Senzorul laser în poziționarea auxiliară a bibliotecii stereo, cu caracteristici de înaltă precizie, măsurare fără contact, rezistență puternică la interferențe și altele, a devenit una dintre tehnologiile de bază pentru îmbunătățirea eficienței și preciziei automatizării depozitului. Aplicația sa se desfășoară în întregul proces de depozitare, manipulare și recuperare a mărfurilor, iar următoarele sunt descrise în scenarii specifice de aplicare, principii tehnice, arhitectură de sistem și avantaje:

Scenarii de bază de aplicare

În depozitele stereo înalte (depozite stereo automatizate), senzorul laser este în principal asistatstivuitoare, navete, AGVPentru poziționarea precisă a dispozitivelor, scenariile specifice includ:

1. Poziționare orizontală/verticală

• Orizontală: instalați un senzor de distanță cu laser (de exemplu, un senzor de deplasare cu laser) pe ambele părți ale aleei de raft sau lângă calea stivuitorului, măsurați distanța dintre stivuitorul și punctul de început / sfârșit al aleei în timp real și calibrați poziția în combinație cu datele codificatorului pentru a vă asigura că stivuitorul se află cu precizie la poziția țintă (eroarea poate fi controlată într-un interval de ± 1 mm).

• Direcția verticală: măsurați înălțimea platformei de ridicare a stivuitorului prin senzori laser pentru a ajuta la poziționarea mărfurilor în stratul vertical al raftului și pentru a evita coliziunile sau depozitarea greșită a mărfurilor cauzate de erorile de transmisie mecanică.

2. Identificarea şi calibrarea mărfurilor

• Atunci când o mașină de stivuire prinde o marfă, senzorul de profil laser (senzorul laser liniar) scanează profilul mărfurilor, recunoaște deplasarea mărfurilor pe paletă (de exemplu, stânga-dreapta, față și spate) și oferă feedback sistemului de control pentru a regla poziția brațului robotic sau a furculiței pentru a asigura o prindere fără probleme.

• Pentru mărfuri neregulare, cum ar fi pachete exotice, senzorii laser reconstruiesc modelul mărfurilor prin intermediul datelor din norul de puncte tridimensional, ajutând sistemul să determine poziția și poziția optime de depozitare.

3. Testarea rafturilor și locurilor de încărcare

• Radarul laser (laser multi-linie) este instalat în partea superioară sau laterală a stifilorului pentru a scana structura completă a rafturilor, pentru a detecta dacă locurile sunt goale, dacă există reședințe de marfă sau deformări ale rafturilor, pentru a evita erorile de depozitare cauzate de o evaluare greșită a stării locurilor (de exemplu, depozitare duplică, preluare goală).

• În timpul inițializării depozitului sau întreținerii periodice, senzorul laser colectează rapid coordonatele 3D ale tuturor locurilor de încărcare și generează hărți digitale ale rafturilor pentru a furniza date de referință pentru poziționarea ulterioară.

4. Navigație și oprire pe traseul AGV/navete

• Navigația cu laser AGV emite fascicul laser prin intermediul senzorului laser de sus, scanează placa reflectantă (cod 2D / logo reflectant) pe sol sau pe coloane, calculează distanța și unghiul de la logo și realizează urmărirea traseului la nivel de centimetri și ancorarea la locuri (de exemplu, transportoare de acoperire, acces la bibliotecă).

• În timp ce naveta se deplasează între straturile rafturilor, senzorii laser detectează în timp real distanța de la stâlpul raftului, ajutând la corectarea direcției de mers și la prevenirea coliziunilor cauzate de deviațiile orbitale.

Principiul tehnic și modalitatea de poziționare

Senzorii cu laser sunt poziționați în biblioteca stereo prin următoarele tehnologii:

1. Distanța cu laser (ToF/Triangulară)

• Timpul de zbor (ToF)Aplicabil pentru poziționarea la distanțe medii și lungi (cum ar fi distanța de mișcare orizontală a stivuitorului, măsurarea înălțimii rafturilor), prin calculul diferenței de timp dintre impulsul laser și senzorul de reflecție, obținerea directă a datelor de distanță (formula: distanță = viteza luminii × diferența de timp / 2), precizie de până la ± 5 mm, acoperire de 0,5-100 de metri.

• TriangularăAplicabil pentru poziționarea de înaltă precizie la distanțe scurte (cum ar fi detectarea deplasării mărfurilor, acoperirea aproape a AGV), distanța este calculată prin intermediul relației geometrice triunghiulare a punctului de reflecție laser la suprafața obiectului și a lentilei primite de senzor, precizia poate ajunge la ± 0,1 mm, gama de obicei la 0,1-1 m.

