CN109292346A - 穿梭车式仓储系统及货物转移方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种穿梭车式仓储系统，包括：穿梭车，用于对接工位与仓储区域之间的货物转移；对接机器人，用于生产区域与该对接工位之间的货物转移；控制器，用于当进行货物转移操作时，对该对接机器人进行位置误差调整，并对该穿梭车进行姿态误差调整。本发明的穿梭车式仓储系统，通过调整对接机器人的位置，及调整穿梭车的姿态，以代替提高堆垛机精度的方案，实现仓储与生产线的对接，控制设备成本。
Description
技术领域
本发明涉及智能物流设备领域，特别是涉及一种用于自动化立体仓库出入库与生产线机器人对接的穿梭车式仓储系统，以及使用该穿梭车式仓储系统进行货物转移的方法。
背景技术
近几年，物流行业在“中国制造2025”大背景下得以高速发展，高铁转向架等部件加工制造中的物流过程亟需与时俱进，引入自动化仓储系统。在高速动车组关键零部件智能制造新模式应用中，仓库与加工生产线的对接由有轨穿梭车实现。现阶段仓储物流设备定位精度低，导致不能实现高速动车组关键零部件与仓库内对接机器人的精确对接。中国国家发明“一种新型智能立体车库AGV搬运小车”，申请公布号为“CN108487750A”，申请日为2018年6月8日，公开了一种AGV搬运小车，采用激光测距仪对AGV搬运小车进行导航纠偏及定位，其定位计算复杂，且需要对AGV搬运小车同时进行位置和姿态纠偏，使AGV搬运小车结构复杂，制造成本较高。因此，需要提出一种仓储设备的技术方案，在提高定位精度的同时，降低成本。
发明内容
为解决上述问题，本发明公开了一种穿梭车式仓储系统，包括：穿梭车，用于进行对接工位与仓储区域之间的货物转移；对接机器人，用于进行生产区域与该对接工位之间的货物转移；控制器，用于当进行货物转移操作时，对该对接机器人进行位置误差调整，并对该穿梭车进行姿态误差调整；堆垛机，用于进行该仓储区域与该对接工位之间的货物转移；其中该控制器分别与该穿梭车和该对接机器人电性连接。
进一步地，该穿梭车包括：回转托盘，用于放置该货物，该回转托盘安装于该穿梭车的车体上部，与该车体活动连接，该回转托盘的转轴垂直于水平面；回转机构，用于调整该回转托盘姿态，该回转机构安装于该车体与该回转托盘之间，接收该控制器的指令，通过调整该回转托盘的姿态，以调整该回转托盘上的该货物的姿态；该回转机构包括伺服装置，该伺服装置分别与该车体和该回转托盘机械连接，并与该控制器电性连接，通过调整该回转托盘的姿态以调整该穿梭车的姿态；该回转机构还包括回转轴承，该回转托盘通过该回转轴承与该车体活动连接。
优选地，该伺服装置为伺服电缸，该伺服电缸通过伸缩推动该回转托盘旋转以调整该回转托盘的姿态。
进一步地，该控制器包括位置姿态传感器，用于获取该货物的位置和姿态，以及该穿梭车的位置和姿态。
优选地，该位置姿态传感器为视觉识别传感器，设置于该对接工位上方。
优选地，该穿梭车为轨道式穿梭车。
本发明还公开了一种货物转移方法，包括：
货物出库步骤，通过穿梭车将货物由仓储工位转移至对接工位；获取该穿梭车的位置和姿态；根据该穿梭车的位置调整对接机器人的位置；调整该穿梭车的姿态；当满足货物转移操作的姿态要求时，通过该对接机器人抓取该货物，将该货物转移至生产区域；
货物入库步骤，该穿梭车运行至该对接工位；该对接机器人抓取该货物由该生产区域转移至该对接工位；获取该穿梭车的位置和姿态；根据该穿梭车的位置调整该对接机器人的位置；调整该穿梭车的姿态；当满足该货物转移操作的姿态要求时，将该货物放置在该穿梭车上；通过该穿梭车将该货物转移至该仓储工位；
