CN115108209A - 一种集库存管理功能的全自动上下料系统及方法 - Google Patents

一种集库存管理功能的全自动上下料系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种集库存管理功能的全自动上下料系统及方法，包括动力单元料箱上料区域，包括上料机构和第一提升机；动力单元输送区域，包括第二提升机；动力单元缓存区域，包括第三提升机及连接于第二、三提升机之间的料箱缓存机构；动力单元料箱下料区域，包括下料机构；RFID装置，分设于上料机构、下料机构及第一、二、三提升机上；PLC，与RFID装置电连接；服务器，与PLC电连接。本发明还包括一种全自动上下料方法。本发明省去人工下料和减少物料拉动，减少人力消耗和时间浪费；通过库存管理功能，准确度高，速度快，省去了人工报缴的麻烦，提高了库存管理效率；通过自动换型取料箱功能，对于产线生产管理及节拍平衡都有极大优势。

Description

一种集库存管理功能的全自动上下料系统及方法
技术领域
本发明涉及零配件装配制造线，尤其涉及一种集库存管理功能的全自动上下料系统及方法。
背景技术
在汽车零配件制造领域，车间内生产线之间存在产线A的完工产品a用于产线B的产品b的生产过程，并且中间还会涉及物料拉动及库存管理过程。
下面，以某生产车间汽车零配件的生产过程为例进行具体说明：
生产线A装配完工的产品a需要送至生产线B完成后续过程的装配。如图1所示，生产线A将产品a装配完工之后，下料装入料箱，生产工人通过吊臂将其堆垛到物料托盘上，堆满之后将托盘拉至生产线A旁边的缓存区域，待缓存区域堆满，物流会将托盘整体拉动到库存区域，并将拉动产品数量及型号报缴给服务器(OpCon MES)。在生产线B提出需求后，现场物流入库管理并跟据生产线B生产实际情况拉动物料到生产线B缓存区域，并将拉动情况反馈给OpCon MES。
为了保证生产的顺利进行，需要及时将产线B的生产需求和产线A的生产情况进行协调，中间产品的下料缓存和上料缓存劳动强度大，增加了操作工数量，还要花费时间和人力进行库存管理，产线A和B之间属于孤岛式生产，极易造成生产过剩和增加生产等待时间，对于产线间生产规划和平衡均有不利影响。
发明内容
为了解决现有技术的上述问题，本发明提供了一种集库存管理功能的全自动上下料系统及方法，能够对前后两条产线之间的上下料进行智能化管理和控制。
一方面，本发明的一种集库存管理功能的全自动上下料系统，其具体结构如下所述：
连接前、后两产线，其特征在于，包括：
动力单元料箱上料区域，包括上料机构和第一提升机，上料机构与前一产线相连，其上设有用以接收前一产线来料的料箱，并通过料箱传送轨道连接至第一提升机；
动力单元输送区域，包括第二提升机，第二提升机通过料箱传送轨道与第一提升机相连；
动力单元缓存区域，包括第三提升机及连接于第二、三提升机之间的料箱缓存机构；
动力单元料箱下料区域，包括下料机构，下料机构通过其料箱传送轨道与第三提升机相连，并连接至后一产线；
RFID装置，分设于上料机构、下料机构及第一、二、三提升机上，用以读写料箱与产品信息；
PLC，与RFID装置电连接；
服务器，与PLC电连接。
所述第一提升机与第二提升机上均设有用以获取料箱内产品数量的视觉检测相机，视觉检测相机均与PLC电连接。
所述料箱传送轨道均包括呈上、下层布置的空料箱传送轨道和满料箱传送轨道。
所述料箱缓存机构包括数层料箱缓存轨道及异常料箱缓存轨道。
所述料箱缓存机构包括空料箱传送轨道和料箱出料快速轨道。
所述第三提升机一侧设有空料箱/异常料箱出入口。
另一方面，一种集库存管理功能的全自动上下料方法，包括以下步骤：
a.通过PLC控制上料机构的RFID装置读取料箱号并把产品型号写入料箱，并将料箱号上传至服务器，满料后料箱传送至第一提升机并由视觉检测相机检测箱内产品数量，再由PLC上传至服务器；
