CN108584272A - 智能立体仓储系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种智能立体仓储系统，其中所述的系统包括了料仓识别模块、料仓出入运输模块及控制模块，通过料仓识别模块可识别装有不同物料的料仓所处的位置，解决现有技术中需要人工进行物料识别的问题，通过该料仓识别模块可进一步减轻工人的劳动量，提高自动化的程度，同时，料仓出入运输模块包括了AGV小车，利用AGV小车将料仓输入或输出智能立体仓储系统，节约了占地面积，同时，提高了运输的灵活度。采用该种系统可以减轻工作人员的负担，便于物料的查找，进一步提高生产效率，减少生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及仓储领域，尤其涉及智能仓储领域，具体是指一种智能立体仓储系统。
背景技术
随着现代企业生产规模的不断扩大，对生产物料的需求也不断增多。对生产物料的仓储在整个生产制造环节中起着至关重要的作用，高效合理的智能仓储能够加快生产制造的速度，降低生产成本，保障生产的顺利进行，并可以实现对资源有效的控制和管理，这对目前物料仓储提出更高的要求。但是目前很多企业对提高物料仓储作业自动化、智能化的认识不足，对于生产物料的管理仍旧停留在人工操作，对于物料存放位置依赖人工记忆，需要多次的翻查，效率低下，对于物料的去向不明确，造成生产成本的提高及物料存储、查找困难。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种可自动识别装料仓的系统，具备结构简单，占地空间小，灵活度高等特点的智能立体仓储系统。
为了实现上述目的或者其他目的，本发明智能立体仓储系统具有如下构成：
该智能立体仓储系统，其主要特点是，所述的系统包括：
料仓识别模块，用于设别各个装有不同物料的料仓所处的位置；
料仓出入运输模块，包括AGV小车，通过AGV小车将料仓输入或输出所述的智能立体仓储系统；
控制模块，分别与所述的料仓识别模块及料仓出入运输模块相连接，用于控制管理所述的智能立体仓储系统中的各个模块，使所述的智能立体仓储系统中的各个模块协调工作。
较佳地，所述的智能立体仓储系统还包括立体框架及料仓输送模块；
所述的立体框架模块，由支撑框架及分别位于该支撑框架两侧的两个导向装置构成；
料仓输送模块，位于所述的立体框架模块内部，该料仓输送模块包括：数个料仓支撑架、传送机构及两根链条；
所述的链条为收尾相连的环状结构；
两根所述的链条分别设于所述的支撑框架的两侧，与对应的导向装置相邻；
所述的传送机构分别与两根所述的链条相连接，由所述的传送机构带动所述的链条运动，所述的传送机构与所述的控制模块相连接；
每根所述的料仓支撑架的两端均分别与对应的链条相连接，由位于所述的支撑框架两侧的两根所述的链条带动所述的料仓支撑架运动；且所述的料仓支撑架还与所述的导向装置相连接；每根所述的料仓支撑架上均放有对应的料仓。
更佳地，所述的料仓识别模块包括接近传感器及感应板；
所述的感应板设于所述的料仓支撑架上，该料仓支撑架为数个所述的料仓支撑架中的任一个；
所述的接近传感器设于所述的支撑框架的一侧，且该接近传感器与所述的链条相邻，所述的接近传感器与所述的控制模块相连接。
进一步地，所述的接近传感器通过传感器支架固定于所述的支撑框架上。
更佳地，所述的传送机构包括伺服电机、传动轴及两组传动单元；
两组所述的传动单元分别位于所述的支撑框架的两侧，且两组所述的传动单元分别与两根所述的链条对应连接；
所述的伺服电机通过所述的传动轴分别与两组传动单元相连接。
