CN109748102A - 板材智能存储分拣设备、升降托架及存储分拣方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种板材智能存储分拣设备、升降托架及存储分拣方法，能够实现对板材的智能入库、存储和出库，从而实现对板材分拣存储流水线的智能化升级，有效提高板材的分拣存储效率，技术方案包括存储架、分拣机构及输送线机构，分拣机构包括主体支架、轨道、升降托架、分拣盘及主控制器；升降托架包括包括托架主体和防坠落组件，防坠落组件包括托架侧板、提升连接板、杠杆组件、L形防坠落杆及限位挡板，存储分拣方法包括布局、入库和出库。
Description
技术领域
本发明涉及板材分拣存储设备领域，具体为一种板材智能存储分拣设备、升降托架及存储分拣方法。
背景技术
随着人们定制化家具(板式家具)越来越青睐，定制化家具已经进入了一个高速发展的时期，为了配合市场发展的趁势，国内很多企业都在积极建设自有的暂存分拣统，比如知名的索菲亚与南京我乐。
在现有的板材加工工艺中，为提高原料的利用率，通常将来自于不同订单的不同尺寸板材在同一块原材料中进行切割，然后统一放置到流水线上输送至下一工位，这一方式的缺陷在于，同一订单的板材分散在不同的批次中，后续进行订单中板材的封边、包装以及生产过程中的时候，同一订单的板材需要从不同的批次中进行分拣，这种分拣工序较为繁琐，导致后续生产过程中的效率低，从而使板材加工成本升高。
因此，需要设计一种分拣设备，集智能入库、智能存储和智能出库于一体，有效提高板材生产的作业效率，降低工业成本。
发明内容
本发明提供了一种板材智能分拣存储设备和存储分拣方法，实现对板材的智能入库、存储和出库，从而实现对板材分拣存储流水线的智能化升级，有效提高板材的分拣存储效率。
本发明所述板材智能分拣存储设备的技术方案在于：
包括存储架、分拣机构及输送线机构，输送线机构设于分拣机构一侧，用于输送板材，两组所述存储架分设于输送线两侧，用于存储板材；
所述分拣机构包括主体支架、轨道、升降托架、分拣盘及主控制器，所述轨道沿输送线机构的输送方向设置，主体支架设于轨道上，升降托架与主体支架连接，能够沿主体支架纵向升降，分拣盘设于升降托架上，能够沿水平方向伸缩，用于抓取板材和将板材放置在存储架上；
所述分拣盘上设有多组通过主控制器控制的吸盘，用于对板材的吸附和释放；
所述输送线机构上位于存储架上游的区段设有扫码单元，用于识别经过该区域的板材条码信息，扫码单元与主控制器连接，所述输送线机构上位于两组存储架之间的区域设有零点位置，作为分拣机构抓取板材的起始点。
作为上述方案的优选，所述主体支架包括底座及设于底座上的两根立柱，底座设于轨道上，底座上设有驱动机构，能够驱动底座沿轨道移动，两根立柱上设有上各设有一组升降传动机构，所述升降托架设于两根立柱之间，与升降传动机构连接，分拣盘水平设于升降托架上，与升降托架通过直线滑动组件连接，使分拣盘能够在水平且垂直于输送线的方向向两侧的存储架运动，并能够使分拣盘伸入存储架内放置和抓取板材，所述驱动机构、升降传动机构和直线滑动组件分别连接主控制器。
作为上述方案的优选，所述分拣盘上设有多组吸盘，吸盘头朝下，且所有吸盘的下端平齐，每组吸盘分别连接一组电磁阀，所有电磁阀同时连接真空泵和空气压缩机，电磁阀通过主控制器控制；所述分拣盘上的吸盘以分拣盘上平行于板材输送方向的中线为对称轴成轴对称分布，且吸盘在分拣盘上的分布密度沿板材输送方向逐渐减小。
作为上述方案的优选，所述输送线机构包括多组滚筒线，顺次排列形成输送线，每组滚筒线配置有一组光电传感器和一组驱动电机，分别与主控制器连接，光电传感器用于检测经过该段滚筒线的板材信号，所述输送线机构上的零点位置与存储架沿输送线方向的中点对应，该零点位置处设有用于对板材定位的挡板；所述扫码单元为扫码枪。
作为上述方案的优选，与存储架下游一侧边对应的滚筒线上的光电传感器作为出库传感器，在该段滚筒线上位于存储架的下游。
作为上述方案的优选，所述存储架为一种多层存储架，多层存储架每一层的层板上均匀分布有多个通孔，两组存储架相对设置，其中一组存储架位于输送线机构上方，升降托架能够带动分拣盘在两组存储架之间实现横向和纵向移动。
上述存储分拣设备对板材的存储分拣方法如下：
一、布局
