落缺失，一些托盤出現支架松動甚至脫落的現象。卷煙原輔料和成品出入庫時，如果托盤損壞，托盤會卡在堆垛機載貨臺，引起托盤傾斜，導致整托盤原輔料和成品傾斜，甚至傾倒，不僅會造成堆垛機故障停機，還會使得原輔料和成品破損。由于上述原因引起的原輔料和成品破損情況與日俱增，解決該問題迫在眉睫。

2 研究托盤檢測裝置

近年來，物流高架庫逐漸普及應用，國內大型卷煙企業的成品庫普遍采用工業機器人進行托盤碼垛的方式進行入庫，托盤碼分機將托盤組從底部的托盤開始依次拆成單個托盤，單個托盤被放在鏈式輸送機上，其余的托盤被托盤碼分機的撥叉挑起，通過鏈式輸送機將單個托盤輸送到指定的站臺，再通過穿梭車將托盤送達碼垛通道的托盤緩存站臺，最后在到達碼垛站臺，而在托盤頻繁使用的過程中，經常出現托盤上下兩側木板不同程度損壞、木板缺失或脫落的現象，使用存在缺陷的托盤對原輔料和成品進行運輸時，嚴重影響原輔料和成品質量。因此，在進行下一輪使用前，需要對托盤上下兩側木板進行檢測，人工檢測工作量和勞動強度大，且工作效率低，針對上述問題，有必要進行改進。

經過現場觀察論證，研制一項計算機視覺技術的立體倉庫托盤檢測報警裝置。研制一種基于計算機視覺技術的立體倉庫托盤檢測報警裝置，在計算機視覺技術的基礎上，運用圖像識別技術和光電檢測技術分別對托盤上側木板和下側木板進行質量檢測，缺陷托盤檢測效率高，漏檢率低，檢測精度高，檢測結 構簡單，實施方便。

3 實施并現場驗證

該裝置在鏈式輸送機一端伸至托盤碼分機處的地面上固定有支架且支架頂部安裝有用于采集托盤上側木板圖像的圖像采集設 備，托盤碼分機機架兩側壁上設有光電傳感器，且托盤碼分機的拔叉將多個托盤托起后光電傳感器的檢測光線位于與托盤碼分機拔叉接觸的底層托盤下方，并用于檢測與托盤碼分機拔叉接觸的底層托盤下側木板，所述圖像采集設備和光電傳感器通過線路與計算機連接且計算機OP 終端與報警設備電連接。

該項計算機視覺技術的立體倉庫托盤檢測報警裝置，包括托盤碼分機和鏈式輸送機，鏈式輸送機一端伸至托盤碼分機處的地面上固定有支架，支架頂部安裝有用于采集托盤上側木板圖像的圖像采集設備，托盤碼分機機架兩側壁上設有光電傳感器，托盤碼分機的拔叉將多個托盤托起后光電傳感器的檢測光線位于與托盤碼分機拔叉接觸的底層托盤下方，并用于檢測與托盤碼分機拔叉接觸的底層托盤下側木板，圖像采集設備和光電傳感器通過線路與計算機連接且計算機的OP終端與報警設備電連接。該項基于計算機視覺技術的立體倉庫托盤檢測報警裝置，圖像采集設備為攝像頭，支架為U形結構的雙桿支架，且支架采用鋁合金材料制成，支架開口朝下固定于地面上，且安裝于支架上端橫桿上并位于托盤碼分機上方的攝像頭距地面2000-2400cm。 該裝置采用的光電傳感器選用CH-8501鏡面反射式傳感器，托盤碼分機機架兩側 內壁上安裝有三組光電傳感器且三組光電傳感器的檢測光線與托盤下側木板上 的三個板條上下位置依次對應，并位于鏈式輸送機上的托盤和與托盤碼分機拔叉接觸的底層托盤之間。該裝置的托盤碼分機機架兩側壁上制有長方形孔且長方形孔上方的托盤碼分機機架側壁上制有螺紋孔，L形支架的檢測安裝面穿過長方形孔伸至托盤碼分機機架內側且光電傳感器位置可調式安裝于檢測安裝面上，螺栓穿過L形支架固定面上的條形孔與螺紋孔旋合后將L形支架位置可調式固定于托盤碼分機機架側壁上。該裝置使用的報警設備為聲光報警器且聲光報警器與計算機OP終端電連接后由計算機根據托盤上側木板或下側木板的檢測結果控制聲光報警器報警。