进一步地，每组所述的传动单元均包括主动链轮、输送链、第一从动链轮、张紧轮、第二从动链轮及第三从动链轮；
所述的主动链轮与所述的传动轴相连接；
所述的主动链轮还通过输送链带动所述的第一从动链轮运动；
所述的张紧轮与所述的输送链相连接；
所述的第一从动链轮与所述的第二从动链轮相连接，所述的第二从动链轮通过所述的链条带动所述的第三从动链轮运动。
更佳地，每根所述的料仓支撑架的两端均对称设有一连接板，所述的料仓支撑架通过位于两端的两个连接板分别与两侧的两根链条相连接，所述的连接板还与对应的导向装置相连接。
更佳地，所述的立体框架模块还包括两个外部护罩，两个所述的外部防护罩分别设于支撑框架的两侧。。
更佳地，所述的料仓出入运输模块还包括七轴机器人单元和输送辊床单元；
所述的七轴机器人单元用于将所述的料仓在所述的输送辊床单元及料仓支撑架之间进行传递；
所述的输送辊床单元用于将所述的料仓在所述的七轴机器人单元及AGV小车之间进行传递；
所述的输送辊床单元及七轴机器人单元均与所述的控制模块相连接。
进一步地，所述的七轴机器人单元包括机器人装置，机器人第七轴；所述的机器人装置在所述的机器人第七轴上进行移动；所述的机器人装置上设有机器人抓手，通过该机器人抓手将所述的料仓在所述的输送辊床单元及料仓支撑架之间进行传递，所述的机器人装置与所述的控制模块相连接。
该智能立体仓储系统，包括了料仓识别模块、料仓出入运输模块及控制模块，通过料仓识别模块可识别装有不同物料的料仓所处的位置，解决现有技术中需要人工进行物料识别的问题，通过该料仓识别模块可进一步减轻工人的劳动量，提高自动化的程度，同时，料仓出入运输模块包括了AGV小车，利用AGV小车将料仓输入或输出智能立体仓储系统，节约了占地面积，同时，提高了运输的灵活度。采用该智能立体仓储系统可以进一步提高生产效率，减少生产成本，同时，便于物料的查找，减轻工作人员的负担。
附图说明
图1为本发明的一实施例中具备外部护罩的智能立体仓储系统的结构示意图。
图2为本发明的一实施例中不具备外部护罩的智能立体仓储系统的结构示意图。
图3为图2中A部分的局部示意图。
图4为本发明的一实施例中智能立体仓储系统的侧面的内侧结构示意图。
图5为本发明的一实施例中智能立体仓储系统的侧面的外侧结构示意图。
附图标记
1 料仓输送模块
11 伺服电机
12 传动轴
13 主动链轮
14 张紧轮
15 第一从动链轮
16 第二从动链轮
17 第三从动链轮
18 输送链
19 料仓支撑架
110 料仓
111 连接板
2 立体框架模块
21 支撑框架
22 导向装置
23 外部护罩
3 料仓出入运输模块
31 机器人抓手
32 机器人装置
33 机器人第七轴
34 输送辊床单元
35 AGV小车
4 料仓识别模块
41 传感器支架
42 接近传感器
43 感应板
具体实施方式
为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
本发明公开了一种智能立体仓储系统，其中，所述的系统包括：
料仓识别模块4，用于设别各个装有不同物料的料仓所处的位置；
料仓出入运输模块3，包括AGV小车35(指装备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车)，通过AGV小车35将料仓110输入或输出所述的智能立体仓储系统。
控制模块，分别与所述的料仓识别模块4及料仓出入运输模块3相连接，用于控制管理所述的智能立体仓储系统中的各个模块，使所述的智能立体仓储系统中的各个模块协调工作。
在上述实施例中，所述的智能立体仓储系统还包括立体框架及料仓输送模块1；
所述的立体框架模块2，由支撑框架21及分别位于该支撑框架21两侧的两个导向装置22构成；
