降低自动化立体仓库堆垛机故障报警次数

张亚周 李晓岐 杜玲玲 陈志华

摘要：本文首先介绍了立体仓库堆垛机功能和用途，接着分析了堆垛机报警现象，然后阐述解决堆垛机报警的解决方案，通过研制托盘报警检测装置剔除破损托盘，以此达到降低堆垛机报警次数的目的。

关键词：减少  堆垛机  报警次数

引言：工厂物流分中心原料库、辅料库、成品库三个立体高架库，合计12台堆垛机，堆垛机作为卷烟原辅材料、成品卷烟存储关键设备。近几年，堆垛机故障出现增多趋势，若不能有效降低堆垛机故障率，便不能保证原辅料及时供给，会对制丝、卷包机台生产造成影响。

1 堆垛机报警原因分析

仔细分析堆垛机故障数据发现，破损托盘引起的卷烟倾斜占堆垛机故障报警百分之八十六。三个立体高架库托盘使用时间较长，自从投入使用至今已经十余年，一些托盘出现上表面木板脱落缺失，一些托盘出现支架松动甚至脱落的现象。卷烟原辅料和成品出入库时，如果托盘损坏，托盘会卡在堆垛机载货台，引起托盘倾斜，导致整托盘原辅料和成品倾斜，甚至倾倒，不仅会造成堆垛机故障停机，还会使得原辅料和成品破损。由于上述原因引起的原辅料和成品破损情况与日俱增，解决该问题迫在眉睫。

2 研究托盘检测装置

近年来，物流高架库逐渐普及应用，国内大型卷烟企业的成品库普遍采用工业机器人进行托盘码垛的方式进行入库，托盘码分机将托盘组从底部的托盘开始依次拆成單个托盘，单个托盘被放在链式输送机上，其余的托盘被托盘码分机的拨叉挑起，通过链式输送机将单个托盘输送到指定的站台，再通过穿梭车将托盘送达码垛通道的托盘缓存站台，最后在到达码垛站台，而在托盘频繁使用的过程中，经常出现托盘上下两侧木板不同程度损坏、木板缺失或脱落的现象，使用存在缺陷的托盘对原辅料和成品进行运输时，严重影响原辅料和成品质量。因此，在进行下一轮使用前，需要对托盘上下两侧木板进行检测，人工检测工作量和劳动强度大，且工作效率低，针对上述问题，有必要进行改进。

经过现场观察论证，研制一项计算机视觉技术的立体仓库托盘检测报警装置。研制一种基于计算机视觉技术的立体仓库托盘检测报警装置，在计算机视觉技术的基础上，运用图像识别技术和光电检测技术分别对托盘上侧木板和下侧木板进行质量检测，缺陷托盘检测效率高，漏检率低，检测精度高，检测结 构简单，实施方便。

3 实施并现场验证

该装置在链式输送机一端伸至托盘码分机处的地面上固定有支架且支架顶部安装有用于采集托盘上侧木板图像的图像采集设 备，托盘码分机机架两侧壁上设有光电传感器，且托盘码分机的拔叉将多个托盘托起后光电传感器的检测光线位于与托盘码分机拔叉接触的底层托盘下方，并用于检测与托盘码分机拔叉接触的底层托盘下侧木板，所述图像采集设备和光电传感器通过线路与计算机连接且计算机OP 终端与报警设备电连接。

