CN113666040A - 天轨式堆垛机、智能立体仓库及取放物料的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供天轨式堆垛机，属于机械领域。包括导轨组件、横梁、载料驱动部、横梁驱动部、刚性导架、升降立柱、回转盘、载料架和载料机构，横梁安装在导轨组件上，用于在导轨组件中沿导轨方向移动；刚性导架安装于横梁上，受驱动部驱动、沿着横梁所在方向移动；升降立柱的导架连接端连接于刚性导架，升降立柱的回转盘连接端与回转盘相连接，升降立柱受驱动部驱动、做伸缩运动；回转盘连接于升降立柱和载料架之间，回转盘受驱动部驱动做轴向运动；载料架跟随回转盘做轴向运动；载料机构连接于载料架、跟随载料架作轴向运动；横梁驱动部连接于刚性导架，载料驱动部连接于横梁。本发明实施例还提供智能立体仓库及取放物料的方法。

Description

天轨式堆垛机、智能立体仓库及取放物料的方法

技术领域

本发明涉及机械领域，尤其涉及一种天轨式堆垛机、智能立体仓库及取放物料的方法。

背景技术

立体仓库广泛应用于工业领域的用于存储各种规格、性状物料的储物和取物系统，采用堆垛机存取物料，可以有效地提升作业空间高度，具有占地面积小、存储密度高的特点。主流的立体仓库分为两种，一种是基于巷道式堆垛机的立体仓库，另一种是基于高位叉车的密集型立体仓库。采用巷道式堆垛机的立体仓库需要在货架与货架之间留出空间用来放置巷道式堆垛机，每两个货架可共用一台巷道式堆垛机，因此，采用巷道式堆垛机的立体仓库需要在多排巷道之间设置多台堆垛机，整体空间利用率不高、成本高，并且向外运送物料需要另外增加物流配送流水线；采用高位叉车的立体仓库是通过人工开高位叉车进行存取物料，作业效率低、人员操作设备经过高处的存取料货位，存在物料掉落伤人的风险。

发明内容

有鉴于此，本发明提供天轨式堆垛机、智能立体仓库及取放物料的方法，能够实现物料的高存储密度，实现货架的紧贴式排布，增大空间利用率和存储密度，同时能够避免人员操作设备进行存取料的低效工作模式，提高安全性。

本发明实施例解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种天轨式堆垛机，包括导轨组件、横梁、横梁驱动部、载料驱动部、刚性导架、升降立柱、回转盘、载料架和载料机构，

所述横梁安装在所述导轨组件上，受所述横梁驱动部控制，用于在所述导轨组件中沿导轨方向移动；

所述刚性导架安装于所述横梁上，受所述载料驱动部驱动、沿着所述横梁所在方向移动；

所述升降立柱的导架连接端连接于所述刚性导架，所述升降立柱的回转盘连接端与所述回转盘相连接，所述升降立柱受所述载料驱动部驱动、做伸缩运动；

所述回转盘连接于所述升降立柱和所述载料架之间，所述回转盘受所述载料驱动部驱动做轴向运动；

所述载料架跟随所述回转盘做轴向运动；

所述载料机构连接于所述载料架、跟随所述载料架作轴向运动，所述载料机构受所述载料驱动部驱动；

所述载料驱动部连接于所述刚性导架，所述横梁驱动部连接于所述横梁；

移动式货架组重排并准备好取放通道后，所述载料驱动部驱动所述刚性导架、所述升降立柱、所述回转盘运动，使所述载料机构移动并下降到所述取放通道中，所述载料驱动部驱动所述载料机构进行取放物料的操作。

较优地，所述导轨组件包括平行设置的第一天轨和第二天轨，所述横梁的第一导轨连接端连接于所述第一天轨，所述横梁的第二导轨连接端连接于所述第二天轨。

较优地，所述刚性导架与所述横梁保持相对角度固定，所述刚性导架用于支持所述升降立柱、所述回转盘、所述载料架和所述载料机构的轴向定位以及姿态保持。

较优地，所述刚性导架垂直于地面，所述升降立柱沿着平行于所述刚性导架的方向上下移动；

所述回转盘以垂直方向为轴心水平做水平旋转运动。

本发明实施例还提供一种智能立体仓库，包括天轨式堆垛机、移动式货架组和仓储管理系统，

所述天轨式堆垛机为前述的天轨式堆垛机；

所述移动式货架组受所述仓储管理系统控制，包括沿着货架导轨移动的货架；当所述仓储管理系统指定所述移动式货架组中一货架为所述天轨式堆垛机工作的目标货架时，所述移动式货架组移动其中所述货架，使所述目标货架前方留空并作为取放通道；