所述的料仓出入运输模块3位于立体框架出料口侧。
所述的支撑框架21是由不同长度的矩形钢管及厚度不同的钢板焊接成不同的框架，框架与框架之间通过螺栓连接组成仓储系统的支撑框架21。
其中，所述的导向装置22由两根角钢对焊在矩形钢管上构成的竖直导向机构及按照料仓110运动轨迹加工成型的圆弧导向结构两部分组成；两个所述的导向装置22焊接于所述的支撑框架21两侧，保证料仓110在输送过程中的平稳性。
构成支撑框架21的各焊接件经过时效处理，能够有效的消除焊接残余应力，降低焊接变形量，提高仓储系统输出及存储精度。
料仓输送模块1，位于所述的立体框架模块2内部，料仓输送模块1通过销轴将其固定在支撑框架21上，该料仓输送模块1包括：数个料仓支撑架19、传送机构及两根链条；
所述的链条为收尾相连的环状结构；
两根所述的链条分别设于所述的支撑框架21的两侧，与对应的导向装置22相邻；
所述的传送机构分别与两根所述的链条相连接，由所述的传送机构带动所述的链条运动，所述的传送机构与所述的控制模块相连接；
每根所述的料仓支撑架19的两端均分别与对应的链条相连接，由位于所述的支撑框架21两侧的两根所述的链条带动所述的料仓支撑架19运动；且所述的料仓支撑架19还与所述的导向装置22相连接；每根所述的料仓支撑架19上均放有对应的料仓。
在上述实施例中，所述的料仓识别模块4包括接近传感器42及感应板43；
所述的感应板43设于所述的料仓支撑架19上，该料仓支撑架19为数个所述的料仓支撑架19中的任一个；
所述的接近传感器42设于所述的支撑框架21的一侧，且该接近传感器42与所述的链条相邻，所述的接近传感器42与所述的控制模块相连接。
在上述实施例中，所述的接近传感器42通过传感器支架41固定于所述的支撑框架21上，该传感器支架41通过螺栓固定在支撑框架21上。
在上述实施例中，所述的传送机构包括伺服电机11、传动轴12及两组传动单元；
两组所述的传动单元分别位于所述的支撑框架的两侧，且两组所述的传动单元分别与两根所述的链条对应连接；
所述的伺服电机11通过所述的传动轴12分别与两组传动单元相连接。
在上述实施例中，每组所述的传动单元均包括主动链轮13、输送链18、第一从动链轮15、张紧轮14、第二从动链轮16及第三从动链轮17；
所述的主动链轮13与所述的传动轴12相连接；
所述的主动链轮13还通过输送链18带动所述的第一从动链轮15运动；
所述的张紧轮14与所述的输送链18相连接；
所述的第一从动链轮15与所述的第二从动链轮16相连接，所述的第二从动链轮16通过所述的链条带动所述的第三从动链轮17运动。
即由伺服电机11通过传动轴12驱动主动链轮13及张紧轮14；第一从动链轮15、第二从动链轮16带动输送链18及连接在输送链18上的料仓支撑架19，将料仓支撑架19上的数个料仓根据外部客户端的输入指令通过与其他系统相互配合将目标料仓输送至料仓出入口。
在上述实施例中，每根所述的料仓支撑架19的两端均对称设有一连接板111，所述的料仓支撑架19通过位于两端的两个连接板111分别与两侧的两根链条相连接，所述的连接板111还与对应的导向装置22相连接。
所述的连接板111上装有4个导向轮，连接板111通过导向轮固定于导向装置22中的导向槽，按照导向槽的运行轨迹进行运行，实现对料仓的稳定输出及存储。
在上述实施例中，所述的立体框架模块还包括两个外部护罩23，两个所述的外部防护罩分别设于支撑框架的两侧。
两个外部护罩23均由钣金折弯而成，并通过螺栓固定于所述的立体框架的两侧，通过防护罩可一定程度的防止碎屑、液体落入传动部件间隙中，保证输送系统在运行过程中安全、可靠。