1.1、将需要进行分拣的板材信息导入主控制器内；
1.2、主控制器根据每块板材的尺寸信息为每一块板材分配在货架上的存放位置；
二、入库
2.1、板材通过滚筒线向板材存储区域移动，扫码枪对经过的板材进行扫码，并将获取的板材信息传送至主控制器；
2.2、板材到达零点位置后，该段滚筒线停止工作，板材等待分拣机构的分拣；
2.3、主控制器控制分拣机构的分拣盘移动至位于零点位置的板材上方，与吸盘连接的真空泵产生负压，通过吸盘将板材吸附，再根据步骤1.2中的为对应板材分配的存放位置将对应的板材放置于存放区域；
三、出库
3.1、主控制器获取出库指令，分拣机构带动分拣盘移动至指定的板材位置，通过真空泵产生负压，使板材被吸盘吸附，再通过分拣机构将分拣盘移动至零点位置下游的滚筒线上，释放板材，完成出库。
在步骤2.1中，在扫码枪所对应的滚筒线上没有板材的状态下，扫码枪处于待机状态，当扫码枪上游相邻的光电传感器检测到有板材经过时，主控制器控制扫码枪启动扫码功能，板材通过扫码枪下游相邻的光电传感器后，主控制器控制扫码枪恢复至待机状态。
在步骤2.3中，还包括以下步骤：
2.3.1、初始状态下，分拣机构的分拣盘上游侧边位于零点位置处，板材到达零点后，分拣机构的主体支架向上游移动一段距离，该距离与当前零点位置的板材长度相等；
2.3.2、主控制器控制滑动组件向板材方向伸出至板材上方，其伸出长度与当前零点位置的板材宽度相等；
2.3.3、主控制器控制升降传动机构带动升降托架向下运动，直至将吸盘下端压在板材上表面，主控制器控制位于板材正上方的吸盘所连接的电磁阀开启，并启动与电磁阀连接的真空泵工作，产生负压，将板材吸附在分拣盘上。
在步骤2.3.3和步骤3.1中，在采用负压吸附板材之前，主控制器先启动空气压缩机产生正压，通过吸盘向板材表面吹气，以除去板材表面灰尘和杂质。
所述步骤3.1中，当分拣机构抓取板件准备出库时，主控制器需通过出库传感器判断上一块板材是否已经完全通过出库传感器，若出库传感器检测到上一块板材已经完全通过出库传感器，则主控制器控制分拣机构将抓取的板材放置在零点位置下游的滚筒线上进行出库，若出库传感器检测到上一块板材未通过或未完全通过出库传感器，则主控制器向分拣机构的底座驱动机构/升降传动机构/电磁阀发出等待指令，等待上一块板材完全离开出库传感器后再执行出库指令。
当任意一组滚筒线上的光电传感器检测到该滚筒线上有板材停留时，下一块板材到达该滚筒线上游相邻的滚筒线后，该上游相邻的滚筒线停止工作，使对应的板材停止前进，等待上一块板材离开后，再进入下一组滚筒线。
在步骤1.2中，以板材的输送方向为x轴，垂直于输送方向为y轴，则为每一块板材分配存放位置的方法为：板材先从零点位置开始放置，先沿y轴方向排列，当y轴方向的剩余空间宽度不足以放置一块板材后，则分拣机构沿x轴方向偏移一段距离，以避开已经分配了板材的区域，再沿y轴方向逐件排列，相邻的板材之间留有间隔。
上述结构的分拣存储设备中，分拣机构具有三个自由度，能够适用于较大的存储架，从而提高板材的分拣存储量。
滚筒线上设置零点位置，分拣盘对板材的分拣从存储架的每一层的中央(对应零点位置)开始，向存储架的两侧辐射，能够有效减少分拣机构的移动距离，提高分拣效率。
上述结构中，设置出库传感器，能够有效保证板材的出库顺序，避免板材出库顺序发生混乱。
采用上述存储分拣设备和方法，能够提高板材生产生产效率和对板材生产过程的智能化管理，有利于促进板材生产流水线的智能化转型升级。
本发明还提供了一种具有防坠落功能的升降托架，尤其适用于上述存储分拣设备的分拣机构中的升降托架，能够有效提高设备运行的安全性。
所述防坠落升降托架包括托架主体和防坠落组件，所述托架主体与分拣盘连接，防坠落组件有两组，分设于托架主体两侧，所述托架主体设于两根立柱之间；
所述防坠落组件包括托架侧板、提升连接板、杠杆组件、L形防坠落杆及限位挡板，两块托架侧板分别固定于托架主体的两端，托架侧板外侧面分别与一根立柱正相对，每块托架侧板上设有一块提升连接板，所述提升连接板与升降传动机构连接，升降传动机构通过提升连接板能够带动托架侧板纵向运动；
所述杠杆组件设于托架侧板内侧面，一端与提升连接板连接，另一端连接L形防坠落杆；