計算機視覺技術的立體倉庫托盤檢測報警裝置，包括托盤碼分機和鏈式輸送機，鏈式輸送機一端伸至托盤碼分機處的地面上固定有支架且支架頂部安裝有用于采集托盤上側木板圖像的圖像采集設備，所述托盤碼分機機架兩側壁上設有光電傳感器，且托盤碼分機的拔叉將多個托盤托起后光電傳感器的檢測光線位于與托盤碼分機拔叉接觸的底層托盤下方，并用于檢測與托盤碼分機拔叉接觸的底層托盤下側木板，所述圖像采集設備和光電傳感器通過線路與計算機連接且計算機的OP終端與報警設備電連接。 圖像采集設備為攝像頭，支架為U形結構的雙桿支架，且支架采用鋁合金材料制成，所述支架開口朝下固定于地面上，且安裝于支架上端橫桿上并位于托盤碼分機上方的攝像頭距地面2000-2400cm。光電傳感器選用CH-8501鏡面反射式傳感器，托盤碼分機機架兩側內壁上安裝有三組光電傳感器且三組光電傳感器的檢測光線與托盤下側木板上的三個板條上下位置依次對應，并位于鏈式輸送機上的托盤和與托盤碼分機拔叉接觸的底層托盤之間。 托盤碼分機機架兩側壁上制有長方形孔且長方形孔上方的托盤碼 分機機架側壁上制有螺紋孔，L形支架的檢測安裝面穿過長方形孔伸至托盤碼分機機架內側且光電傳感器位置可調式安裝于檢測安裝面上，螺栓穿過L形支架固定面上的條形孔與螺紋孔旋合后將L形支架位置可調式固定于托盤碼分機機架側壁上。報警設備為聲光報警器且聲光報警器與計算機OP終端電連接后由計算機根據托盤上側木板或下側木板的檢測結果控制聲光報警器報警。

結束語

此項檢測運用圖像識別技術和光電檢測技術分別對托盤上側木板和下側木板進行質量檢測，缺陷托盤檢測效率高，漏檢率低，檢測精度高，檢測結構簡單，實施方便。此項檢測采用鋁合金材料制成的U形結構的雙桿支架安裝攝像頭，較單桿支架穩定性好，消除拍攝過程中攝像頭嚴重抖動的現象，保證了攝像頭拍攝圖像的效果，質量輕，滿足托盤碼分機的承載要求; 此項檢測根據托盤上側木板或下側木板的檢測結果采用現場計算機直接控制聲光報警器，不通過現場PLC控制報警，不受現場設備信號的干擾，執行效率高，準確率高，響應速度快，不影響現場PLC的其它功能; 此項檢測利用托盤被托盤碼分機的拔叉托起時（即多個托盤處于懸空狀態 時）最底層托盤下方存在間隙的條件，采用光電傳感器對最底層托盤的下側木板進行質量 檢測，有效解決了托盤下側木板無檢測條件或檢測失效的現象。

參考文獻：

[1]《物流立體倉庫堆垛機維護保養手冊》

[2]《物流立體倉庫堆垛機使用說明書》

[3] 深圳市今天國際物流技術股份有限公司

（陜西中煙工業有限責任公司寶雞卷煙廠; 陜西 寶雞 721000）（深圳市今天國際物流技術股份有限公司; 廣東 深圳 518000）