在上述实施例中，所述的料仓出入运输模块3还包括七轴机器人单元和输送辊床单元34；
所述的七轴机器人单元用于将所述的料仓在所述的输送辊床单元34及料仓支撑架19之间进行传递；
所述的输送辊床单元34用于将所述的料仓在所述的七轴机器人单元及AGV小车35之间进行传递；
所述的输送辊床单元34及七轴机器人单元均与所述的控制模块相连接。
在上述实施例中，所述的七轴机器人单元包括机器人装置32，机器人第七轴33；所述的机器人装置32在所述的机器人第七轴33上进行移动；所述的机器人装置32上设有机器人抓手31，通过该机器人抓手31将所述的料仓在所述的输送辊床单元34及料仓支撑架19之间进行传递，所述的机器人装置32与所述的控制模块相连接。
上述实施例中的智能立体仓储系统包括料仓输送模块1、料仓出入运输模块3、立体框架模块2、料仓识别模块4以及控制模块，其结构如图1、2所示，图1为本发明的一实施例中具备外部护罩23的智能立体仓储系统的结构示意图，图2为本发明的一实施例中不具备外部护罩23的智能立体仓储系统的结构示意图。该智能立体仓储系统采用料仓识别模块4配合固定在立体框架模块2上的料仓输送模块1将其中的载有料仓的料仓支撑架19运送至出入仓口，其中，料仓输送模块1包括了链式自动输送装置(即通过链条进行输送的传输装置)，通过料仓出入运输模块3实现对物料智能化管理，这种智能立体仓储系统能够根据外部需求，能够准确、迅速对物料进行输出及存储，提高工作效率，实现物料管理自动化及智能化，解决目前企业对于物料存储困难、查找困难、自动化水平低、生产成本高、效率低等缺陷。
在上述实施例中，料仓输送模块1中的传送机构及链条组成了一种链式传输机构，伺服电机11通过驱动主从动链轮来带动固定有料仓及料仓支撑架19的链条运动，在导向装置22及控制模块的协同下完成对物料的存储及输出。
料仓识别模块4包括接近传感器42、感应板43及传感器支架41，其具体结构如图3所示，图3为图2中A部分的局部示意图，在该图中可看出在本实施例中的料仓识别模块4的结构，其结合可编程逻辑控制器对伺服电机11正反转、电机输出轴转数进行精确控制，将载有目标料仓的料仓支撑架19运送到料仓输送出入口配合料仓自动出入系统来实现对料仓的输出及存储。
存储物料的料仓通过由钣金折弯而成的导轨及固定在导轨上的螺栓将其固定在料仓支撑架19某一特定区域内，导向装置22由两根角钢对焊在矩形钢管上构成的竖直导向及按照料仓运动轨迹加工成型的圆弧导向两部分组成，所述的导向装置22的结构如图4、5所示，图4为本发明的一实施例中智能立体仓储系统的侧面的内侧结构示意图，图5为本发明的一实施例中智能立体仓储系统的侧面的外侧结构示意图，从图中可看出导向装置22的结构，在其他实施例中，也可以根据实际需要，更改导向装置22的形状及结构，来决定料仓的运行轨迹。
所述的料仓识别模块4通过在固定框架上安装接近传感器42来识别处于初始位置的料仓支撑架19，用于确定输送系统的输送原点，便于可编程逻辑处理器方便进行后续的逻辑运算，确保料仓输送的准确性。
在该实施例中传输机构是一种链式传输机构，而料仓识别模块4包括接近传感器42、感应板43以及传感器支架41，所述的接近传感器42通过传感器支架41固定于所述的支撑框架上，感应板43装于一料仓支撑架19上，将该装有感应板43的料仓支撑架19的位置定位默认零点位置，因为料仓与料仓之间靠链条来连接，连接的中间部分的链条节数是一定的，进而电机从一层到下一层旋转的转数也是一定的。这样只需对不同的物料编上对应的物料号，并将各个料仓放在对应的料仓支撑架19上的指定位置，用户就可以通过工业控制计算机(该工业控制计算机为控制模块的一部分)输入所需物料的物料号，工控机根据该物料号查找到该物料所在料仓的位置信息，然后将该物料的位置信息传输给PLC(可编程控制器)，PLC将传输到的位置信息通过进行逻辑运算后转变为位移量，通过位移量计算出电机将目标料仓运至出入口时所需要转多少转，然后将转数转化成脉冲进而控制伺服驱动器，伺服驱动器再进一步控制伺服电机11运行将含有该物料号的目标料仓准确运输至料仓出入口，等待机器人将目标料仓放置下一输送位置。
