铜电解桥式起重机的控制方法及系统与流程

本发明涉及有色冶金技术领域，尤其涉及一种铜电解桥式起重机的控制方法及系统。

背景技术：

桥式起重机又称行车、天车，是现代工业生产中不可或缺的一种起重搬运工具，主要用于各种物料的起重、搬运、装卸等。在工厂、矿山、港口、桥梁、水电站、建筑工地、仓库等各个生产部门中，都得到了广泛应用。本发明公开的起重机为铜电解专用桥式起重机，是铜电解车间的阴阳极板的搬运设备。其主要由大车、小车和提升设备组成，其中大车在水平方向上做横向运行、小车做纵向运动、提升吊具在竖直方向上运动。在铜电解车间，阴阳极板电解周期一定，电解周期终结时，铜电解专用桥式起重机要能准确到达给定的目标位置完成极板出装槽作业。

传统的起重机，操作工须手动操作到达指定槽位，并进行对大小车位置进行微调以便于在定位误差范围内，然后使吊具下放进行出装槽作业，更换下一目标又需人工操作。在手动操作过程中，操作工须经验丰富，目测避开作业死区。在整个的作业过程中，行车工精神必须高度集中且操作动作频繁，工作强度和压力很大，且容易误操作，安全性不高。因此在现有的硬件基础上，迫切需要提高国产铜电解专用桥式起重机的自动化水平，对减轻操作人员的工作强度，降低企业的投资负担，提高生产效益具有重要意义。

技术实现要素：

本发明目的在于公开一种铜电解桥式起重机的控制方法及系统，以便于铜电解桥式起重机自动运行。

为实现上述目的，本发明公开一种铜电解桥式起重机的控制方法，包括：

获取目标任务，自动给定该目标任务所分别对应的大车和小车的目标位置；

在当前任务结束后，分别获取大车和小车的当前位置；

根据大车和小车各自的目标位置和当前位置从规划的路径中搜索对应的作业路线，根据该作业路线以及该目标任务所对应的工作模式、负载类型、作业模式和作业类型进行桥式起重机的控制，所述控制包括大小车的联动。

为实现上述目的，本发明还公开一种铜电解桥式起重机的控制系统，包括：

第一模块，用于获取目标任务，自动给定该目标任务所分别对应的大车和小车的目标位置；

第二模块，用于在当前任务结束后，分别获取大车和小车的当前位置；

第三模块，用于根据大车和小车各自的目标位置和当前位置从规划的路径中搜索对应的作业路线，根据该作业路线以及该目标任务所对应的工作模式、负载类型、作业模式和作业类型进行桥式起重机的控制，所述控制包括大小车的联动。

本发明具有以下有益效果：

可以根据铜电解的工艺流程以及桥式起重机的作业规律划分目标，并基于目标进行自动控制，该控制方式使得本发明可根据工作模式、负载类型、作业模式和作业类型的不同自动进行差异化的桥式起重机的控制，并确定大小车联动的路径，确保了整个系统运行的有序性、可靠性和稳定性，极大提高了铜电解专用桥式起重机的自动化水平。

下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明实施例的铜电解专用桥式起重机单循环自动运行流程示意图；

图2是本发明实施例的铜电解专用桥式起重机列循环自动运行流程示意图；

图3是本发明实施例的铜电解专用桥式起重机自动运行小循环1流程图；

图4是本发明实施例的铜电解专用桥式起重机自动运行小循环2流程图；

图5是本发明实施例的铜电解专用桥式起重机自动运行单循环和列循环流程图；

图6是本发明实施例的铜电解专用桥式起重机路径规划示意图；

图7是本发明实施例的铜电解桥式起重机的控制方法的主旨流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例1

铜电解车间阴阳极板电解周期一定，周期终结时，铜电解专用桥式起重机要迅速完成电解槽极板更新工作，主要来回运行于地面机组区和电解槽区之间。本发明实施例首先根据铜电解的工艺流程，规划铜电解专用桥式起重机的工作模式、负载类型、作业模式、作业类型。

可选的，本发明实施例对工作模式、负载类型、作业模式、作业类型的划分如下：

工作模式包括手动和自动两种模式；

负载类型视具体情况可包括阴极、阳极56块及阳极58块三种类型，负载类型不同，吊具的特定结构会有不同的动作；其中，负载类型指的是起重机吊具起吊和下放的整槽的极板类型和数量，电解槽两侧的两块阳极板电解速度较慢，故在电解周期内存在起吊或下放阳极板存在相隔两块的区别，负载类型由实际单个电解槽的阴阳极板数量(例如56,58)不同而不同；

作业模式包括单循环模式和列循环模式；

作业类型包括只出槽、只装槽和出装槽三种作业类型，并按照桥式起重机的作业类型及路径规划自动给定各作业类型的目标。

如图1所示，完成一次单循环模式下的出装槽作业，起重机需要先后定位到达四个目标，经历三次目标转换。实现起重机自动运行的关键是实现其目标的自动转换，设定目标1、目标2、目标3、目标4，共四个目标，switch_target1、switch_target2、switch_target3三个目标转换标志位如图1所示。其中，各目标的划分是按照桥式起重机的作业规律及其位置移动关系而规划各作业类型的目标；以阴极板的出装槽为例，较佳的，从当前位置到达目标电解槽起吊阴极为目标1，将阴极板搬运至阴极剥洗机组为目标2，下放阴极板后，转至阴极准备机组为目标3，最后将新的阴极母版吊运至电解槽装槽参与电解为目标4；其中阳极板的作业类型与阴极板类似，不做赘述。