b.通过第二提升机的RFID装置及视觉检测相机对由第一提升机传送至此的料箱进行识别，并与服务器存储信息进行比对，如无误则传送至料箱缓存轨道；
c.通过服务器跟踪后一产线所生产的产品型号信息及库位信息下发给PLC，由PLC把指定库位号的料箱从料箱缓存轨道送至第三提升机，再由PLC把出库信息更新并上传服务器；
d.经第三提升机的料箱由料箱传送轨道传送至下料机构的取料位置，用以送至后一产线，并将空料箱从下料机构处由空料箱传送轨道返回。
基于上述系统的一种集库存管理功能的全自动上下料方法，其特征在于：在步骤c中，采用先进先出原则，优先把缓存区中相应产品型号的料箱进行出库，仅当料箱缓存轨道内没有该产品型号的料箱，才能将该产品型号的料箱从第二提升机通过料箱出料快速通道直接送至第三提升机；
还包括步骤e.当下一产品切换产品型号，则启动尾料收回收，将动力单元料箱下料区域未生产的料箱通过空料箱传送轨道送回第二提升机处，通过RFID重新读取料箱产品型号，并通过视觉检测相机识别产品数量，并由PLC下位机重新发送入库请求，将料箱重新送入料箱缓存轨道的相应位置。
若第二提升机的视觉检测相机检测出料箱产品数量异常或者RFID信息读取异常时，标识为异常料箱并将该料箱传送至缓存区域中的异常料箱缓存轨道，等待后续人工处理。
使用本发明的一种集库存管理功能的全自动上下料系统及方法，具有以下优点：
1、能够省去人工下料和减少了物料拉动，减少了人力消耗和时间浪费；
2、自带的库存管理功能，准确度高，速度快，省去了人工报缴的麻烦，提高了库存管理效率；
3、自动换型取料箱功能，对于产线生产管理及节拍平衡都有极大优势。
附图说明
图1为本发明的全自动上下料系统的一结构示意图；
图2为本发明的全自动上下料系统的另一结构示意图；
图3为本发明的动力单元缓存区域的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的一种集库存管理功能的全自动上下料系统及方法作进一步的描述。
如图1～3所述，本发明的集库存管理功能的全自动上下料系统，连接前、后两产线A、B，其主要包括动力单元料箱上料区域1、动力单元输送区域2、动力单元缓存区域3、动力单元料箱下料区域4，其中：
动力单元料箱上料区域1包括上料机构11和第一提升机12，上料机构11与前一产线A相连，其上具有上料位，设有用以接收前一产线A来料的料箱，并通过其料箱传送轨道13连接至第一提升机12；
动力单元输送区域2包括第二提升机21，第二提升机21通过其料箱传送轨道22与第一提升机12相连；
动力单元缓存区域3包括第三提升机31及连接于第二、三提升机21、31之间的料箱缓存机构32，该所述料箱缓存机构32包括数层料箱缓存轨道321及异常料箱缓存轨道322，当然该料箱缓存机构32还包括空料箱传送轨道323和料箱出料快速轨道324。如图3所示，所述料箱缓存机构从上至下分别为：第一层为空料箱传送轨道、第二层为料箱出料快速轨道324、第三至五层均为料箱缓存轨道321，第六层为异常料箱缓存轨道322。
动力单元料箱下料区域4，包括下料机构41，下料机构41通过其料箱传送轨道42与第三提升机31相连，并连接至后一产线B，下料机构41内具有下料位和第四提升机。
RFID装置(图中未示出)，分设于上料机构11、下料机构41及第一、二、三提升机12、21、31上，用以读写料箱与产品信息。
PLC，与RFID装置电连接，用以一各部件的自动控制。
服务器，与PLC电连接。
作为一个实施例，所述第一提升机12与第二提升机21上均设有用以获取料箱内产品数量的视觉检测相机(图中未示出)，视觉检测相机均与PLC电连接。