料仓出入运输模块3包括了AGV小车35、七轴机器人单元及输送辊床单元34，七轴机器人单元包括机器人装置32，机器人第七轴33，机器人装置32上设有机器人抓手31，由机器人第七轴33、机器人装置32协同机器人抓手31抓取料仓；机器人装置32运行至指定位置后将料仓放置在输送辊床单元34，通过输送辊床单元34来对料仓进行输送，待料仓输送指定位置，AGV小车35将携带有物料的料仓运送至指定工人工作区域，结束后再进行逆向操作将料仓送回；该料仓出入运输模块3待控制模块控制料仓出入运输模块3将目标料仓送至料仓出入口，工作过程中，外部用户输入指令，控制模块接收输入指令，根据指令将目标料仓位置信息传送至PLC，料仓出入运输模块3接收工控计算机发出的指令，使出入系统内的机器人装置32、机械手、机器人第七轴33协同配合实现对目标料仓进行的输出及存储。
即料仓出入运输模块3通过外部用户输入指令，工控机将指令传递给PLC，PLC控制配有抓手的机器人装置32在第七轴上往复运行，同时协同料仓输送辊床及AGV小车35将物料输送至相应位置。同时PLC根据位置信息控制料仓输送系统将载有目标料仓的料仓支撑架19运送至料仓出入口。PLC控制机器人抓手31抓取料仓后，通过第七轴行至输送辊床的输送端，PLC控制输送辊床带动料仓至AGV小车35的取货区，AGV小车35根据运送轨迹将含有物料的料仓运送至工作区域。
所述的控制模块包括了工业控制计算机及用于控制物料进仓及出仓的控制单元；其中，所述的工业控制计算机中存储了料仓及料仓支撑架19坐标信息、料仓装载信息和料仓选择程序；工控计算机分别与料仓出入运输模块3、伺服电机11、料仓识别模块4(用于识别料仓及料仓支撑架19)相连接；该控制系统通过外部用户发出指令，各个模块根据指令按照逻辑编程器中的动作顺序协同动作，完成对用户指令的输出。
在智能立体仓储系统运行工作过程中，通过外部用户输入指令，工控机将指令传递给PLC，PLC控制料仓输送模块1、料仓出入运输模块3按照逻辑顺序协同动作，完成对物料的智能输出及存储。
该智能立体仓储系统能够根据客户端的输入指令，通过工控机将料仓位置信息传递给PLC，通过PLC控制料仓输送模块1、料仓出入运输模块3及料仓识别模块4相应动作，使三者互相协同工作，从而能够准确、迅速对物料料仓进行输出及存储，提高工作效率、降低生产成本，实现物料管理自动化及智能化。其中，所述的工控机、PLC均为控制模块中的硬件组成部分。
该智能立体仓储系统，包括了料仓识别模块、料仓出入运输模块及控制模块，通过料仓识别模块可识别装有不同物料的料仓所处的位置，解决现有技术中需要人工进行物料识别的问题，通过该料仓识别模块可进一步减轻工人的劳动量，提高自动化的程度，同时，料仓出入运输模块包括了AGV小车，利用AGV小车将料仓输入或输出智能立体仓储系统，节约了占地面积，同时，提高了运输的灵活度。采用该智能立体仓储系统可以进一步提高生产效率，减少生产成本，同时，便于物料的查找，减轻工作人员的负担。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。
Claims (10)
1.一种智能立体仓储系统，其特征在于，所述的系统包括：
料仓识别模块，用于设别各个装有不同物料的料仓所处的位置；