所述托架侧板上设有第一通孔，所述限位挡板设于第一通孔一侧，且位于托架侧板的外侧面，所述L形防坠落杆穿过第一通孔，且L形防坠落杆上穿过第一通孔的区段位于限位挡板和立柱之间；
所述限位挡板垂直于托架侧板且相对于立柱倾斜设置，限位挡板上端到立柱的距离小于L形防坠落杆上穿过第一通孔的区段的直径。
作为上述方案的优选，所述托架侧板上设有一纵向长孔，所述长孔的长度大于提升连接板的高度，所述提升连接板垂直于托架侧板穿过所述长孔，位于托架侧板外侧面的一端与升降传动机构连接，位于托架侧板内侧面的一端与杠杆组件连接，所述杠杆组件包括杠杆和支点，所述支点固定在托架侧板上。
作为上述方案的优选，所述托架侧板上设有两个第一通孔，两第一通孔为方孔，呈“八”字形分布，且两第一通孔位于立柱的两侧，每个第一通孔的远离立柱的一侧设有一块所述限位挡板，两块限位挡板呈“八”字形分布，所述L形防坠落杆有两根，一端分别穿过两个第一通孔并延伸至立柱和对应的限位挡板之间的区域，另一端与杠杆铰接，两根L形防坠落杆呈“人”字形分布，所述L形防坠落杆的位于限位挡板和立柱之间的区段上还套设有轴套。
作为上述方案的优选，所述托架侧板外侧面多组限位滚轮，且位于立柱两侧，能够与立柱侧壁接触，用于对立柱的横向限位，所述托架侧板上还设有多组支撑滚轮，位于托架侧板与立柱之间，所述支撑滚轮的中心轴横向设置，支撑滚轮侧壁能够与立柱接触，用于对立柱的支撑，所述升降托架在升降过程中，支撑滚轮能够同步转动。
上述升降托架配置了防坠落机构，能够通过连杆组件和杠杆组件的传动，使L形夹紧杆卡在夹紧板和主体支架立柱之间，从而能够在极短时间内阻止升降托架的坠落。
附图说明
图1为本发明实施例一中所述板材智能存储分拣设备的主视图。
图2为本发明实施例一中所述板材智能存储分拣设备的侧视图。
图3为本发明实施例一中输送线机构的结构示意图。
图4为图3中的局部结构放大示意图。
图5-图8为本发明实施例一中分拣机构的结构示意图。
图9为本发明实施例一中吸盘在分拣盘上分布的结构示意图。
图10为本发明实施例一中的电气控制系统示意图。
图11为本发明实施例二中所述升降托架的结构示意图。
图12-图16为本发明实施例二中所述防坠落组件的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图详细描述本发明的实施例
实施例一板材存储分拣设备与方法
板材存储分拣设备的结构包括存储架1、分拣机构2及输送线机构3，输送线机构3设于分拣机构2一侧，用于输送板材，两组所述存储架1分设于输送线两侧，用于存储板材；
所述分拣机构2包括主体支架、轨道22、升降托架25、分拣盘21及主控制器，所述轨道22沿输送线机构3的输送方向设置，主体支架设于轨道22上，升降托架25与主体支架连接，能够沿主体支架纵向升降，分拣盘21设于升降托架25上，能够沿水平方向伸缩，用于抓取板材和将板材放置在存储架1上；
所述分拣盘21上设有多组通过主控制器控制的吸盘211，用于对板材的吸附和释放；
所述输送线机构3上位于存储架1上游的区段设有扫码单元33，用于识别经过该区域的板材条码信息，扫码单元33与主控制器连接，所述输送线机构3上位于两组存储架1之间的区域设有零点位置4，作为分拣机构2抓取板材的起始点。
所述主体支架包括底座及设于底座上的两根立柱24，底座设于轨道22上，底座上设有驱动机构23，能够驱动底座沿轨道22移动，两根立柱24上设有上各设有一组升降传动机构26，所述升降托架25设于两根立柱24之间，与升降传动机构26连接，分拣盘21水平设于升降托架25上，与升降托架25通过直线滑动组件27连接，使分拣盘21能够在水平方向且垂直于输送线的方向向两侧的存储架1运动，并能够使分拣盘21伸入存储架1内放置和抓取板材，所述驱动机构23、升降传动机构26和直线滑动组件27分别连接主控制器。
所述分拣盘21上设有多组吸盘211，吸盘211头朝下，且所有吸盘211的下端平齐，每组吸盘211分别连接一组电磁阀28，所有电磁阀28同时连接真空泵和空气压缩机，电磁阀28通过主控制器控制；所述分拣盘21上的吸盘211以分拣盘21上平行于板材输送方向的中线为对称轴成轴对称分布，且吸盘211在分拣盘21上的分布密度沿板材输送方向逐渐减小。