库内转移步骤，通过堆垛机，将该货物由仓储区域转移至该仓储工位的该穿梭车上，或由该仓储工位的该穿梭车上转移至该仓储区域。
进一步地，通过控制器的位置姿态传感器获取该穿梭车的位置和姿态。
优选地，该位置姿态传感器为设置于该对接工位上方的视觉识别传感器。
进一步地，该货物转移操作的姿态要求为：该穿梭车的姿态相对于该对接机器人的姿态，偏差角度小于或等于该对接机器人的最大允许角度误差。
进一步地，该货物出库步骤还包括：对该穿梭车的姿态进行多次调整，直到满足该货物转移操作的姿态要求。
进一步地，其特征在于，该货物入库步骤还包括：对该穿梭车的姿态进行多次调整，直到满足该货物转移操作的姿态要求。
附图说明
图1是本发明的穿梭车式仓储系统的货物出入库方案示意图。
图2是本发明的穿梭车式仓储系统示意图。
图3是本发明的穿梭车结构正视图。
图4是本发明的穿梭车结构俯视图。
图5是本发明的货物转移方法工作流程图。
其中，附图标记为：
1：穿梭车 2：对接机器人
3：控制器 4：堆垛机
5：货架 11：车体
12：回转托盘 13：回转轴承
14：伺服电缸 15：轨道
P1：生产区域 P2：对接工位
P3：仓储工位 P4：仓储区域
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做出进一步的详细说明，所描述的实施例仅仅是本发明的一种实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。
本发明公开了一种穿梭车式仓储系统，通过分别对穿梭车进行姿态调整和对对接机器人进行位置调整，以提高货物入库和出库时的定位精度，补偿自动化立体库堆垛机出入库误差。
本发明的穿梭车式仓储系统包括：穿梭车1、对接机器人2、控制器3和堆垛机4，其中穿梭车1用于对接工位P2与仓储区域P3之间的货物转移，对接机器人2用于生产区域P1与对接工位P2之间的货物转移，堆垛机4用于进行仓储区域P3与对接工位P2之间的货物转移。图1是本发明的穿梭车式仓储系统的货物出入库方案示意图。如图1所示，具体来说，本发明的穿梭车式仓储系统具有多个区域，包括生产区域P1、对接工位P2、仓储工位P3和仓储区域P4。控制器3设置于对接工位P2上方，货物入库环节中，货物在某一个生产环节完成对应工序后，进入生产区域P1，由对接机器人2抓取货物，并移动至对接工位P2，此时穿梭车1由穿梭车工位P4移动至对接工位P2，处于对接机器人2的下方，在控制器3控制下调整穿梭车1的姿态和对接机器人2的位置，并由对接机器人2将货物放置穿梭车1上，穿梭车1运送货物至仓储工位P3，与堆垛机4对接，由堆垛机4从穿梭车1上取下货物并移动至仓储区域P4；货物出库环节中，货物需向下一个生产环节移动时，堆垛机4从仓储区域P4取出货物，移动至仓储工位P3，将货物放置于穿梭车1上，由穿梭车1运送货物至对接工位P2，对接机器人2移动至对接工位P2，处于穿梭车1上方，在控制器3控制下调整穿梭车1的姿态和对接机器人2的位置，并由对接机器人2抓取货物，并移动货物至生产区域P1。在实际的生产线，还可以对应货物入库操作和货物出库操作，根据生产流程、零部件种类等实际情况，将仓储工位P3划分为一个或多个入库工位，以及一个或多个出库工位，本发明并不以此为限。相对于现有技术的仓储系统，本发明的穿梭车式仓储系统还在对接工位P2上方设置控制器3，以在货物入库环节和货物出库环节中，对穿梭车1的姿态进行调整，并对对接机器人2的位置进行调整，以满足各生产环节中对货物的定位精度要求。具体来说，穿梭车1调整后的姿态相对于对接机器人2的姿态误差应小于或等于对接机器人2的最大允许角度误差，此时可保证对接机器人2准确抓取货物并满足生产环节的定位精度要求。在一些实施例中，对接机器人2的最大允许角度误差为±0.5°，经现场调试及测试后的穿梭车1调整后姿态与对接机器人2姿态之间的夹角可以达到不大于0.5°。