料仓出入运输模块，包括AGV小车，通过AGV小车将料仓输入或输出所述的智能立体仓储系统；
控制模块，分别与所述的料仓识别模块及料仓出入运输模块相连接，用于控制管理所述的智能立体仓储系统中的各个模块，使所述的智能立体仓储系统中的各个模块协调工作。
2.根据权利要求1所述的智能立体仓储系统，其特征在于，所述的智能立体仓储系统还包括立体框架模块及料仓输送模块；
所述的立体框架模块，由支撑框架及分别位于该支撑框架两侧的两个导向装置构成；
料仓输送模块，位于所述的立体框架模块内部，该料仓输送模块包括：数个料仓支撑架、传送机构及两根链条；
所述的链条为收尾相连的环状结构；
两根所述的链条分别设于所述的支撑框架的两侧，与对应的导向装置相邻；
所述的传送机构分别与两根所述的链条相连接，由所述的传送机构带动所述的链条运动，所述的传送机构与所述的控制模块相连接；
每根所述的料仓支撑架的两端均分别与对应的链条相连接，由位于所述的支撑框架两侧的两根所述的链条带动所述的料仓支撑架运动；且所述的料仓支撑架还与所述的导向装置相连接；每根所述的料仓支撑架上均放有对应的料仓。
3.根据权利要求2所述的智能立体仓储系统，其特征在于，所述的料仓识别模块包括接近传感器及感应板；
所述的感应板设于所述的料仓支撑架上，该料仓支撑架为数个所述的料仓支撑架中的任一个；
所述的接近传感器设于所述的支撑框架的一侧，且该接近传感器与所述的链条相邻，所述的接近传感器与所述的控制模块相连接。
4.根据权利要求3所述的智能立体仓储系统，其特征在于，所述的接近传感器通过传感器支架固定于所述的支撑框架上。
5.根据权利要求2所述的智能立体仓储系统，其特征在于，所述的传送机构包括伺服电机、传动轴及两组传动单元；
两组所述的传动单元分别位于所述的支撑框架的两侧，且两组所述的传动单元分别与两根所述的链条对应连接；
所述的伺服电机通过所述的传动轴分别与两组传动单元相连接。
6.根据权利要求5所述的智能立体仓储系统，其特征在于，每组所述的传动单元均包括主动链轮、输送链、第一从动链轮、张紧轮、第二从动链轮及第三从动链轮；
所述的主动链轮与所述的传动轴相连接；
所述的主动链轮还通过输送链带动所述的第一从动链轮运动；
所述的张紧轮与所述的输送链相连接；
所述的第一从动链轮与所述的第二从动链轮相连接，所述的第二从动链轮通过所述的链条带动所述的第三从动链轮运动。
7.根据权利要求2所述的智能立体仓储系统，其特征在于，每根所述的料仓支撑架的两端均对称设有一连接板，所述的料仓支撑架通过位于两端的两个连接板分别与两侧的两根链条相连接，所述的连接板还与对应的导向装置相连接。
8.根据权利要求2所述的智能立体仓储系统，其特征在于，所述的立体框架模块还包括两个外部护罩，两个所述的外部防护罩分别设于支撑框架的两侧。
9.根据权利要求2所述的智能立体仓储系统，其特征在于，所述的料仓出入运输模块还包括七轴机器人单元和输送辊床单元；
所述的七轴机器人单元用于将所述的料仓在所述的输送辊床单元及料仓支撑架之间进行传递；
所述的输送辊床单元用于将所述的料仓在所述的七轴机器人单元及AGV小车之间进行传递；
所述的输送辊床单元及七轴机器人单元均与所述的控制模块相连接。
10.根据权利要求9所述的智能立体仓储系统，其特征在于，所述的七轴机器人单元包括机器人装置，机器人第七轴；所述的机器人装置在所述的机器人第七轴上进行移动；所述的机器人装置上设有机器人抓手，通过该机器人抓手将所述的料仓在所述的输送辊床单元及料仓支撑架之间进行传递，所述的机器人装置与所述的控制模块相连接。
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