CN103010648B - 一种自动化虚拟仓位立体仓储的方法及仓储系统 - Google Patents

一种自动化虚拟仓位立体仓储的方法及仓储系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种自动化虚拟仓位立体仓储的方法及仓储系统,方法是将货物放在统一规格的框篮中,自动控制系统操控直角坐标机器人抓取框篮,运送框篮进出虚拟仓位;装置包括自动控制系统、直角坐标机器人、支撑立柱、纵向导轨、框篮,直角坐标机器人受控于自动控制系统;所述的纵向导轨设置在支撑立柱的顶部,纵向导轨、横向导轨和支撑立柱形成仓储空间,框篮堆码在仓储空间内;纵向导轨上设置动配合的横向导轨,横向导轨上设置直角坐标机器人,所述的框篮由直角坐标机器人的抓取装置输运进出仓储空间。本发明以框篮存储货物代替货架,以直角坐标机器人按坐标工位运输;结构简洁、建设成本低,仓储空间利用率高,管理方便、适用范围广。

Description

一种自动化虚拟仓位立体仓储的方法及仓储系统
技术领域
[0001] 本发明属于自动化物流设备技术领域,具体涉及一种仓储空间利用充分、不必设置货架的自动化虚拟仓位立体仓储的方法及仓储系统。
背景技术
[0002]目前,物流产业发展非常迅速,对现代技术的应用也非常充分,集光、机、电、信息技术为一体的自动化物流系统成为现代化物料产业发展的方向。对物流产业的制约不仅仅是高科技技术的应用,还有社会环境的变化,比如土地资源日益匮乏,对仓储空间的利用率要求越来越高。现代仓储通常采用货架、堆垛机、输运设备组成,实现了输运、取放货物的自动化,但是这种配属的仓储系统需要实体货架来摆放货物,货架会增加很大的建设成本,而且货架是固定位置的,限制了堆垛机的运动,货架的高度、宽度也限制了货物的尺寸;另外,货架是侧向取物的,货架之间必须预留取货工位,占用了大量的空间,对于“寸土寸金”的今天是一种极大的浪费。为此,开发一种仓储空间利用充分的仓储方法是非常有必要的。
发明内容
[0003] 本发明的第一目的在于提供一种仓储空间利用充分、不必设置货架的自动化虚拟仓位立体仓储的方法,第二目的在于提供实现该方法的仓储系统。
[0004] 本发明的第一目的是这样实现的,是将货物放在统一规格的框篮中,自动控制系统操控直角坐标机器人抓取框篮,运送框篮进出虚拟仓位,具体为:
[0005] A、设施建设:将仓储区域的场地处置平整,设置支撑立柱,在支撑立柱顶部设置直角坐标机器人的运行轨道,支撑立柱和运行轨道形成仓储空间;直角坐标机器人在运行轨道上纵横移动实现Z向、X向运动,直角坐标机器人的抓取装置上下伸缩实现Y向运动;
[0006] B、程序设置:自动控制系统根据框篮尺寸在仓储空间内划分虚拟仓位,并设置坐标位置;设定直角坐标机器人的出发、返回工位,根据虚拟仓位布置情况设定直角坐标机器人的运动程序;
[0007] C、输运货物:自动控制系统根据需要设定拟入库框篮的仓位,由直角坐标机器人送入预定仓位;根据记录查询拟出库框篮的仓位,由直角坐标机器人进入预定仓位将框篮取出。
[0008] 本发明的第二目的是这样实现的,包括自动控制系统、直角坐标机器人、支撑立柱、纵向导轨、框篮,直角坐标机器人受控于自动控制系统;所述的纵向导轨设置在支撑立柱的顶部,纵向导轨、横向导轨和支撑立柱形成仓储空间,框篮堆码在仓储空间内;纵向导轨上设置动配合的横向导轨,横向导轨上设置直角坐标机器人,所述的框篮由直角坐标机器人的抓取装置输运进出仓储空间。
[0009] 本发明以统一尺寸的框篮存储货物,框篮立体堆码即可代替货架;自动控制系统将仓储空间按框篮划分为虚拟仓位,并以坐标位置进行管理;以直角坐标机器人作为运输工具,利用其可以三维方向运动的特性,将货物准确送入、取出预定的坐标工位。本发明可以根据仓储场地的实际情况设置并行的仓储空间,对应设置直角坐标机器人即可。与现有技术相比:
[0010] 1、本发明的结构简单实用,无固定货架,节约了大量的建设、维护成本;
[0011] 2、本发明的货物是从上方出、入仓位,不必留运货通道,节约仓储空间;
[0012] 3、本发明的虚拟仓位按坐标管理,直角坐标机器人按坐标位置移送货物,自动化程度高,管理方便。
[0013] 4、本发明可以设置在室外,只是要做好直角坐标机器人的防水、防锈;
[0014] 5、本发明能广泛应用到化工、烟叶、医药、家俱、农产品等多种类存储的行业,适用范围广。
附图说明
[0015] 图1为本发明自动化虚拟仓位立体仓储的工艺流程图
[0016] 图2为本发明仓储系统主视示意图;
[0017] 图3为图2的左视示意图;
[0018] 图4为固定式框篮示意图;
[0019] 图5为组合式框篮示意图;
[0020] 图中:1_纵向导轨,2-直角坐标机器人,3-固定横梁,4-横向导轨,5-框篮,6-直角坐标机器人Y向运动副,7-直角坐标机器人X向运动副,8-直角坐标机器人Z向运动副,9-支撑立柱,10-抓取装置,11-挂接栏板,12-翻转栏板,13-底脚,14-插接头,15-挂扣,16-站台。
具体实施方式
[0021] 下面结合附图对本发明作进一步的说明,但不以任何方式对本发明加以限制,基于本发明教导所作的任何变换或替换,均属于本发明的保护范围。
[0022] 本发明所述的自动化虚拟仓位立体仓储的方法,是将货物放在统一规格的框篮5中,自动控制系统操控直角坐标机器人2抓取框篮5,运送框篮5进出虚拟仓位,具体为:
[0023] A、设施建设:将仓储区域的场地处置平整,设置支撑立柱9,在支撑立柱9顶部设置直角坐标机器人2的运行轨道,支撑立柱9和运行轨道形成仓储空间;直角坐标机器人2在运行轨道上纵横移动实现Z向、X向运动,直角坐标机器人2的抓取装置10上下伸缩实现Y向运动;
[0024] B、程序设置:自动控制系统根据框篮5尺寸在仓储空间内划分虚拟仓位,并设置坐标位置;设定直角坐标机器人2的出发、返回工位,根据虚拟仓位布置情况设定直角坐标机器人2的运动程序;
[0025] C、输运货物:自动控制系统根据需要设定拟入库框篮5的仓位,由直角坐标机器人2送入预定仓位;根据记录查询拟出库框篮5的仓位,由直角坐标机器人2进入预定仓位将框篮5取出。
[0026] 如图2、3所示,本发明所述的仓储系统,包括自动控制系统、直角坐标机器人2、支撑立柱9、纵向导轨1、框篮5,直角坐标机器人2受控于自动控制系统;所述的纵向导轨I设置在支撑立柱9的顶部,纵向导轨1、横向导轨4和支撑立柱9形成仓储空间,框篮5堆码在仓储空间内;纵向导轨I上设置动配合的横向导轨4,横向导轨4上设置直角坐标机器人2,所述的框篮5由直角坐标机器人2的抓取装置10输运进出仓储空间。
[0027] 本发明的输运装置是直角坐标机器人2,直角坐标机器人2的本体和直角坐标机器人Y向运动副6、直角坐标机器人X向运动副7、直角坐标机器人Z向运动副8,配合横向导轨4、纵向导轨1,构成了完整的直角坐标机器人2的运动系统,能实现沿纵向导轨I的Z向运动、沿横向导轨4的X向运动和垂直的Y向运动,可以准确的到达预定的坐标工位。抓取装置10受控于直角坐标机器人Y向运动副6,抓取装置10有多种方式,要与框篮5相匹配、方便抓取。比如,抓取装置10是抓手结构的,对应的框篮5顶部应该具有备抓取的横梁;如果抓取装置10是高压吸盘结构的,对应的框篮5顶部应该设置可吸附位置。直角坐标机器人Y向运动副6可以是多级刚性伸缩机构,也可以采用柔性缩放结构;直角坐标机器人X向运动副7、直角坐标机器人Z向运动副8对应的导轨均为刚性结构。
[0028] 所述的仓储空间设置站台16。站台16是货物中转、货物设置库信息、货物库信息确认的工位,还可以作为直角坐标机器人2的待命处。站台16的位置一般会设置在两条纵向导轨I的一端,也选择可以根据实际情况确定,比如,距离出、入口近的工位。