作为一个实施例，所述料箱传送轨道均包括呈上下层布置的空料箱传送轨道和满料箱传送轨道，即上料机构11与第一提升机12之间、第一提升机12与第二提升机21之间、下料机构41与第三提升机31之间的料箱传送轨道13、22、42的下层均为满料箱传送轨道，上层均为空箱传送轨道。
另外，在所述第三提升机31一侧还设有空料箱/异常料箱出入口33。
采用本发明的集库存管理功能的全自动上下料系统的全自动上下料方法，包括以下步骤：
a.在上料机构11的上料位，通过PLC控制上料机构11的RFID装置读取料箱号并把产品型号写入料箱，同时由PLC并将料箱号上传至服务器(OpCon MES)，作为工件产品信息的一部分；在一箱料装满后，料箱通过料箱传送轨道13的满料箱传送轨道自动流下去，从而使得上一产线A的下料过程通过此上料机构11，无需人工干预，达到全自动下料目的。当料箱流转至第一提升机12时，通过视觉检测相机检测，自动获取箱内产品数量，PLC将料箱号、产品型号和数量等信息上传至上位机服务器，并自动完成上一产线A完工件的自动报缴及入库。并且，从下一产线B返回的空料箱会自动在第一提升机12通过视觉检测相机检测是否有空箱，当判断为空箱时，会通过空料箱传送轨道自动送至上料机构11的上料位置。
b.通过第二提升机21的RFID装置及视觉检测相机对由第一提升机12传送至此的料箱进行识别，并与服务器存储信息进行比对，如无误则传送至料箱缓存轨道321的相应位置。
c.通过服务器跟踪后一产线B所生产的产品型号信息作出判读，并将所需要的产品型号信息及在料箱缓存轨道321上的库位信息下发给PLC，由PLC把指定库位号的料箱从料箱缓存轨道321送至动力单元缓存区域3的出料位置即第三提升机31，再由PLC把出库信息更新并上传服务器，由服务器把相应料箱信息相应更新为从缓存区域移出至出料区域，以完成料箱出库动作。
为保证先进先出原则，当下一产线B发出某型号料箱出库请求时，服务器会优先控制缓存区中相应型号的料箱出库；只有当缓存区中对应产品的料箱清空后，才会使用新的产品料箱。
而考虑上下机构节拍及第二、第三号提升机21、31的工作繁忙程度，在料箱缓存机构32里面设置了料箱出料快速轨道324；当缓存区域里面没有下一产线B所请求型号的料箱时，该型号的满料料箱可以直接从满料箱传送轨道22下层的满料箱传送轨道至第二提升机21经过料箱出料快速轨道324送到第三提升机31，且其间第二、第三号提升机21、31无需上下移动，实现快速出料。
并且，还配置了下一产线B尾料自动回收功能，当下一产线B切换产品型号，可由操作人员启动尾料收回收后，会自动把未生产的料箱送回第二提升机21处，通过RFID重新读取料箱产品型号，并通过视觉系统识别产品数量，然后由PLC下位机重新发送入库请求，重新送入缓存区域相应位置。
如果料箱流转到第二提升机21，该处的视觉检测相机检测出料箱产品数量异常或者RFID信息读取异常，会自动把该料箱标识为异常料箱，并将该料箱自动传送至料箱缓存机构中的异常料箱缓存轨道322中，等待后续人工处理。
操作人员可以通过启动按钮将料箱缓存机构中的料箱取出，也可以通过手持扫码枪扫描产品标签，将产品型号再次写入料箱，再把料箱送回，由PLC控制料箱进入系统，经由第三提升机31送至第二提升机21，进行二次入库处理，过程如前，不再赘述。
d.完成料箱出库动作，经第三提升机31的料箱由料箱传送轨道传送至下料机构41的取料位置，用以送至后一产线的上料区，并将空料箱从下料机构41处由空料箱传送轨道返回，在第二提升机21处进行视觉检测，如果是空料箱，则由PLC把料箱送至上一产线A下料处，完成空箱自动返回过程，如果不是空箱，服务器会再次下发相应库位号重新上述步骤c的缓存管理过程。
综上所述，本发明的全自动上下料系统及方法，集库存管理、物料先进先出、物料自动报缴、尾料自动回收、换型可自动切换不间断出库和可提取任意料箱等多功能为一体，可将上一产线A和下一产线B连接起来，达到减少操作工劳动强度，减少操作人员数量，取消物料缓存拉动过程，并且能够自动将生产信息实时上传至服务器，自带库存管理功能，能够有效提高车间生产管理能力及效率。