在上述作业模式规划的目标下，起重机每到达一个目标，完成作业，自动将目标转换标志位置位，使下一个目标自动给定，直到本次作业任务完成。当更换到只出槽作业模式时，起重机的目标自动跳转至目标3，进行定位作业，完成后将switch_target3置位，则起重机目标自动转换至目标4，完成作业后则当前的出槽任务完成。装槽作业类型下起始目标从目标1开始，结束于目标2。图3、图4为起重机在出装槽过程中的一系列动作流程图，其中图3是桥式起重机的入槽作业部分动作，图4是桥式起重机的出槽作业时部分动作。实际上，本方法设定流程的只装槽和只出槽类型的作业任务为出装槽作业任务的前后两部分，流程清晰，便于作业类型的更换时目标的跳转，大大简化了控制程序的编写和便于后期的功能扩展。

此外，在生产稳定，起重机正常作业的情况下，起重机的作业路线、目标是非常规律的，但不能排除非正常作业的情况。故起重机在非作业过程中会出现作业目标的临时改变，在这种情况下，设定跳转标志位clear_task，当需要临时改变目标时，操作人员可以手动重新给定新的目标槽位，使自动运行程序进行初始化，使程序重新跳转至起始步运行，则起重机从当前位置转至新的目标作业。

为了进一步减轻操作人员的工作强度、提高作业效率，本实施例提出了列循环的作业模式，作业流程如图2所示。相对于单循环作业针对单槽作业，在该种模式下，铜电解专用桥式起重机可以自动对一列槽进行只出槽、只装槽或出装槽作业。该作业模式以单循环模式为基础，当操作人员选择一列槽时，程序自动设定一列槽的起始槽号initial_no和终端槽号terminal_no，在它们之间自动进行循环直至给定槽号大于终端槽号terminal_no，则结束此次的列循环作业。在作业过程中，也可以在大小车运行过程中或定位完成时，人工对跳转标志位clear_task置位，临时更改目标槽位。

实现自动运行的单循环和列循环作业流程图如图5所示。如图所示，在完成一次只装槽、出装槽或只出槽任务时判断下一目标所对应的作业模式。其中，图中对目标的赋值包括但不限于对该目标关联的目标位置、工作模式、负载类型、作业模式和作业类型等信息进行赋值。

本实施例中，铜电解车间包括电解槽区和地面机组区两个区域，铜电解专用桥式起重机来回于这两个区域之间作业。在机组区的剥洗机组，有工业机器人的机械手臂作业，并且有一段伸出位置较高的洗涤管道，在该区域，起重机不允许进入，须绕行该区域，以免发生碰撞事故。为此，在本实施例中，在初期手动操作，配合地面人员观察，根据大小车的激光测距仪划定起重机的作业死区的边界，其范围视车间具体布局而定。举例如下：

本发明实施例的作业死区划分及车间布局如图6所示。绿色部分为电解槽面区，共有6组4列每列15槽共计360个电解槽槽，左边为地面机组区，包括阴极剥洗机组、阴极准备机组、残极洗涤机组、阳极准备机组1和2以及阳极和阴极准备架。起重机往返于电解槽区的A、B组与阳极准备机组2或部分阳极准备架之间时，需进行路径规划绕过作业死区。

路径规划的依据是在保证安全绕行作业死区的前提下，根据起重机大小车的当前位置和目标位置，尽可能使大小车联动到达目标位置，从而提高作业效率。其路径规划情况如下：

A、当大车目标位置在电解槽面区，当前位置在电解槽面区，则大小车联动到达目标位置。

B、当大车的目标位置在电解槽面区，当前位置在地面机组区，小车目标位置和当前位置均在虚线区域下方，则大小车联动到达目标。

C、当大车目标位置在电解槽面区，当前位置在地面机组区，小车目标位置在虚线区域下方，当前位置在虚线区域上方，则大小车联动到达临时目标点1，再联动到达预设目标。

D、当大车目标位置在电解槽面区，当前位置在地面机组区，小车目标位置在虚线区域上方，当前位置在虚线区域下方，则大小车联动到达临时目标点2，再联动到达预设目标。

E、当大车目标位置在电解槽面区，当前位置在地面机组区，小车目标位置在虚线区域上方，当前位置在虚线区域上方，则大小车联动到达临时目标点1，小车待大车运动至临时目标点2后，大小车联动至预定目标位置。