所述输送线机构3包括多组滚筒线31，顺次排列形成输送线，每组滚筒线31配置有一组光电传感器32和一组驱动电机(滚筒线通过驱动电机和皮带传动为现有技术，附图中未反映)，分别与主控制器连接，光电传感器32用于检测经过该段滚筒线31的板材信号，所述输送线机构3上的零点位置4与存储架1沿输送线方向的中点对应，该零点位置4处设有用于对板材定位的挡板34；所述扫码单元33为扫码枪。
与存储架1下游一侧边对应的滚筒线31上的光电传感器作为出库传感器321，在该段滚筒线31上位于存储架1的下游。
所述存储架1为一种多层存储架1，多层存储架1每一层的层板上均匀分布有多个通孔，两组存储架1相对设置，其中一组存储架1位于输送线机构3上方，升降托架25能够带动分拣盘21在两组存储架1之间实现横向和纵向移动。
上述存储分拣设备的工作原理包括以下三个部分：
一、布局
1.1、将需要进行分拣的板材信息传输至主控制器内，所述的板材信息包括板材长度、宽度、厚度、花色、封边带颜色、打孔数据等。
板材在进行切割之前，会通过上位机对原料进行布料和切割路径规划，生成每一块板材的信息。
1.2、上述板材信息被传送至主控制器，主控制器根据每块板材的相关信息(板材长度、宽度等尺寸信息)为每一块板材分配在货架上的存放位置；
二、入库
2.1、板材被切割后，通过封边、打孔等工序后，通过滚筒线31向板材存储区域移动，扫码枪对经过的板材进行扫码，并将获取的板材信息传送至主控制器；
2.2、板材到达零点位置4后，该段滚筒线31停止工作，板材等待分拣
机构2的分拣；
2.3、当零点位置4有板材停靠时，主控制器控制分拣机构2的分拣盘21移动至位于零点位置4的板材上方，与吸盘211连接的真空泵产生负压，通过吸盘211将板材吸附，再根据步骤1.2中的分配的存放位置信息将对应的板材移动至对应的区域，并放置于存储架1对应的区域；
三、出库
3.1、主控制器获取出库指令，分拣机构2带动分拣盘21移动至指定空间坐标位置，通过真空泵产生负压，使板材被吸盘211吸附，再通过分拣机构2将分拣盘21移动至零点位置4下游的滚筒线31上，释放板材，完成出库。
在步骤2.1中，在扫码枪所对应的滚筒线31上没有板材的状态下，扫码枪处于待机状态，当扫码枪上游相邻的光电传感器32检测到有板材经过时，主控制器控制扫码枪启动扫码功能，板材通过扫码枪下游相邻的光电传感器32后，主控制器控制扫码枪恢复至待机状态。在不进行扫码工作时，使扫码枪处于待机状态，能够避免扫码枪长时间处于扫码状态，这一方式既有助于有效降低生产线的能耗，同时也能够有效提高扫码枪的使用寿命。
在步骤2.3中，还包括以下步骤：
2.3.1、初始状态下，分拣机构2的分拣盘21上游侧边位于零点位置4处，板材到达零点后，分拣机构2的主体支架向上游移动一段距离，该距离与当前零点位置4的板材长度相等；
2.3.2、主控制器控制滑动组件向板材方向伸出至板材上方，其伸出长度与当前零点位置4的板材宽度相等；
2.3.3、主控制器控制升降传动机构26带动升降托架25向下运动，直至将吸盘211下端压在板材上表面，主控制器控制位于板材正上方的吸盘211所连接的电磁阀28开启，并启动与电磁阀28连接的真空泵工作，产生负压，将板材吸附在分拣盘21上。
在步骤2.3.3和步骤3.1中，在采用负压吸附板材之前，主控制器先启动空气压缩机产生正压，通过吸盘211向板材表面吹气，以除去板材表面灰尘和杂质，有助于提高吸盘211对板材的吸附力，保证分拣盘21的对板材抓取、转运过程中的稳定性。
所述步骤3.1中，当分拣机构2抓取板件准备出库时，主控制器需通过出库传感器判断上一块板材是否已经完全通过出库传感器，若出库传感器检测到上一块板材已经完全通过出库传感器，则主控制器控制分拣机构2将抓取的板材放置在零点位置4下游的滚筒线31上进行出库，若出库传感器检测到上一块板材未通过或未完全通过出库传感器，则主控制器向分拣机构2的底座驱动机构/升降传动机构26/电磁阀28发出等待指令，等待上一块板材完全离开出库传感器后再执行出库指令。
当任意一组滚筒线31上的光电传感器32检测到该滚筒线31上有板材停留时，下一块板材到达该滚筒线31上游相邻的滚筒线31后，该上游相邻的滚筒线31停止工作，使对应的板材停止前进，等待上一块板材离开后，再进入下一组滚筒线31。