但是，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (10)

1.一种集库存管理功能的全自动上下料系统，连接前、后两产线，其特征在于，包括：
动力单元料箱上料区域，包括上料机构和第一提升机，上料机构与前一产线相连，其上设有用以接收前一产线来料的料箱，并通过料箱传送轨道连接至第一提升机；
动力单元输送区域，包括第二提升机，第二提升机通过料箱传送轨道与第一提升机相连；
动力单元缓存区域，包括第三提升机及连接于第二、三提升机之间的料箱缓存机构；
动力单元料箱下料区域，包括下料机构，下料机构通过其料箱传送轨道与第三提升机相连，并连接至后一产线；
RFID装置，分设于上料机构、下料机构及第一、二、三提升机上，用以读写料箱与产品信息；
PLC，与RFID装置电连接；
服务器，与PLC电连接。
2.如权利要求1所述的一种集库存管理功能的全自动上下料系统，其特征在于：所述第一提升机与第二提升机上均设有用以获取料箱内产品数量的视觉检测相机，视觉检测相机均与PLC电连接。
3.如权利要求1所述的一种集库存管理功能的全自动上下料系统，其特征在于：所述料箱传送轨道均包括呈上、下层布置的空料箱传送轨道和满料箱传送轨道。
4.如权利要求1所述的一种集库存管理功能的全自动上下料系统，其特征在于：所述料箱缓存机构包括数层料箱缓存轨道及异常料箱缓存轨道。
5.如权利要求1或4所述的一种集库存管理功能的全自动上下料系统，其特征在于：所述料箱缓存机构包括空料箱传送轨道和料箱出料快速轨道。
6.如权利要求1所述的一种集库存管理功能的全自动上下料系统，其特征在于：所述第三提升机一侧设有空料箱/异常料箱出入口。
7.如权利要求1所述的一种集库存管理功能的全自动上下料方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.通过PLC控制上料机构的RFID装置读取料箱号并把产品型号写入料箱，并将料箱号上传至服务器，满料后料箱传送至第一提升机并由视觉检测相机检测箱内产品数量，再由PLC上传至服务器；
b.通过第二提升机的RFID装置及视觉检测相机对由第一提升机传送至此的料箱进行识别，并与服务器存储信息进行比对，如无误则传送至料箱缓存轨道；
c.通过服务器跟踪后一产线所生产的产品型号信息及库位信息下发给PLC，由PLC把指定库位号的料箱从料箱缓存轨道送至第三提升机，再由PLC把出库信息更新并上传服务器；
d.经第三提升机的料箱由料箱传送轨道传送至下料机构的取料位置，用以送至后一产线，并将空料箱从下料机构处由空料箱传送轨道返回。
8.如权利要求7所述的一种集库存管理功能的全自动上下料方法，其特征在于：在步骤c中，采用先进先出原则，优先把缓存区中相应产品型号的料箱进行出库，仅当料箱缓存轨道内没有该产品型号的料箱，才能将该产品型号的料箱从第二提升机通过料箱出料快速通道直接送至第三提升机。
9.如权利要求7所述的一种集库存管理功能的全自动上下料方法，其特征在于：还包括步骤e.当下一产品切换产品型号，则启动尾料收回收，将动力单元料箱下料区域未生产的料箱通过空料箱传送轨道送回第二提升机处，通过RFID重新读取料箱产品型号，并通过视觉检测相机识别产品数量，并由PLC下位机重新发送入库请求，将料箱重新送入料箱缓存轨道的相应位置。
10.如权利要求7或9所述的一种集库存管理功能的全自动上下料方法，其特征在于：若第二提升机的视觉检测相机检测出料箱产品数量异常或者RFID信息读取异常时，标识为异常料箱并将该料箱传送至缓存区域中的异常料箱缓存轨道，等待后续人工处理。
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