CN103280149B - 工业型自动化物流教学系统 - Google Patents

Abstract

一种工业型自动化物流教学系统，包括构成输送闭环的自动化立体仓库与堆垛机单元、自动化输送线系统单元、检测与条码扫描单元、人工检测及人工装配单元、系统总控单元。本发明所揭示的工业型自动化物流教学系统，使学生可通过实验了解自动化生产控制教学实训系统的基本组成和基本原理，为学生提供一个开放性的，创新性的和可参与性的实验平台，让学生全面掌握机电一体化技术与物流技术的应用开发和集成技术，帮助学生从系统整体角度去认识系统各组成部分，从而掌握机电控制系统的组成、功能及控制原理。

Description

工业型自动化物流教学系统

技术领域

本发明涉及一种教学系统，尤其涉及一种工业型自动化物流教学系统。

背景技术

工业型自动化物流系统是由工件存储设备、物料运输装置、总控及仓储管理软件和计算机控制系统等组成的多技术融合自动化物流生产系统。它包括多个自动化单元，能根据任务或生产环境的变化迅速进行调整，以适宜于多品种、中小批量生产。其中自动化立体仓库在系统中占有非常重要的地位,以它为中心组成了一个毛坯、半成品、成品等的自动存储和自动检索系统，是生产系统物流部分的核心。其立体仓库信息系统是自动化系统的重要组成部分，准确的库存信息是进行正确的物料需求计划的前提与基础，它保证了生产过程的连续性，影响着整个系统的生产计划与控制活动。在自动化生产车间中的立体仓库系统由终端计算机控制，配备自动化仓储软件完成系统的自动化控制管理功能，终端计算机将物料需求计划发给立体仓库信息管理系统，管理系统具有对现有资源进行分类、存储、库存统计，对出/入库作业合理优化调度，控制通用数据库管理等功能，并进一步控制堆垛机自动存取物料。因此，立体仓库信息管理系统是全立体仓库进行物资管理、帐目管理、货位管理、联网管理等信息管理的中心。立体仓库管理系统还具有完成动态地改帐及信息修正等功能。当系统出现故障时能及时显示故障信息、显示网络信息。

生产物流系统一般是指原材料投入生产后，经过下料、发料，运送到各加工点和存储点，以在制品的形态，从一个生产单位流入另一个生产单位，按照规定的工艺过程进行装配、储存，借助一定的运输装置，在某个点内流转，又从某个点内流出，始终体现着物料实物形态的流转过程。这样就构成了企业内部物流活动的全过程。所以，生产物流的边界起源于原材料、外构件的投入，止于成品仓库，贯穿生产全过程。

生产物流研究的核心是如何对生产过程的物料流和信息流进行科学的规划、管理与控制。本系统在工业上主要应用于装配生产线中的物料输送与人工装配作业，亦可用于纯物料输送系统。其输送原理是运用辊筒输送机快速运行，通过阻挡器停止于相应的操作位置，或通过相应指令重新开始运行完成积放动作及移动。广泛应用于轻工及家电等行业的装配、检测流水线作业行业居多。

随着国内工业化程度的不断推进，对于自动化设备的需求，以及技术人才的需求不断增大，但是我国自动化依然处于一个起步发展阶段，因此，急需一种工业型自动化物流教学系统，用于自动化系统的教学普及。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种工业型自动化物流教学系统。

为解决上述问题，本发明揭示了一种工业型自动化物流教学系统，包括构成输送闭环的自动化立体仓库与堆垛机单元、自动化输送线系统单元、检测与条码扫描单元、人工检测及人工装配单元、系统总控单元。

优选地，所述自动化立体仓库与堆垛机单元用于存放加工的原材料或者各种成品货物，包括双排钢结构大型立体化组合式货架、托盘、物料盒、检测传感器、巷道式堆垛机、支架、出入库平移台与PLC控制系统，所述托盘设置于所述支架上，所述物料盒置于所述托盘上，所述巷道式堆垛机可在所述双排钢结构大型立体化组合式货架之间穿行，所述出入库平移台分别设置于所述双排钢结构大型立体化组合式货架的两侧并与所述自动化输送线系统单元相连，所述检测传感器安装于所述双排钢结构大型立体化组合式货架的每个货位。

优选地，所述自动化输送线系统单元包括辊筒输送机、皮带输送机、顶升平移输送机、分拣流利链、分拣流利链输送机、PLC控制系统，所述辊筒输送机、皮带输送机、顶升平移输送机、分拣流利链、分拣流利链输送机组成∏型输送系统，且受所述PLC控制系统的控制。