图2是本发明的穿梭车式仓储系统示意图。如图2所示，穿梭车1可以为AGV(Automated Guided Vehicle，自动导引转移车)或RGV(Rail Guided Vehicle，轨道导引转移车)，于本发明的实施例中，穿梭车1采用具有轨道的RGV穿梭车；控制器3采用激光、惯导、电磁、视觉识别等传感器，为提高穿梭车1的位置姿态识别精度，并降低设备成本，本发明的实施例采用视觉识别传感器，例如是数字摄像头，本发明并不以此为限；控制器3识别处于对接工位P2上的穿梭车1相对对接机器人2的位置和姿态，调整穿梭车1的姿态以补偿穿梭车1的姿态误差，并调整对接机器人2的位置以补偿穿梭车1的位置误差，当穿梭车1相对对接机器人2的位置和姿态满足货物转移操作要求，进行货物转移操作。图3是本发明的穿梭车结构正视图。图4是本发明的穿梭车结构俯视图。如图3和4所示，穿梭车1包括车体11和回转托盘12，回转托盘12通过回转轴承13与车体11活动连接，并可以绕垂直于水平面的轴A旋转，伺服电缸14的两端分别连接车体11和回转托盘12，当伺服电缸14在控制器3的控制下进行作用时，产生旋转力矩推动回转托盘12旋转，以补偿货物转移操作中的姿态误差；穿梭车1还包括轨道15，轨道15铺设于对接工位P2和仓储工位P3之间，使穿梭车1可以沿轨道15往返于对接工位P2和仓储工位P3。本发明还可以采用其他扭矩输出设备使回转托盘12旋转，例如是力矩电机或液压马达等，本发明并不以此为限。
图5是本发明的货物转移方法工作流程图。如图5所示，本发明的货物转移方法具体包括：
步骤S1，穿梭车进入对接工位；如进行货物入库，则对接机器人抓取货物并移动至对接工位上方，穿梭车空车运行至对接工位等待接取货物；如进行货物出库，则对接机器人移动至对接工位上方，穿梭车运载货物运行至对接工位等待对接机器人抓取货物；
步骤S2，控制器识别穿梭车的位置及姿态；
步骤S3，控制器调整对接机器人的位置，以补偿穿梭车的位置误差；
步骤S4，控制器调整穿梭车的回转托盘姿态，以补偿穿梭车的姿态误差；
步骤S5，控制器再次识别穿梭车的姿态，当穿梭车相对对接机器人的姿态误差的偏差角度不大于对接机器人的最大允许角度误差时，进行步骤S6，否则返回步骤S4再次调整回转托盘的姿态；
步骤S6，穿梭车与对接机器人进行对接，进行货物转移操作；如进行货物入库，则对接机器人将货物放置在穿梭车的回转托盘，穿梭车运载货物至仓储工位，并与堆垛机对接；如进行货物出库，则对接机器人从穿梭车上抓取货物，并将货物移动至生产区域；
步骤S7，穿梭车的回转托盘恢复初始位置。
穿梭车与堆垛机的对接操作，以及堆垛机将货物由仓储工位转移至仓储区域和将货物由仓储区域转移至仓储工位的操作，属于现有仓储系统中常用的技术手段，此处不再赘述。
本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (17)
1.一种穿梭车式仓储系统，其特征在于，包括：
穿梭车，用于进行对接工位与仓储工位之间的货物转移；
对接机器人，用于进行生产区域与该对接工位之间的货物转移；