2. Scanarea conturului cu laser

• Senzorul laser de linie emite o rază laser care vizează suprafața obiectului, capturează deformația luminii reflectate prin intermediul camerei CMOS / CCD, generează date de contur al secțiunii obiectului (contur bidimensional), combinând traseul de mișcare al echipamentului cu un nor de puncte tridimensional pentru a identifica forma, dimensiunea și deplasarea poziției mărfurilor.

3. Navigaţie cu laser şi poziţionare a panourilor reflectoare

• AGV-urile sau navetele emit laser în jurul lor prin intermediul unui emitător laser, iar atunci când laser-ul se întâlnește cu o placă reflectantă predefinită (material cu reflectivitate ridicată), lumina reflectantă este capturată de receptor și se calculează poziția absolută în sistemul de coordonate al depozitului prin măsurarea unghiurilor și distanțelor dintre mai multe placi reflectante, în combinație cu coordonatele predefinite (similar principiului de localizare GPS).

Arhitectura sistemului și fluxul de lucru

Sistemele de poziționare asistată cu senzori laser sunt, de obicei, compuse din următoarele părți care îndeplinesc sarcinile de poziționare în colaborare:

1. Stratul hardware

• Senzor laser: alegeți senzorul ToF, senzorul de distanță triunghiular, senzorul de contour laser linear sau radarul laser în funcție de scenă.

• Echipament de executare: stivuitoare, AGV、 Autovehiculele de navetă sunt echipate cu senzori și module de conducere.

• Sistem de control: PLC (Controlor Logic Programabil) sau calculator industrial, care primește datele senzorului și emite instrucțiuni de control.

• Module de comunicare: transmiterea datelor pentru senzori și sisteme de control prin intermediul Ethernet, Wi-Fi sau autobuz industrial, cum ar fi Profinet.

2. Nivelul software

• Algoritmul de prelucrare a datelor: filtrează datele brute ale senzorului laser (distanță, contur, nor de puncte), reducerea zgomotului, extragerea caracteristicilor, excluderea coloanelor de raft, praful, lumina și alte interferențe.

• Algoritmul de poziționare: combină datele senzorului cu parametrii de mișcare ai dispozitivului (cum ar fi viteza, accelerația) pentru a optimiza rezultatele de poziționare prin filtrul Kalman, filtrul de particule și alți algoritmi pentru a îmbunătăți stabilitatea.

• Sistemul de vizualizare: datele de poziționare, starea încărcăturii și trajectoria echipamentului sunt afișate în timp real în interfața de monitorizare pentru a facilita monitorizarea operatorului.

3. Fluxul de lucru tipic (ca exemplu stocul de stivuitoare)

• Sistemul de control primește instrucțiunile de stocare pentru a determina coordonatele poziției ținte (X: poziția orizontală, Y: înălțimea stratului).

• Se pornește stivuitorul, senzorul laser orizontal transmite feedback în timp real la poziția curentă, în contrast cu coordonatele X ale țintei, controlând încetinirea motorului și ancorarea precisă.

• Senzorul laser vertical măsoară înălțimea platformei de ridicare și se ajustează la stratul Y țintă, în timp ce senzorul laser linear scanează marfa pentru a confirma că poziția de prelucrare nu este deplasată.

• Furcule sunt întinse, mărfurile sunt depozitate în locul de încărcare, radarul laser scanează locul de încărcare, confirmă depozitarea în loc (fără evidență sau eroare), finalizează sarcina.

Avantajele față de metodele tradiționale de poziționare

V. Atenţii la aplicarea practică

1. Instalarea calibrăriiSenzorul laser trebuie fixat cu precizie pentru a evita abaterile de măsurare cauzate de vibrații; Calibrați în mod regulat distanța de referință de la panoul reflector / raftul pentru a vă asigura că sistemul de coordonate este consistent.
2. Adaptare la mediu : în depozitul multi-praf, selectați senzorul de clasă industrială cu capac de praf; În mediile cu temperaturi ridicate, cum ar fi depozitele de uscare a alimentelor, trebuie să vă asigurați că intervalul de temperatură de lucru al senzorului se potrivește.
3. Integrarea datelorÎmbunătățirea în continuare a fiabilității de localizare prin intermediul convergenței de date din surse multiple (de exemplu, verificarea dublă a poziției mărfurilor cu laser + vizualizare).

Rezumat

Prin măsurarea distanței de înaltă precizie, recunoașterea profilului tridimensional și caracteristicile de rezistență la interferențe, senzorii laser oferă un suport tehnic stabil și fiabil pentru poziționarea echipamentelor și detectarea mărfurilor în depozitele stereo-înalte, îmbunătățind semnificativ eficiența, precizia și siguranța automatizării depozitului. Odată cu scăderea costurilor tehnologiei laser și optimizarea algoritmului, aplicațiile acesteia în depozitele inteligente se vor dezvolta în continuare spre flexibilitate (adaptare la marfă multitip) și inteligență (calibrare autonomă și diagnosticare de defecțiuni).