所述天轨式堆垛机受所述仓储管理系统控制，移动到所述取放通道上方、驱动载料机构在所述目标货架进行取放物料操作。

本发明实施例还提供一种取放物料的方法，包括：

仓储管理系统确定移动式货架组中用于取放物料的目标货架；

所述移动式货架组移动其中货架，以使所述目标货架前方留空并作为取放通道；

天轨式堆垛机在空中移动至所述取放通道上方；

所述天轨式堆垛机在所述取放通道中下降至物料取放位置所在高度，并在所述目标货架取放物料。

较优地，所述移动式货架组至少包括紧密排放的第一货架、第二货架和第三货架，所述第三货架作为所述目标货架时，所述移动式货架组移动其中货架，以使所述目标货架前方留空并作为取放通道包括：

所述移动式货架组沿着货架导轨移动所述第一货架和所述第二货架，使所述第二货架与所述第三货架之间留空作为所述取放通道，所述第一货架与所述第二货架紧密排放。

较优地，所述天轨式堆垛机导轨组件、横梁、横梁驱动部、载料驱动部、刚性导架、升降立柱、回转盘、载料架和载料机构，所述横梁安装在所述导轨组件上，所述刚性导架安装于所述横梁上，所述升降立柱的导架连接端连接于所述刚性导架，所述升降立柱的回转盘连接端与所述回转盘相连接，所述回转盘连接于所述升降立柱和所述载料架之间，所述载料机构连接于所述载料架，所述载料驱动部连接于所述刚性导架，所述横梁驱动部连接于所述横梁；

天轨式堆垛机移动至所述取放通道上方包括：

所述横梁沿着所述导轨组件移动至所述取放通道上方。

较优地，所述天轨式堆垛机在所述目标货架取放物料包括：

所述载料驱动部驱动所述刚性导架沿着所述横梁移动至对应所述物料取放位置的上方；

所述载料驱动部驱动所述升降立柱下降，使所述载料机构跟随所述升降立柱到达所述物料取放位置所在高度；

所述载料驱动部驱动所述回转盘轴向旋转，所述载料架和所述载料机构跟随所述回转盘旋转，使所述载料机构面向所述物料取放位置；

所述载料驱动部驱动所述载料机构将所述载料架上的所述物料移送至所述目标货架，或者，所述载料驱动部驱动所述载料机构从所述目标货架取出所述物料并置放到所述载料架上。

较优地，所述仓储管理系统确定移动式货架组中用于取放物料的目标货架之前，还包括：

所述天轨式堆垛机移动到指定位置装载所述物料；

或者，所述天轨式堆垛机在所述取放通道中下降至物料取放位置所在高度，并在所述目标货架取放物料之后，还包括：

所述天轨式堆垛机携带所述物料上升至所述取放通道上方；

所述天轨式堆垛机将所述物料运输至所述指定位置并卸载。

由上述技术方案可知，本发明实施例提供的天轨式堆垛机、智能立体仓库及取放物料的方法，能够实现物料的高存储密度，实现货架的紧贴式排布，增大了空间利用率和存储密度；多排货架仅需一台天轨式堆垛机即可实现存取物料操作；另外，本发明实施例的天轨式堆垛机及智能立体仓库还可以实现物料从取料指定地点到货架上的指定货位一次到位，不再需要额外的物流配送流水线辅助；能够避免人员操作设备进行存取料的低效工作模式，提高安全性。

附图说明

图1为本发明实施例的天轨式堆垛机的结构示意图。

图2为本发明实施例的智能立体仓库的结构示意图。

图3为本发明实施例的智能立体仓库的第一工作示例图。

图4为本发明实施例的智能立体仓库的第二工作示例图。

图5为本发明实施例的取放物料的方法的流程图。

图中：天轨式堆垛机1、移动式货架组2、仓储管理系统3、导轨组件11、横梁12、载料驱动部13、刚性导架14、升降立柱15、回转盘16、载料架17、载料机构18和横梁驱动部19、第一天轨111、第二天轨112、货架A、货架B、货架C、货架D。

具体实施方式

以下结合本发明的附图，对本发明的技术方案以及技术效果做进一步的详细阐述。

请参照图1，本发明实施例提供一种天轨式堆垛机1，包括导轨组件11、横梁12、载料驱动部13、刚性导架14、升降立柱15、回转盘16、载料架17、载料机构18和横梁驱动部19，其中：