控制器，用于当进行货物转移操作时，对该对接机器人进行位置误差调整，并对该穿梭车进行姿态误差调整；该控制器分别与该穿梭车和该对接机器人电性连接。
2.如权利要求1所述的穿梭车式仓储系统，其特征在于，该穿梭车包括回转托盘，用于放置该货物，该回转托盘安装于该穿梭车的车体上部，与该车体活动连接，该回转托盘的转轴垂直于水平面。
3.如权利要求2所述的穿梭车式仓储系统，其特征在于，该穿梭车还包括回转机构，用于调整该回转托盘姿态，该回转机构安装于该车体与该回转托盘之间，接收该控制器的指令，通过调整该回转托盘的姿态，以调整该回转托盘上的该货物的姿态。
4.如权利要求3所述的穿梭车式仓储系统，其特征在于，该回转机构包括伺服装置，该伺服装置分别与该车体和该回转托盘机械连接，并与该控制器电性连接，通过调整该回转托盘的姿态以调整该穿梭车的姿态。
5.如权利要求4所述的穿梭车式仓储系统，其特征在于，该伺服装置为伺服电缸，该伺服电缸通过伸缩推动该回转托盘旋转以调整该回转托盘的姿态。
6.如权利要求4所述的穿梭车式仓储系统，其特征在于，该回转机构还包括回转轴承，该回转托盘通过该回转轴承与该车体活动连接。
7.如权利要求1所述的穿梭车式仓储系统，其特征在于，该控制器包括位置姿态传感器，用于获取该货物的位置和姿态，以及该穿梭车的位置和姿态。
8.如权利要求7所述的穿梭车式仓储系统，其特征在于，该位置姿态传感器为视觉识别传感器，设置于该对接工位上方。
9.如权利要求1所述的穿梭车式仓储系统，其特征在于，还包括堆垛机，用于进行仓储区域与该仓储工位之间的货物转移。
10.如权利要求1所述的穿梭车式仓储系统，其特征在于，该穿梭车为轨道式穿梭车。
11.一种货物转移方法，适用于如权利要求1～10任一项所述的穿梭车式仓储系统，其特征在于，该货运方法包括：
货物出库步骤，通过穿梭车将货物由仓储工位转移至对接工位；获取该穿梭车的位置和姿态；根据该穿梭车的位置调整对接机器人的位置；调整该穿梭车的姿态；当满足货物转移操作的姿态要求时，通过该对接机器人抓取该货物，将该货物转移至生产区域；
货物入库步骤，该穿梭车运行至该对接工位；该对接机器人抓取该货物由该生产区域转移至该对接工位；获取该穿梭车的位置和姿态；根据该穿梭车的位置调整该对接机器人的位置；调整该穿梭车的姿态；当满足该货物转移操作的姿态要求时，将该货物放置在该穿梭车上；通过该穿梭车将该货物转移至该仓储工位。
12.如权利要求11所述的货物转移方法，其特征在于，通过控制器的位置姿态传感器获取该穿梭车的位置和姿态。
13.如权利要求12所述的货物转移方法，其特征在于，该位置姿态传感器为设置于该对接工位上方的视觉识别传感器。
14.如权利要求11所述的货物转移方法，其特征在于，该货物转移操作的姿态要求为：该穿梭车的姿态相对于该对接机器人的姿态，偏差角度小于或等于该对接机器人的最大允许角度误差。
15.如权利要求14所述的货物转移方法，其特征在于，该货物出库步骤还包括：对该穿梭车的姿态进行多次调整，直到满足该货物转移操作的姿态要求。
16.如权利要求14所述的货物转移方法，其特征在于，该货物入库步骤还包括：对该穿梭车的姿态进行多次调整，直到满足该货物转移操作的姿态要求。
17.如权利要求14所述的货物转移方法，其特征在于，还包括：
库内转移步骤，通过堆垛机，将该货物由仓储区域转移至该仓储工位的该穿梭车上，或由该仓储工位的该穿梭车上转移至该仓储区域。
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