F、当大车目标位置在地面机组区，当前位置在电解槽面区，小车目标位置和当前位置均在虚线区域下方，则大小车联动到达目标。

G、当大车目标位置在地面机组区，当前位置在电解槽面区，小车目标位置在虚线区域下方，当前位置虚线区域上方，则大小车先联动到达临时目标点2，再联动到达预定目标位置。

H、当大车目标位置在地面机组区，当前位置在电解槽面区，小车目标位置在虚线区域上方，当前位置虚线区域下方，则大小车先联动到达临时目标点1，再联动到达预定目标位置。

I、当大车目标位置在地面机组区，当前位置在电解槽面区，小车目标位置和当前位置均在虚线区域上方，则大小车联动到达临时目标点2，小车待大车运动至临时目标点1后，大小车联动至预定目标位置。

综上，本领域的技术人员可知：

本实施例公开的铜电解桥式起重机的控制方法，如图7所示，包括：

步骤S1、获取目标任务，自动给定该目标任务所分别对应的大车和小车的目标位置。

步骤S2、在当前任务结束后，分别获取大车和小车的当前位置。

步骤S3、根据大车和小车各自的目标位置和当前位置从规划的路径中搜索对应的作业路线，根据该作业路线以及该目标任务所对应的工作模式、负载类型、作业模式和作业类型进行桥式起重机的控制，所述控制包括大小车的联动、吊具及接液盘的控制。其中，该步骤所述的“规划的路径”即桥式起重机大车及小车所能流经的所有位置的作业路线总和，换言之，即所有目标的所有作业线路的总和，而本实施例针对具体目标所对应的某段作业路线搜索，其与高德及百度地图导航等功能实现机理大体类似，不同之处主要在于，对应如图6所示的A至I多种情况，本发明要联合大车和小车各自的当前位置及目标位置进行具体确定；同时，此种实现方式也提升了对桥式起重机联动精度的控制，并且为后续对死区的规避提供了更多的空间自由度，具体如，扩大了对规避死区的临时目标点的可设置区域范围。

可选的，在该步骤S3中，该作业类型包括只出槽、只装槽和出装槽三种作业类型，并按照桥式起重机的作业规律及其位置移动关系规划各作业类型的目标，优选的，在目标和目标之间设定相应的目标转换标志位，并设有跳转标志位供用户临时改动目标以切换到初始化。另一方面，作业模式可包括单循环模式和列循环模式，并在完成一次只装槽、出装槽或只出槽任务时判断下一目标所对应的作业模式；工作模式可包括手动和自动两种模式，负载类型可包括阴极、阳极56块及阳极58块三种类型。其中，具体进行桥式起重机的控制可参照上述图1至图6，在此不做赘述。

优选的，在事先规划的路径中，可通过激光测距仪划定地面机组区的作业死区范围，在地面机组区设定临时目标点，以满足在起重机大小车联动的情况下，自动避开作业死区。

实施例2

与上述方法实施例相对应的，本实施例还公开一种铜电解桥式起重机的控制系统，其特征在于，包括：

第一模块，用于获取目标任务，自动给定该目标任务所分别对应的大车和小车的目标位置；

第二模块，用于在当前任务结束后，分别获取大车和小车的当前位置；

第三模块，用于根据大车和小车各自的目标位置和当前位置从规划的路径中搜索对应的作业路线，根据该作业路线以及该目标任务所对应的工作模式、负载类型、作业模式和作业类型进行桥式起重机的控制，所述控制包括大小车的联动、吊具及接液盘的控制，实现铜电解桥式起重机自动安全地运行。

在该系统中，优选的，在事先规划的路径中，通过激光测距仪划定地面机组区的作业死区范围，并按照起重机的作业规律，在地面机组区设定临时目标点，以满足在起重机大小车联动的情况下，自动避开作业死区。

在该系统中，可选的，上述作业类型包括只出槽、只装槽和出装槽三种作业类型，并按照桥式起重机的作作业类型及路径规划自动给定相应的目标；较佳的，该系统将只装槽和只出槽类型的作业任务设置出装槽作业任务的前后两部分；并在目标和目标之间设定相应的目标转换标志位，且设有跳转标志位供用户临时改动目标以切换到初始化。另一方面，上述作业模式可包括单循环模式和列循环模式，并在完成一次只装槽、出装槽或只出槽任务时判断下一目标所对应的作业模式；上述工作模式可包括手动和自动两种模式，上述负载类型可包括阴极、阳极56块以及阳极58块三种类型。

综上，本发明实施例所公开的铜电解桥式起重机的控制方法及系统，可以根据铜电解的工艺流程以及桥式起重机的作业规律划分目标，并基于目标进行控制，该控制方式使得本发明可根据工作模式、负载类型、作业模式和作业类型的不同自动进行差异化的桥式起重机的控制，并确定大小车联动的路径，确保了整个系统运行的有序性、可靠性和稳定性,极大提高了铜电解专用桥式起重机的自动化水平。

此外，本发明规划的作业模式和作业类型，简化了操作逻辑；面向铜电解车间的阴阳极板搬运作业，在长达几百米的电解车间的电解槽区和地面机组区之间进行自动快速地吊运极板，大大减轻了操作人员的工作强度，提高了企业的生产效益；针对铜电解专用起重机的路径规划中设定的临时目标点，使起重机的大小车各自达到目标位置之前始终处于联动状态，且自动避开作业死区，既提高了起重机的作业效率，又提高了起重机作业的安全性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。