横梁12受横梁驱动部19驱动，刚性导架14、升降立柱15、回转盘16、载料架17和载料机构18均受载料驱动部13驱动；横梁12安装在导轨组件11上，可在导轨组件11中沿导轨方向移动；刚性导架14安装于横梁12上，受载料驱动部13驱动、沿着横梁12所在方向移动；升降立柱15的导架连接端连接于刚性导架14，升降立柱15的回转盘连接端与回转盘16相连接，升降立柱15受载料驱动部13驱动可伸长或缩短；回转盘16连接于升降立柱15和载料架17之间，回转盘16受载料驱动部13驱动做轴向运动；载料架17跟随回转盘16做轴向运动；载料机构18连接于载料架17、跟随载料架17作轴向运动；载料驱动部13连接于刚性导架14。

导轨组件11包括平行设置的第一天轨111和第二天轨112，横梁12的第一导轨连接端连接于第一天轨111，横梁12的第二导轨连接端连接于第二天轨112，第一天轨111和第二天轨112均设置在移动式货架组2的上方，通过横梁驱动部19驱动，横梁12可携带天轨式堆垛机1中其他机构在移动式货架组2的上方平行移动。

刚性导架14与横梁12保持相对角度固定，如图，可以是垂直角度，刚性导架14垂直于地面设置，横梁12以及第一天轨111和第二天轨112均为平行地面设置，升降立柱15沿着平行于刚性导架14的方向上下移动，回转盘16以垂直方向为轴心水平做水平旋转运动；刚性导架14用于支持升降立柱15、回转盘16、载料架17和载料机构18的轴向定位以及姿态保持。

如图2所示，本发明实施例还提供一种智能立体仓库，包括天轨式堆垛机1、移动式货架组2和仓储管理系统3，其中，天轨式堆垛机1为图1所示的天轨式堆垛机；天轨式堆垛机1和移动式货架组2均受仓储管理系统3控制；移动式货架组2包括沿着货架导轨移动的货架；当仓储管理系统3指定移动式货架组2中一货架为天轨式堆垛机1工作的目标货架时，移动式货架组2移动其中货架，使目标货架前方留空并作为取放通道；天轨式堆垛机1可移动到取放通道上方、驱动载料机构18在目标货架进行取放物料操作。

移动式货架组2可包括多个紧密排放立式货架，这些立式货架设置在货架导轨上，沿着货架导轨在水平方向移动，其可以单个移动，也可以多个组合移动，具有多个货架的移动式货架组2可以只预留一个用作取放通道的留空距离，在仓储管理系统3的控制下，通过移动货架，灵活调整取放通道所在位置。

天轨式堆垛机1可以沿着其中导轨组件11在水平方向前后移动，横梁12可携带天轨式堆垛机1中其他机构在移动式货架组2的上方平行移动，升降立柱15可在平行于刚性导架的方向上下移动，刚性导架14用于升降立柱15及下方机构的轴向定位和姿态保持，载料架17和载料机构18可在回转盘16的带动下沿着竖直方向的Z轴进行水平旋转，载料机构18可在垂直于地面的方向进行水平伸缩，并将物料送到货架上或是从货架上取出，因此，天轨式堆垛机可在作业空间内达到任意空间位置，并且达到可以将存取的物料在水平方向回转的要求。

图2所示的智能立体仓库可实施图5所示的一种取放物料的方法，其步骤可包括：

步骤S1，仓储管理系统确定移动式货架组中用于取放物料的目标货架；

步骤S2，移动式货架组移动其中货架，以使目标货架前方留空并作为取放通道；

步骤S3，天轨式堆垛机在空中移动至取放通道上方；

步骤S4，天轨式堆垛机在取放通道中下降至物料取放位置所在高度，并在目标货架取放物料。

移动式货架组2至少包括紧密排放的第一货架、第二货架和第三货架，第三货架作为目标货架时，移动式货架组移动其中货架留出取放通道的具体操作为，移动式货架组沿着货架导轨移动第一货架和第二货架，即组合移动第一货架和第二货架，使第二货架与第三货架之间留空作为取放通道，同时第一货架与第二货架紧密排放。实际的应用中，如图2-4所示，移动式货架组可以包括很多个货架，即一个灵活设置的取放通道对应许多个货架。