优选地，所述辊筒输送机包括互相平行的出库辊筒输送机和入库辊筒输送机，所述出库辊筒输送机、皮带输送机、入库辊筒输送机与自动化立体仓库与堆垛机单元构成输入输出闭环。

优选地，所述检测与条码扫描单元根据检测信息控制各工序作业及分拣入库管理，包括条码扫描器、条码打印机与支架，所述条码扫描器、条码打印机设置于所述支架上。

优选地，所述人工检测及人工装配单元设置于皮带输送机侧边，且在所述皮带输送机的相应位置处设置对射传感器，所述人工检测及人工装配单元将系统工件由人工进行装配，包括人工装配工作台与装配工具。

优选地，所述系统总控单元通过工业现场总线与主控计算机控制中心做数据交换。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：通过本发明所揭示的工业型自动化物流教学系统，使学生可通过实验了解自动化生产控制教学实训系统的基本组成和基本原理，为学生提供一个开放性的，创新性的和可参与性的实验平台，让学生全面掌握机电一体化技术与物流技术的应用开发和集成技术，帮助学生从系统整体角度去认识系统各组成部分，从而掌握机电控制系统的组成、功能及控制原理。

附图说明

图1是本发明优选实施例中工业型自动化物流教学系统的总体结构布置图；

其中：1、自动化立体仓库与堆垛机单元；11、双排钢结构大型立体化组合式货架；12、巷道式堆垛机；13、出库平移台；14、入库平移台；2、自动化输送线系统单元；21、辊筒输送机；211、出库辊筒输送机；212、入库辊筒输送机；22、皮带输送机；23、顶升平移输送机；24、分拣流利链；25、分拣流利链输送机；26、位置传感器；261、对射传感器；3、检测与条码扫描单元；4、人工检测及人工装配单元；5、系统总控单元。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例中的技术方案进行详细地描述。

如图1所示，本发明揭示了一种工业型自动化物流教学系统，包括构成输送闭环的自动化立体仓库与堆垛机单元1、自动化输送线系统单元2、检测与条码扫描单元3、人工检测及人工装配单元4、系统总控单元5。

其中，自动化立体仓库与堆垛机单元1用于存放加工的原材料或者各种成品货物，据此可以分为原料库和成品库。自动化立体仓库与堆垛机单元1包括双排钢结构大型立体化组合式货架11、托盘、物料盒、检测传感器、巷道式堆垛机12、支架、出库平移台13、入库平移台14与PLC控制系统，托盘设置于支架上，物料盒置于托盘上，巷道式堆垛机12可在双排钢结构大型立体化组合式货架11之间穿行，出库平移台13、入库平移台14分别设置于双排钢结构大型立体化组合式货架11的两侧并与自动化输送线系统单元2相连，检测传感器安装于双排钢结构大型立体化组合式货架11的每个货位。

具体地，自动化输送线系统单元2包括辊筒输送机21、皮带输送机22、顶升平移输送机23、分拣流利链24、分拣流利链输送机25、PLC控制系统，辊筒输送机21、皮带输送机22、顶升平移输送机23、分拣流利链24、分拣流利链输送机25组成∏型输送系统，且受PLC控制系统的控制。其中，顶升平移输送机23安装在辊筒输送机21中并由链条或同步带传动，皮带输送机22的两侧设置有位置传感器26。

辊筒输送机21包括互相平行的出库辊筒输送机211和入库辊筒输送机212，出库辊筒输送机211、皮带输送机22、入库辊筒输送机212与自动化立体仓库与堆垛机单元1构成输入输出闭环。

检测与条码扫描单元3根据检测信息控制各工序作业及分拣入库管理，包括条码扫描器、条码打印机与支架，条码扫描器、条码打印机设置于支架上。

人工检测及人工装配单元4设置于皮带输送机22侧边，且在皮带输送机22的相应位置处设置对射传感器261，人工检测及人工装配单元4将系统工件由人工进行装配，包括人工装配工作台与装配工具。

系统总控单元5包括主控工业控制计算机、PLC、系统服务器，通过工业现场总线与主控计算机控制中心做数据交换。

本发明所揭示的工业型自动化物流教学系统，工作步骤如下：

S1：系统初始，系统总控单元5的系统总控软件启动，下发订单，系统根据仓库信息，下达装配生产指令，生产信息系统根据订单信息，下达生产线装配任务，生产线控制系统启动；