该项计算机视觉技术的立体仓库托盘检测报警装置，包括托盘码分机和链式输送机，链式输送机一端伸至托盘码分机处的地面上固定有支架，支架顶部安装有用于采集托盘上侧木板图像的图像采集设备，托盘码分机机架两侧壁上设有光电传感器，托盘码分机的拔叉将多个托盘托起后光电传感器的检测光线位于与托盘码分机拔叉接触的底层托盘下方，并用于检测与托盘码分机拔叉接触的底层托盘下侧木板，图像采集设备和光电传感器通过线路与计算机连接且计算机的OP终端与报警设备电连接。该项基于计算机视觉技术的立体仓库托盘检测报警装置，图像采集设备为摄像头，支架为U形结构的双杆支架，且支架采用铝合金材料制成，支架开口朝下固定于地面上，且安装于支架上端横杆上并位于托盘码分机上方的摄像头距地面2000-2400cm。 该装置采用的光电传感器选用CH-8501镜面反射式传感器，托盘码分机机架两侧 内壁上安装有三组光电传感器且三组光电传感器的检测光线与托盘下侧木板上 的三个板条上下位置依次对应，并位于链式输送机上的托盘和与托盘码分机拔叉接触的底层托盘之间。该装置的托盘码分机机架两侧壁上制有长方形孔且长方形孔上方的托盘码分机机架侧壁上制有螺纹孔，L形支架的检测安装面穿过长方形孔伸至托盘码分机机架内侧且光电传感器位置可调式安装于检测安装面上，螺栓穿过L形支架固定面上的条形孔与螺纹孔旋合后将L形支架位置可调式固定于托盘码分机机架侧壁上。该装置使用的报警设备为声光报警器且声光报警器与计算机OP终端电连接后由计算机根据托盘上侧木板或下侧木板的检测结果控制声光报警器报警。

计算机视觉技术的立体仓库托盘检测报警装置，包括托盘码分机和链式输送机，链式输送机一端伸至托盘码分机处的地面上固定有支架且支架顶部安装有用于采集托盘上侧木板图像的图像采集设备，所述托盘码分机机架两侧壁上设有光电传感器，且托盘码分机的拔叉将多个托盘托起后光电传感器的检测光线位于与托盘码分机拔叉接触的底层托盘下方，并用于检测与托盘码分机拔叉接触的底层托盘下侧木板，所述图像采集设备和光电传感器通过线路与计算机连接且计算机的OP终端与报警设备电连接。 图像采集设备为摄像头，支架为U形结构的双杆支架，且支架采用铝合金材料制成，所述支架开口朝下固定于地面上，且安装于支架上端横杆上并位于托盘码分机上方的摄像头距地面2000-2400cm。光电传感器选用CH-8501镜面反射式传感器，托盘码分机机架两侧内壁上安装有三组光电传感器且三组光电传感器的检测光线与托盘下侧木板上的三个板条上下位置依次对应，并位于链式输送机上的托盘和与托盘码分机拔叉接触的底层托盘之间。 托盘码分机机架两侧壁上制有长方形孔且长方形孔上方的托盘码 分机机架侧壁上制有螺纹孔，L形支架的检测安装面穿过长方形孔伸至托盘码分机机架内侧且光电传感器位置可调式安装于检测安装面上，螺栓穿过L形支架固定面上的条形孔与螺纹孔旋合后将L形支架位置可调式固定于托盘码分机机架侧壁上。报警设备为声光报警器且声光报警器与计算机OP终端电连接后由计算机根据托盘上侧木板或下侧木板的检测结果控制声光报警器报警。

结束语

此项检测运用图像识别技术和光电检测技术分别对托盘上侧木板和下侧木板进行质量检测，缺陷托盘检测效率高，漏检率低，检测精度高，检测结构简单，实施方便。此项检测采用铝合金材料制成的U形结构的双杆支架安装摄像头，较单杆支架稳定性好，消除拍摄过程中摄像头严重抖动的现象，保证了摄像头拍摄图像的效果，质量轻，满足托盘码分机的承载要求; 此项检测根据托盘上侧木板或下侧木板的检测结果采用现场计算机直接控制声光报警器，不通过现场PLC控制报警，不受现场设备信号的干扰，执行效率高，准确率高，响应速度快，不影响现场PLC的其它功能; 此项检测利用托盘被托盘码分机的拔叉托起时（即多个托盘处于悬空状态 时）最底层托盘下方存在间隙的条件，采用光电传感器对最底层托盘的下侧木板进行质量 检测，有效解决了托盘下侧木板无检测条件或检测失效的现象。

参考文献：

[1]《物流立体仓库堆垛机维护保养手册》

[2]《物流立体仓库堆垛机使用说明书》

[3] 深圳市今天国际物流技术股份有限公司

（陕西中烟工业有限责任公司宝鸡卷烟厂; 陕西 宝鸡 721000）（深圳市今天国际物流技术股份有限公司; 广东 深圳 518000）