[0029] 所述的直角坐标机器人2设置信息识别设备,框篮5上对应设置信息载体。所述的信息载体为条形码或RFID。采用信息识别技术是实现本发明的一种很好的实施方式,自动控制系统根据框篮5上的信息载体确认货物,方便快捷。条形码或RFID (射频识别技术,或电子标签)都是比较成熟的技术,用于本发明,效果很好。
[0030] 所述的支撑立柱9为可升降的支撑立柱,支撑立柱9之间设置固定横梁3。
[0031] 所述的框篮5的顶部和底部设置框篮5相互扣合的连接位置。
[0032] 如图4所示,所述的框篮5为固定结构框篮。
[0033] 如图5所示,所述的框篮5为组合结构框篮。图5是一种组合结构框篮的实施方式,所述的组合结构框篮包括挂接栏板11、翻转栏板12和底脚13,翻转栏板12和底脚13铰接,挂接栏板11通过插接头14和挂扣15分别与底脚13、翻转栏板12扣接。
[0034] 本发明的仓储空间内无货架,自动控制系统依据框篮5的尺寸在仓储空间中划分出虚拟的仓位;实体的货物的形状、强度不一定适合堆码,因此框篮5不仅起到输运装置的作用,还起到临时货架的作用,这样货物才能在仓储空间内有序堆码。基于此,框篮5应该是方便抓取,有足够的强度、能够承重,同一仓储空间内的框篮5尺寸要统一,框篮5的顶部和底部的结构要相互适应、方便对接组合。可以选择固定结构或组合结构的框篮5,固定结构框篮5结构更牢固,但是不能拆解,待命时占用空间大;图5所示的组合结构框篮5是一种具体的实施方式,翻转栏板12与底脚13铰接,挂接栏板11上插接头14、挂扣15与翻转栏板12、底脚13连接,就形成了一种组合结构框篮5。可以很方便的拆解开,便于存储、运输。
[0035] 本发明的工作原理和工作过程:
[0036] 本发明以统一尺寸的框篮5存储货物,框篮5立体堆码即可代替货架;自动控制系统将仓储空间按框篮5划分为虚拟仓位,并以坐标位置进行管理;以直角坐标机器人2作为运输工具,利用其可以三维方向运动的特性,将货物准确送入、取出预定的坐标工位。
[0037] 本发明由自动控制系统操控,包括仓储管理系统和直角坐标机器人2的控制系统;仓储管理系统记录出入库信息、货物信息等,控制系统根据入库、出库要求控制直角坐标机器人2。本发明仓储操是从下至上堆码,非常适合于分类入库,即同类货物放置于同一仓储空间内,入库、出库按顺序进出即可。如果是混合入库的货物,如果指定货物上方还有货物,出库时就需要为直角坐标机器人2设置自动倒库程序。自动倒库程序可以根据实际情况设定,比如,在适当的位置预留倒库空仓位,直角坐标机器人2将目标货物上方的货物转送至倒库空仓位,然后将目标货物取出送至站台16 ;可以将被移出的货物送回,也可以不送回,只是被移出货物的仓位坐标都会发生变化,应重新记录。也可以不将货物移送至倒库空仓位,采取就近原则选择空置仓位(按新仓位重新标记坐标),这样可以尽快将目标货物取出。因此,采取何种自动倒库方式并不会影响本发明的实现,只要能实现目标货物的顺利取出即可。
[0038] 入库操作:
[0039] 如图1所示,待入库货物输运到站台16,放入框篮5中。向自动控制系统中录入货物信息,根据虚拟仓位空置记录选择仓位,设置识别信息,在框篮5上设置识别载体;将处置好的框篮5放在取货工位待命;自动控制系统向直角坐标机器人2发出入库指令及虚拟仓位的坐标,直角坐标机器人2运行至取货工位,直角坐标机器人Y向运动副6操控抓取装置10将装载货物的框篮5抓起,送至预定坐标的仓位,直角坐标机器人2回到待命工位,完成入库。
[0040] 出库操作:
[0041] 如图1所示,根据自动控制系统中的货物信息查询目标货物的仓位坐标,自动控制系统向直角坐标机器人2发出出库指令及虚拟仓位的坐标,直角坐标机器人2运行至预定坐标仓位;可以采用直角坐标机器人2上设置的信息识别装置读取框篮5上的信息载体,核对是否为目标货物;直角坐标机器人Y向运动副6操控抓取装置10将装载货物的框篮5取出,输送至站台16 ;然后确认货物信息、核对货物,确认无误后去除框篮5,将货物运走;这时直角坐标机器人2回到待命工位,完成出库。
[0042] 如果目标货物上方有其他货物,采用符合需要的倒库程序即可实现。
[0043] 本发明的特点:
[0044] 1、本发明的结构简单实用,无固定货架,节约建设、维护成本;
[0045] 2、本发明的货物是从上方出、入仓位,不必留运货通道,节约仓储空间;
[0046] 3、本发明的虚拟仓位按坐标管理,直角坐标机器人按坐标位置移送货物,自动化程度高,管理方便。
[0047] 4、本发明可以设置在室外,只是要做好直角坐标机器人的防水、防锈;
[0048] 5、本发明能广泛应用到化工、烟叶、医药、家俱、农产品等多种类存储的行业,适用范围广。

Claims (10)

1.一种自动化虚拟仓位立体仓储的方法,其特征在于是将货物放在统一规格的框篮(5)中,自动控制系统操控直角坐标机器人(2)抓取框篮(5),运送框篮(5)进出虚拟仓位,具体为: A、设施建设:将仓储区域的场地处置平整,设置支撑立柱(9),在支撑立柱(9)顶部设置直角坐标机器人(2)的运行轨道,支撑立柱(9)和纵向导轨(I)、横向导轨(4)形成仓储空间;直角坐标机器人(2)在运行轨道上纵横移动实现Z向、X向运动,直角坐标机器人(2)的抓取装置(10)上下伸缩实现Y向运动; B、程序设置:自动控制系统根据框篮(5)尺寸在仓储空间内划分虚拟仓位,并设置坐标位置;设定直角坐标机器人(2)的出发、返回工位,根据虚拟仓位布置情况设定直角坐标机器人(2)的运动程序; C、输运货物:自动控制系统根据需要设定拟入库框篮(5)的仓位,由直角坐标机器人(2)送入预定仓位;根据记录查询拟出库框篮(5)的仓位,由直角坐标机器人(2)进入预定仓位将框篮(5)取出。
2.一种实现权利要求1所述自动化虚拟仓位立体仓储方法的仓储系统,包括自动控制系统、直角坐标机器人(2)、支撑立柱(9)、纵向导轨(I)、框篮(5),直角坐标机器人(2)受控于自动控制系统;其特征是:所述的纵向导轨(I)设置在支撑立柱(9)的顶部,纵向导轨(I)、横向导轨(4)和支撑立柱(9)形成仓储空间,框篮(5)堆码在仓储空间内;纵向导轨(I)上设置动配合的横向导轨(4),横向导轨(4)上设置直角坐标机器人(2),所述的框篮(5)由直角坐标机器人(2)的抓取装置(10)输运进出仓储空间。
3.根据权利要求2所述的仓储系统,其特征是:所述的仓储空间设置站台(16)。
4.根据权利要求2所述的仓储系统,其特征是:所述的直角坐标机器人(2)设置信息识别设备,框篮(5)上对应设置信息载体。
5.根据权利要求4所述的仓储系统,其特征是:所述的信息载体为条形码或RFID。
6.根据权利要求2所述的仓储系统,其特征是:所述的支撑立柱(9)为可升降的支撑立柱,支撑立柱(9)之间设置固定横梁(3)。
7.根据权利要求2或4所述的仓储系统,其特征是:所述的框篮(5)的顶部和底部设置框篮(5)相互扣合的连接位置。
8.根据权利要求2或4所述的仓储系统,其特征是:所述的框篮(5)为固定结构框篮。
9.根据权利要求2或4所述的仓储系统,其特征是:所述的框篮(5)为组合结构框篮。
10.根据权利要求9所述的仓储系统,其特征是:所述的组合结构框篮包括挂接栏板(II)、翻转栏板(12)和底脚(13),翻转栏板(12)和底脚(13)铰接,挂接栏板(11)通过插接头(14)和挂扣(15)分别与底脚(13)、翻转栏板(12)扣接。
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