在步骤1.2中，以板材的输送方向为x轴，垂直于输送方向为y轴，则为每一块板材分配存放位置的方法为：板材先从零点位置4开始放置，先沿y轴方向排列，当y轴方向的剩余空间宽度不足以放置一块板材后，则分拣机构2沿x轴方向偏移一段距离，以避开已经分配了板材的区域，再沿y轴方向逐件排列，相邻的板材之间留有间隔。
采用上述存储分拣设备和方法，能够提高板材生产生产效率和对板材生产过程的智能化管理，有利于促进板材生产流水线的智能化转型升级。
需要说明的是：
1、在上述实施例中所述的零点位置4以设于两组滚筒线31交接处为优选，零点位置4上游一侧的滚筒线31上的光电传感器32位于该段滚筒线31的末端，用于检测到达零点位置4处的板材信号，零点位置4处的挡板用于对板材进行定位，如图4所示。
2、在本实施例中，与存储架1中点对应的位置设置零点位置4，是为了给分拣机构2提供一个抓取和停靠的基准位置，设置于存储架1中央位置，使分拣机构2抓取板材后从零点位置4对应的存储架1区域开始存储板材，可以使分拣机构2兼顾零点位置4上游和下游的存储区域，有效减少分拣机构2的位移距离
3、在本实施例中，出库传感器用于检测当前需要出库的板材是否已经完全离开存储架1区域，若该板材已经完全离开了存储架1区域，则下一块出库的板材即可由分拣机构2抓取并放置在滚筒线31上进行出库。若上一块板材还未完全离开储存架区域，则下一块待出库的板材则处于等待出库状态，直至上一块板材完全离开存储架1区域之后，再被分拣机构2抓取至滚筒线31上。这是由于在进行板材出库时，分拣机构2采用就近放置板材的原则，例如当抓取的板材位于零点位置4附近，则抓取后放置在靠近零点位置4下游的滚筒线31上进行出库。若抓取得板材位于靠近存储架1下游一侧的附近，则抓取后放置在靠近存储架1下游侧边以上的位置，这样就会导致，后抓取的板材比先抓取得板材更加靠近滚筒线31的下游。如果不设置出库传感器进行出库顺序的检测，则有可能存在后抓取的板材要比先抓取的板材优先出库，从而有可能打乱出库顺序，通过出库传感器的检测，则能够有效保障板材的出库顺序不被打乱。
4、在本实施例中，分拣盘21上的吸盘211以分拣盘21上平行于板材输送方向的中线为对称轴成轴对称分布，且吸盘211在分拣盘21上的分布密度沿板材输送方向逐渐减小(如图9所示)，是为了能够更有效适应不同尺寸的板材，提高板材抓取效率。因为无论何种尺寸的板材，始终以零点位置4为基准停靠并等待抓取，而分拣盘21停靠于零点位置4下游，因此分拣盘21上靠近滚筒线31上游的区域为优先接触板材的区域，如果板材尺寸较小，则只需要开启分拣盘21上靠近滚筒线31上游的小块区域的吸盘211即可抓取。
5、在本实施例中，所述底座上的驱动机构、升降传动机构26及直线滑动组件27均采用现有技术实现，例如底座的运动通过驱动电机驱动滚轮、皮带、丝杆等传动件带动底座在轨道上运动；升降托架25的运动采用驱动电机驱动皮带、链条等传动件带动升降托架25纵向运动；分拣盘21的运动通过驱动电机驱动直线导轨组件，使分拣盘21与直线导轨组件的滑块连接，以实现分拣盘21的水平伸缩运动；每组滚筒线31通过单独的驱动电机进行驱动，各驱动电机由主控制器统一控制，实现每组滚筒线31的独立启停。
其中，主控制器优选采用西门子S7-300，扫码枪优选采用SR-710超小型固定安装式扫码枪，吸盘211优选采用气立可CHELICP A双层真空吸盘，电磁阀28优选采用CYG2115-08电磁阀，光电传感器32和出库传感器均优选采用施克GTB6-N1211光电传感器，真空泵优选采用贝克VT4.40真空泵，空气压缩机优选采用易路安静音无油JYK35型号。
实施例二防坠落升降托架
本实施例为一种用于上述存储分拣设备的分拣机构2中的升降托架25，具备紧急状态下的防坠落功能。
所述升降托架25设于两根立柱24之间，立柱24上设有升降传动机构26(例如皮带传动组件或链条传动组件)，升降托架25与升降传动机构26连接，升降传动机构26能够带动升降托架25实现纵向升降；
升降托架25包括托架主体2501和防坠落组件2502，所述托架主体2501与分拣盘21连接，防坠落组件2502有两组，分设于托架主体2501两侧，所述托架主体2501设于两根立柱24之间；