如图2所示，当需要进行存取物料时（此处以取料为例），仓储管理系统3指定货架C为目标货架，则移动式货架组2可将货架D单独右移，在货架C和货架D之间留空出取放通道，然后天轨式堆垛机1的横梁驱动部19驱动横梁12沿着导轨组件11移动至取放通道上方，如图3所示，然后，载料驱动部13驱动刚性导架14沿着横梁12移动至对应物料取放位置的上方；载料驱动部13驱动升降立柱15下降，使载料机构18跟随升降立柱15到达物料取放位置所在高度；载料驱动部13驱动回转盘16轴向旋转，载料架17和载料机构18跟随回转盘16旋转到合适的角度，使载料机构18面向货架C的物料取放位置；载料机构18伸长，将该位置的物料从货架C上取出并置放到载料架17上。

取出物料后，仓储管理系统3指定货架A为目标货架，则载料驱动部13驱动升降立柱15收缩，带动回转盘16、载料架17、载料机构18以及物料一起上升到移动式货架组2上方，移动式货架组2可将货架B、货架C组合右移到与货架D一起紧密排列，在货架A前方留空出取放通道，如图4所示，然后横梁驱动部19驱动横梁12沿着导轨组件11移动至新的取放通道上方，载料驱动部13驱动刚性导架14沿着横梁12移动至对应物料取放位置的上方；载料驱动部13驱动升降立柱15下降，使载料机构18跟随升降立柱15到达物料取放位置所在高度；载料驱动部13驱动回转盘16轴向旋转，载料架17和载料机构18跟随回转盘16旋转，使载料机构18面向货架A的物料取放位置；载料机构18伸长，将载料架17上的物料送到货架A上，放置好物料后，载料机构18收缩。

另外，本发明实施例的智能立体仓库还可以改善流水线，天轨式堆垛机可在指定位置装载物料再送至移动式货架组2，实现物料从取料指定地点到货架上的指定货位一次到位，或者天轨式堆垛机直接将物料从移动式货架组2直接运输到指定位置，再进行卸载。

本发明实施例的智能立体仓库的仓储管理系统3可以是一种处理器，能够控制管理天轨式堆垛机和移动式货架组，设置取放物料的目标位置，设置物料的类型，通过自动化控制，实现物料的取放操作。

本发明实施例的智能立体仓库，按其中采用了移动式货架组，货架间无需预留固定空间，通过货架的移动实现了灵活的取放通道设置方式，减少了现有技术设置多个巷道所占空间，获价值减可以紧贴排布，提升智能立体仓库的存储密度。

天轨式堆垛机1只采用天轨实现堆垛机的移动，不需要在地面占用存储区空间，1台天轨式堆垛机即可实现在多个货架取放物料，节省成本，增加了存储空间。

本发明实施例提供的智能立体仓库可采用信息化管理系统WMS进行管理，该管理系统可以对物料的数量、种类进行智能的识别和记忆，并自动进行库位适配和管理，信息化水平高。所采用的存取料方式为自动取料无人作业，智能化程度高，信息化管理且作业安全。

本发明实施例提供的天轨式堆垛机、智能立体仓库及取放物料的方法，能够实现物料的高存储密度，实现货架的紧贴式排布，增大了空间利用率和存储密度；多排货架仅需一台天轨式堆垛机即可实现存取物料操作；另外，本发明实施例的天轨式堆垛机及智能立体仓库还可以实现物料从取料指定地点到货架上的指定货位一次到位，不再需要额外的物流配送流水线辅助；能够避免人员操作设备进行存取料的低效工作模式，提高安全性。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种天轨式堆垛机，其特征在于，包括导轨组件、横梁、横梁驱动部、载料驱动部、刚性导架、升降立柱、回转盘、载料架和载料机构，

所述横梁安装在所述导轨组件上，受所述横梁驱动部控制，用于在所述导轨组件中沿导轨方向移动；

所述刚性导架安装于所述横梁上，受所述载料驱动部驱动、沿着所述横梁所在方向移动；

所述升降立柱的导架连接端连接于所述刚性导架，所述升降立柱的回转盘连接端与所述回转盘相连接，所述升降立柱受所述载料驱动部驱动、做伸缩运动；

所述回转盘连接于所述升降立柱和所述载料架之间，所述回转盘受所述载料驱动部驱动做轴向运动；

所述载料架跟随所述回转盘做轴向运动；

所述载料机构连接于所述载料架、跟随所述载料架作轴向运动，所述载料机构受所述载料驱动部驱动；

所述载料驱动部连接于所述刚性导架，所述横梁驱动部连接于所述横梁；

移动式货架组重排并准备好取放通道后，所述载料驱动部驱动所述刚性导架、所述升降立柱、所述回转盘运动，使所述载料机构移动并下降到所述取放通道中，所述载料驱动部驱动所述载料机构进行取放物料的操作。