S2:自动化立体仓库与堆垛机单元1的货架11内的工件为半成品零件，系统初始，工件与物料盒托盘由巷道式堆垛机12从货架11中取出，并直接由巷道式堆垛机12送到出库平移台13上；

S3：出库平移台13运行，将工件运送至出库辊筒输送机211上，经由设置于出库辊筒输送机211末端的顶升平移输送机23送至皮带输送机22上，经对射传感器261时，皮带输送机22停止，工件到达人工检测及人工装配单元4，此时由人工对工件进行装配作业。在本步骤中，可根据节拍设定装配零件数量，以满足教学要求。装配时间根据节拍确定。装配完毕，由人工打印并粘贴条码，并由人工启动皮带输送机22，成品工件继续向前运行；

S4：工件经顶升平移输送机23到达入库辊筒输送机212上，当工件到达检测与条码扫描单元3时，入库辊筒输送机212停止，并对工件进行扫描，扫描完成后，入库辊筒输送机212继续运行，到达入库平移台14，由巷道式堆垛机12根据条码信息等入库；

S5：循环S1至S4步骤，依次进行上述步骤中的装配与入库过程；

S6：自动化立体仓库与堆垛机单元1中的成品货架达到一定数量后，巷道式堆垛机12根据系统信息开始出货，成品件由巷道式堆垛机12取出送达出库平移台13，输送至出库辊筒输送机211上，经动态条码扫描单元进行成品扫描分拣，根据条码信息，分别经由顶升平移输送机23送至两条分拣流利链24，成品件经分拣流利链24斜坡送至末端出厂工位，由人工整理出厂。托盘与物料盒则由人工收集放置；

S7：待系统完成作业，托盘工件整体人工恢复至系统初始，而后放回输送线由巷道式堆垛机12入库。

系统中设置两处流利链出厂工位，分别代表不同用户需求。系统根据总控需求和条码相关信息依次实现成品出厂物流功能。

系统工作过程生产连续，互不影响，提高生产效率。同时，各输送机配置有多处物料检测传感器，随时监控工件在系统中位置与状态。

系统整体与巷道式堆垛机12组成矩形实验模式，其中，系统在入库辊筒输送机212搭建楼梯，可进入系统中心，便于操作和维护。

通过本发明所揭示的工业型自动化物流教学系统，使学生可通过实验了解自动化生产控制教学实训系统的基本组成和基本原理，为学生提供一个开放性的，创新性的和可参与性的实验平台，让学生全面掌握机电一体化技术与物流技术的应用开发和集成技术，帮助学生从系统整体角度去认识系统各组成部分，从而掌握机电控制系统的组成、功能及控制原理。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (1)

1.一种工业型自动化物流教学系统，其特征在于：包括构成输送闭环的自动化立体仓库与堆垛机单元、自动化输送线系统单元、检测与条码扫描单元、人工检测及人工装配单元、系统总控单元，所述自动化立体仓库与堆垛机单元用于存放加工的原材料或者各种成品货物，包括双排钢结构大型立体化组合式货架、托盘、物料盒、检测传感器、巷道式堆垛机、支架、出入库平移台与PLC控制系统，所述托盘设置于所述支架上，所述物料盒置于所述托盘上，所述巷道式堆垛机可在所述双排钢结构大型立体化组合式货架之间穿行，所述出入库平移台分别设置于所述双排钢结构大型立体化组合式货架的两侧并与所述自动化输送线系统单元相连，所述检测传感器安装于所述双排钢结构大型立体化组合式货架的每个货位，所述自动化输送线系统单元包括辊筒输送机、皮带输送机、顶升平移输送机、分拣流利链、分拣流利链输送机、PLC控制系统，所述辊筒输送机、皮带输送机、顶升平移输送机、分拣流利链、分拣流利链输送机组成∏型输送系统，且受所述PLC控制系统的控制，所述辊筒输送机包括互相平行的出库辊筒输送机和入库辊筒输送机，所述出库辊筒输送机、皮带输送机、入库辊筒输送机与自动化立体仓库与堆垛机单元构成输入输出闭环，所述检测与条码扫描单元根据检测信息控制各工序作业及分拣入库管理，包括条码扫描器、条码打印机与支架，所述条码扫描器、条码打印机设置于所述支架上，所述人工检测及人工装配单元设置于皮带输送机侧边，且在所述皮带输送机的相应位置处设置对射传感器，所述人工检测及人工装配单元将系统工件由人工进行装配，包括人工装配工作台与装配工具，所述系统总控单元通过工业现场总线与主控计算机控制中心做数据交换。