所述防坠落组件2502包括托架侧板2503、提升连接板2504、杠杆组件2505、L形防坠落杆2506及限位挡板2511，两块托架侧板2503分别固定于托架主体2501的两端，托架侧板2503外侧面分别与一根立柱24正相对，每块托架侧板2503上设有一块提升连接板2504，所述提升连接板2504与升降传动机构连接，升降传动机构通过提升连接板2504能够带动托架侧板2503纵向运动；
所述杠杆组件2505设于托架侧板2503内侧面，一端与提升连接板2504连接，另一端连接L形防坠落杆2506；
所述托架侧板2503上设有第一通孔2508，所述限位挡板2511设于第一通孔2508一侧，且位于托架侧板2503的外侧面，所述L形防坠落杆2506穿过第一通孔2508，且L形防坠落杆2506上穿过第一通孔2508的区段位于限位挡板2511和立柱24之间；
所述限位挡板2511垂直于托架侧板2503且相对于立柱24倾斜设置，限位挡板2511上端到立柱24的距离小于L形防坠落杆2506上穿过第一通孔2508的区段的直径。
所述托架侧板2503上设有一纵向长孔2507，所述长孔2507的长度大于提升连接板2504的高度，所述提升连接板2504垂直于托架侧板2503穿过所述长孔2507，位于托架侧板2503外侧面的一端与升降传动机构26连接，位于托架侧板2503内侧面的一端与杠杆组件2505连接，所述杠杆组件2505包括杠杆和支点，所述支点固定在托架侧板2503上。
所述托架侧板2503上设有两个第一通孔2508，两第一通孔2508为方孔，呈“八”字形分布，且两第一通孔2508位于立柱24的两侧，每个第一通孔2508的远离立柱24的一侧设有一块所述限位挡板2511，两块限位挡板2511呈“八”字形分布，所述L形防坠落杆2506有两根，一端分别穿过两个第一通孔2508并延伸至立柱24和对应的限位挡板2511之间的区域，另一端与杠杆铰接，两根L形防坠落杆2506呈“人”字形分布，所述L形防坠落杆2506的位于限位挡板2511和立柱24之间的区段上还套设有轴套。
所述托架侧板2503外侧面多组限位滚轮2510，且位于立柱24两侧，能够与立柱24侧壁接触，用于对立柱24的横向限位，所述托架侧板2503上还设有多组支撑滚轮2509，位于托架侧板2503与立柱24之间，所述支撑滚轮2509的中心轴横向设置，支撑滚轮2509侧壁能够与立柱24接触，用于对立柱24的支撑，所述升降托架25在升降过程中，支撑滚轮2509能够同步转动。
上述结构的工作原理如下：
以升降传动机构26采用皮带传动为例，在正常状态下，提升连接板2504与皮带固定连接，皮带升降过程中带动提升连接板2504升降。提升连接板2504在升降过程中始终受到皮带施加的向上的拉力，从而使得杠杆的一端随提升连接板2504向上抬升，与L形防坠落杆2506连接的一端下压，两根L形防坠落杆2506同步向下运动。
由于两组第一通孔2508和两组限位挡板2511均呈“八”字形分布，因此限位挡板2511下端与立柱24之间的距离大于上端与立柱24之间的距离，当L形防坠落杆2506向下运动的过程中，会逐渐远离立柱24侧面，从而无法卡合在立柱24与限位挡板2511之间，升降托架25能够自由升降。
当升降过程中发生皮带断裂或皮带与提升连接板2504脱离的情况时，提升连接板2504所受到的向上的拉力会瞬间消失。则提升连接板2504在重力的作用下会瞬间沿长孔向下运动，提升连接板2504向下运动则带动杠杆一端下压，杠杆上与L形防坠落杆2506连接的一端则向上抬升，两根L形防坠落杆2506受到杠杆的拉力后向上运动。由于两组第一通孔2508和两组限位挡板2511均呈“八”字形分布，且两块限位挡板2511上端与立柱24之间的距离h小于L形防坠落杆2506上穿过第一通孔2508的区段的直径H，因此L形防坠落杆2506向上运动后，穿过第一通孔2508的区段会卡在对应的限位挡板2511与立柱24之间(类似于楔形卡合结构，即限位挡板2511与立柱24之间形成楔形空腔，L形防坠落杆2506上穿过第一通孔2508的区段为楔形块)，在L形防坠落杆2506与立柱24侧壁摩擦力的作用下，L形防坠落杆2506阻止了托架侧板2503继续向下坠落，从而能够有效起到防坠落作用。
上述结构中采用杠杆结构以及类楔形卡合结构，从而能够实现快速防坠落的功能。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (17)