2.如权利要求1所述的天轨式堆垛机，其特征在于，所述导轨组件包括平行设置的第一天轨和第二天轨，所述横梁的第一导轨连接端连接于所述第一天轨，所述横梁的第二导轨连接端连接于所述第二天轨。

3.如权利要求1所述的天轨式堆垛机，其特征在于，所述刚性导架与所述横梁保持相对角度固定，所述刚性导架用于支持所述升降立柱、所述回转盘、所述载料架和所述载料机构的轴向定位以及姿态保持。

4.如权利要求1所述的天轨式堆垛机，其特征在于，

所述刚性导架垂直于地面，所述升降立柱沿着平行于所述刚性导架的方向上下移动；

所述回转盘以垂直方向为轴心水平做水平旋转运动。

5.一种智能立体仓库，包括天轨式堆垛机、移动式货架组和仓储管理系统，

所述天轨式堆垛机为权利要求1-4任一所述的天轨式堆垛机；

所述移动式货架组受所述仓储管理系统控制，包括沿着货架导轨移动的货架；当所述仓储管理系统指定所述移动式货架组中一货架为所述天轨式堆垛机工作的目标货架时，所述移动式货架组移动其中所述货架，使所述目标货架前方留空并作为取放通道；

所述天轨式堆垛机受所述仓储管理系统控制，移动到所述取放通道上方、驱动载料机构在所述目标货架进行取放物料操作。

6.一种取放物料的方法，其特征在于，包括：

仓储管理系统确定移动式货架组中用于取放物料的目标货架；

所述移动式货架组移动其中货架，以使所述目标货架前方留空并作为取放通道；

天轨式堆垛机在空中移动至所述取放通道上方；

所述天轨式堆垛机在所述取放通道中下降至物料取放位置所在高度，并在所述目标货架取放物料。

7.如权利要求6所述的取放物料的方法，其特征在于，所述移动式货架组至少包括紧密排放的第一货架、第二货架和第三货架，所述第三货架作为所述目标货架时，所述移动式货架组移动其中货架，以使所述目标货架前方留空并作为取放通道包括：

所述移动式货架组沿着货架导轨移动所述第一货架和所述第二货架，使所述第二货架与所述第三货架之间留空作为所述取放通道，所述第一货架与所述第二货架紧密排放。

8.如权利要求6所述的取放物料的方法，其特征在于，

所述天轨式堆垛机导轨组件、横梁、横梁驱动部、载料驱动部、刚性导架、升降立柱、回转盘、载料架和载料机构，所述横梁安装在所述导轨组件上，所述刚性导架安装于所述横梁上，所述升降立柱的导架连接端连接于所述刚性导架，所述升降立柱的回转盘连接端与所述回转盘相连接，所述回转盘连接于所述升降立柱和所述载料架之间，所述载料机构连接于所述载料架，所述载料驱动部连接于所述刚性导架，所述横梁驱动部连接于所述横梁；

天轨式堆垛机移动至所述取放通道上方包括：

所述横梁驱动部驱动所述横梁沿着所述导轨组件移动至所述取放通道上方。

9.如权利要求8所述的取放物料的方法，其特征在于，所述天轨式堆垛机在所述目标货架取放物料包括：

所述载料驱动部驱动所述刚性导架沿着所述横梁移动至对应所述物料取放位置的上方；

所述载料驱动部驱动所述升降立柱下降，使所述载料机构跟随所述升降立柱到达所述物料取放位置所在高度；

所述载料驱动部驱动所述回转盘轴向旋转，所述载料架和所述载料机构跟随所述回转盘旋转，使所述载料机构面向所述物料取放位置；

所述载料驱动部驱动所述载料机构将所述载料架上的所述物料移送至所述目标货架，或者，所述载料驱动部驱动所述载料机构从所述目标货架取出所述物料并置放到所述载料架上。

10.如权利要求6所述的取放物料的方法，其特征在于，

所述仓储管理系统确定移动式货架组中用于取放物料的目标货架之前，还包括：

所述天轨式堆垛机移动到指定位置装载所述物料；

或者，所述天轨式堆垛机在所述取放通道中下降至物料取放位置所在高度，并在所述目标货架取放物料之后，还包括：

所述天轨式堆垛机携带所述物料上升至所述取放通道上方；

所述天轨式堆垛机将所述物料运输至所述指定位置并卸载。

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