1.一种板材智能存储分拣设备，其特征在于：包括存储架、分拣机构及输送线机构，输送线机构设于分拣机构一侧，用于输送板材，两组所述存储架分设于输送线两侧，用于存储板材；
所述分拣机构包括主体支架、轨道、升降托架、分拣盘及主控制器，所述轨道沿输送线机构的输送方向设置，主体支架设于轨道上，升降托架与主体支架连接，能够沿主体支架纵向升降，分拣盘设于升降托架上，能够沿水平方向伸缩，用于抓取板材和将板材放置在存储架上；
所述分拣盘上设有多组通过主控制器控制的吸盘，用于对板材的吸附和释放；
所述输送线机构上位于存储架上游的区段设有扫码单元，用于识别经过该区域的板材条码信息，扫码单元与主控制器连接，所述输送线机构上位于两组存储架之间的区域设有零点位置，作为分拣机构抓取板材的起始点。
2.根据权利要求1所述的板材智能存储分拣设备，其特征在于：所述主体支架包括底座及设于底座上的两根立柱，底座设于轨道上，底座上设有驱动机构，能够驱动底座沿轨道移动，两根立柱上设有上各设有一组升降传动机构，所述升降托架设于两根立柱之间，与升降传动机构连接，分拣盘水平设于升降托架上，与升降托架通过直线滑动组件连接，使分拣盘能够在水平且垂直于输送线的方向向两侧的存储架运动，并能够使分拣盘伸入存储架内放置和抓取板材，所述驱动机构、升降传动机构和直线滑动组件分别连接主控制器。
3.根据权利要求2所述的板材智能存储分拣设备，其特征在于：所述分拣盘上设有多组吸盘，吸盘头朝下，且所有吸盘的下端平齐，每组吸盘分别连接一组电磁阀，所有电磁阀同时连接真空泵和空气压缩机，电磁阀通过主控制器控制；所述分拣盘上的吸盘以分拣盘上平行于板材输送方向的中线为对称轴成轴对称分布，且吸盘在分拣盘上的分布密度沿板材输送方向逐渐减小。
4.根据权利要求1所述的板材智能存储分拣设备，其特征在于：所述输送线机构包括多组滚筒线，顺次排列形成输送线，每组滚筒线配置有一组光电传感器和一组驱动电机，分别与主控制器连接，光电传感器用于检测经过该段滚筒线的板材信号，所述输送线机构上的零点位置与存储架沿输送线方向的中点对应，该零点位置处设有用于对板材定位的挡板；所述扫码单元为扫码枪。
5.根据权利要求4所述的板材智能存储分拣设备，其特征在于：与存储架下游一侧边对应的滚筒线上的光电传感器作为出库传感器，在该段滚筒线上位于存储架的下游。
6.根据权利要求1所述的板材智能存储分拣设备，其特征在于：所述存储架为一种多层存储架，多层存储架每一层的层板上均匀分布有多个通孔，两组存储架相对设置，其中一组存储架位于输送线机构上方，升降托架能够带动分拣盘在两组存储架之间实现横向和纵向移动。
7.一种具有防坠落功能的升降托架，设于两根立柱之间，所述立柱上设有升降传动机构，所述升降托架与升降传动机构连接，升降传动机构能够带动升降托架实现纵向升降；
其特征在于：包括托架主体和防坠落组件，所述托架主体与分拣盘连接，防坠落组件有两组，分设于托架主体两侧，所述托架主体设于两根立柱之间；
所述防坠落组件包括托架侧板、提升连接板、杠杆组件、L形防坠落杆及限位挡板，两块托架侧板分别固定于托架主体的两端，托架侧板外侧面分别与一根立柱正相对，每块托架侧板上设有一块提升连接板，所述提升连接板与升降传动机构连接，升降传动机构通过提升连接板能够带动托架侧板纵向运动；
所述杠杆组件设于托架侧板内侧面，一端与提升连接板连接，另一端连接L形防坠落杆；
所述托架侧板上设有第一通孔，所述限位挡板设于第一通孔一侧，且位于托架侧板的外侧面，所述L形防坠落杆穿过第一通孔，且L形防坠落杆上穿过第一通孔的区段位于限位挡板和立柱之间；
所述限位挡板垂直于托架侧板且相对于立柱倾斜设置，限位挡板上端到立柱的距离小于L形防坠落杆上穿过第一通孔的区段的直径。
8.根据权利要求7所述的升降托架，其特征在于：所述托架侧板上设有一纵向长孔，所述长孔的长度大于提升连接板的高度，所述提升连接板垂直于托架侧板穿过所述长孔，位于托架侧板外侧面的一端与升降传动机构连接，位于托架侧板内侧面的一端与杠杆组件连接，所述杠杆组件包括杠杆和支点，所述支点固定在托架侧板上。
9.根据权利要求8所述的升降托架，其特征在于：所述托架侧板上设有两个第一通孔，两第一通孔为方孔，呈“八”字形分布，且两第一通孔位于立柱的两侧，每个第一通孔的远离立柱的一侧设有一块所述限位挡板，两块限位挡板呈“八”字形分布，所述L形防坠落杆有两根，一端分别穿过两个第一通孔并延伸至立柱和对应的限位挡板之间的区域，另一端与杠杆铰接，两根L形防坠落杆呈“人”字形分布，所述L形防坠落杆的位于限位挡板和立柱之间的区段上还套设有轴套。
10.根据权利要求7所述的升降托架，其特征在于：所述托架侧板外侧面多组限位滚轮，且位于立柱两侧，能够与立柱侧壁接触，用于对立柱的横向限位，所述托架侧板上还设有多组支撑滚轮，位于托架侧板与立柱之间，所述支撑滚轮的中心轴横向设置，支撑滚轮侧壁能够与立柱接触，用于对立柱的支撑，所述升降托架在升降过程中，支撑滚轮能够同步转动。
11.一种板材智能存储分拣方法，其特征在于包括以下步骤：
一、布局
1.1、将需要进行分拣的板材信息导入主控制器内；
1.2、主控制器根据每块板材的尺寸信息为每一块板材分配在货架上的存放位置；
二、入库
2.1、板材通过滚筒线向板材存储区域移动，扫码枪对经过的板材进行扫码，并将获取的板材信息传送至主控制器；
2.2、板材到达零点位置后，该段滚筒线停止工作，板材等待分拣机构的分拣；
2.3、主控制器控制分拣机构的分拣盘移动至位于零点位置的板材上方，与吸盘连接的真空泵产生负压，通过吸盘将板材吸附，再根据步骤1.2中的为对应板材分配的存放位置将对应的板材放置于存放区域；
三、出库
3.1、主控制器获取出库指令，分拣机构带动分拣盘移动至指定的板材位置，通过真空泵产生负压，使板材被吸盘吸附，再通过分拣机构将分拣盘移动至零点位置下游的滚筒线上，释放板材，完成出库。
12.根据权利要求11所述的板材智能存储分拣方法，其特征在于：在步骤2.1中，在扫码枪所对应的滚筒线上没有板材的状态下，扫码枪处于待机状态，当扫码枪上游相邻的光电传感器检测到有板材经过时，主控制器控制扫码枪启动扫码功能，板材通过扫码枪下游相邻的光电传感器后，主控制器控制扫码枪恢复至待机状态。
13.根据权利要求11所述的板材智能存储分拣方法，其特征在于：在步骤2.3中，还包括以下步骤：
2.3.1、初始状态下，分拣机构的分拣盘上游侧边位于零点位置处，板材到达零点后，分拣机构的主体支架向上游移动一段距离，该距离与当前零点位置的板材长度相等；
2.3.2、主控制器控制滑动组件向板材方向伸出至板材上方，其伸出长度与当前零点位置的板材宽度相等；
2.3.3、主控制器控制升降传动机构带动升降托架向下运动，直至将吸盘下端压在板材上表面，主控制器控制位于板材正上方的吸盘所连接的电磁阀开启，并启动与电磁阀连接的真空泵工作，产生负压，将板材吸附在分拣盘上。
14.根据权利要求13所述的板材智能分拣方法，其特征在于：在步骤2.3.3和步骤3.1中，在采用负压吸附板材之前，主控制器先启动空气压缩机产生正压，通过吸盘向板材表面吹气，以除去板材表面灰尘和杂质。
15.根据权利要求13所述的板材智能分拣方法，其特征在于：所述步骤3.1中，当分拣机构抓取板件准备出库时，主控制器需通过出库传感器判断上一块板材是否已经完全通过出库传感器，若出库传感器检测到上一块板材已经完全通过出库传感器，则主控制器控制分拣机构将抓取的板材放置在零点位置下游的滚筒线上进行出库，若出库传感器检测到上一块板材未通过或未完全通过出库传感器，则主控制器向分拣机构的底座驱动机构/升降传动机构/电磁阀发出等待指令，等待上一块板材完全离开出库传感器后再执行出库指令。
16.根据权利要求11-15中任意一项所述的板材智能分拣方法，其特征在于：当任意一组滚筒线上的光电传感器检测到该滚筒线上有板材停留时，下一块板材到达该滚筒线上游相邻的滚筒线后，该上游相邻的滚筒线停止工作，使对应的板材停止前进，等待上一块板材离开后，再进入下一组滚筒线。
17.根据权利要求13所述的板材智能分拣方法，其特征在于：在步骤1.2中，以板材的输送方向为x轴，垂直于输送方向为y轴，则为每一块板材分配存放位置的方法为：板材先从零点位置开始放置，先沿y轴方向排列，当y轴方向的剩余空间宽度不足以放置一块板材后，则分拣机构沿x轴方向偏移一段距离，以避开已经分配了板材的区域，再沿y轴方向逐件排列，相邻的板材之间留有间隔。
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