CN115123720A - 一种小型开口物料盒自动存取机器人及其操作方法 - Google Patents

一种小型开口物料盒自动存取机器人及其操作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种小型开口物料盒自动存取机器人及其操作方法，涉及智能仓储技术领域。所述机器人包括：叉车式AGV、设置在AGV叉指上的自动存取装置；自动存取装置包括：对面开口的框架、安装于框架内的升降驱动组件和直线移动模组；所述直线移动模组安装在升降驱动组件的横梁上，随横梁沿第一方向移动；所述直线移动模组设有驱动板，所述驱动板随直线移动模组的滑台沿第二方向移动；所述驱动板在第一方向和第二方向的运动组合下实现对物料盒的推或拉操作；所述框架设有底板，所述底板设有引导物料盒居中移动的一对导板；所述升降驱动模组、直线移动模组和导板组成单个物料盒推拉组件；所述单组物料盒推拉组件可以阵列分布，实现对多组物料盒的同步推拉存取。本发明具有结构简单紧凑，可以缩小储存架上物料盒之间的间距，增加物料盒储存架的密集存储特性，对多组物料盒同时存取，大大提高物料盒存取效率等优点。

Description

一种小型开口物料盒自动存取机器人及其操作方法
技术领域
本发明涉及智能仓储技术领域，具体为一种小型开口物料盒自动存取机器人及其操作方法。
背景技术
在制造型企业的装配车间里，装配流水线上的小型物料需求庞大，如螺丝、元器件等小型零件使用频繁、物流量大。目前，小型零件通常存放在小型开口物料盒或零件盒里。在物料仓库中，物料盒或零件盒被统一存放在密集排列的存储架上。存储架一般有多层，有时存储架高度超过一般人站立可取的范围，必须使用机械设备或人为攀爬，操作十分不方便。当采用人工攀爬方式存取物料盒时，工作效率低下且存在物料撒落和人员摔伤的安全隐患。
当采用机械设备存取物料时，市面上存在叉车、堆垛机器人等智能设备。但市面上这些智能设备在存取这类小型物料盒时均存在或大或小的问题。比较突出的问题是叉车设备在存取大型/重型物料箱时有明显优势，在存取小型物料盒时则难以适应，特别是对于单个物料盒的存取。
对于堆垛机器人，市面上尚未见到有适应小型物料盒的存取，特别是针对开口的小型物料盒的存取。虽然市面上也存在如夹抱式机器人（例如CN201822219409.9、CN202120354544.3），可以实现对物料箱的夹抱式存取，但固定间距的伸缩臂难以适应各种规格尺寸的小型开口物料盒，且伸缩臂对物料盒的夹持则要求物料盒之间拥有足够宽的间距，大大影响存储架上物料盒的存放数量。现有夹抱式机器人单次操作只能存取一个物料箱，存取效率较低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种适应小型开口物料盒的自动存取机器人，具有结构简单紧凑、操控方便高效等优点。
本发明提供如下技术方案：小型开口物料盒自动存取机器人及其操作方法，其特征在于，所述机器人包括：叉车式AGV，AGV叉指上设有自动存取装置；所述自动存取装置可随AGV叉指沿第一方向移动，AGV叉指可在其行程范围内停在第一方向任意高度；所述自动存取装置包括在对面开口的框架，框架上设有升降驱动组件；所述升降驱动组件包括直线驱动器和横梁组件，所述直线驱动器驱动横梁组件沿第一方向移动；所述横梁组件上设有轴线沿第二方向的直线移动模组，所述直线移动模组包括滑台和驱动电机，驱动电机驱动滑台沿第二方向滑动；所述滑台设有驱动板；所述驱动板随滑台沿第二方向移动，实现对小型开口物料盒进行推或拉等操作，完成对物料盒的存取任务；所述驱动板沿第二方向推拉物料盒可以是双向的，即物料盒可以沿第二方向的两个指向完成推出物料盒或勾回物料盒。
优选地，所述叉车式AGV可以根据物料盒存取任务按照规划路线自主移动和自主定位，所述AGV有独立的控制系统与控制箱，所述AGV的叉指的升降移动由其独立的控制系统进行控制。
优选地，所述自动存取装置有独立的控制系统和控制箱，所述自动存取装置的控制系统与AGV的控制系统存在通讯协议，根据物料盒的存取任务对自动存取装置和AGV进行通讯并协同控制，所述自动存取装置与AGV的通讯可以是有线的也可以是无线的。
优选地，所述自动存取装置的升降驱动组件数量可以超过1个且沿第一方向阵列排列；所述升降驱动组件的直线驱动器与横梁组件配套组成一个独立的物料盒推拉组件；所述物料盒推拉组件数量可以超过1个且沿第三方向阵列排列；所述升降驱动组件之间的间距和物料盒推拉组件之间的间距根据物料盒储存架的物料盒之间的第一方向和第二方向的间距分别设置。
优选地，所述第一方向为竖向或Y向，所述第二方向为水平第一横向或Z向，所述第三方向为水平第二横向或X向。
优选地，所述自动存取装置的框架设有底板，底板的主要功能是用来承载物料盒；所述底板上设置有引导物料盒居中移动的一对导板，所述导板、所述升降驱动模组和所述直线移动模组组成单个物料盒推拉组件；所述导板在物料盒进出口端往外折成一个角度形成折板，起到对物料盒进行导向和居中的作用；所述导板的另一端设置有挡板，可以对物料盒起到限位作用；所述导板的长度可以根据叉指及物料盒的外观尺寸进行调整，实现对多个物料盒的转运。
优选地，所述框架的底板下边缘设置有定位传感器，所述定位传感器与底板上的物料盒和横梁上的驱动板居中对齐；所述定位传感器可以采用激光导航传感器、磁导航传感器、二维码传感器、颜色传感器或其他新式传感器；所述定位传感器主要用来引导自动存取装置定位到物料盒储存架的物料盒位置。
所述操作方法包括下列步骤。
步骤一：叉车式AGV根据物料盒存取任务要求按照规划路线自主移动到物料盒所在储存架对应位置上，AGV的叉指沿第一方向移动到物料盒所在储存架对应层高位置，所述定位传感器根据任务引导自动存取装置定位到所需存取的物料盒位置上。
步骤二：根据物料盒存取任务要求，为将物料盒存储到储存架上，所述驱动板驱动物料盒沿第二方向移动，将物料盒推出自动存取装置，直至物料盒转移到物料盒存储架上，为将物料盒从储存架上取出转移到自动存取装置上，所述驱动板沿第二方向移动伸出自动存取装置，当驱动板勾住物料盒时驱动板沿第二方向缩回自动存取装置，驱动物料盒沿导板转移至自动存取装置。
步骤三：根据物料盒存取任务要求，叉车AGV1在存取一组物料盒的任务后，根据指令进入下一个循环，即根据规划路线自主移动到下一个目标，执行下一个任务。
优选地，在所述步骤二中，驱动板在推出物料盒和勾回物料盒的过程中，可以是沿第一和第二方向的组合路线；在所述步骤二中，可以根据自动存取装置的物料盒推拉组件数量和升降驱动组件数量进行多物料盒的同步推或拉操作，大大提高物料盒的存取效率。
本发明与现有技术相比所带来的有益效果是：本发明的自动存取装置采用驱动板的推拉方式操作小型开口物料盒，结构简单紧凑，可以缩小储存架上物料盒之间的间距，增加物料盒储存架的密集存储特性；自动存取装置可以同时对第一方向和第三方向的物料盒进行同时存取，大大提高物料盒的存取效率。
附图说明
图1所示为小型开口物料盒自动存取机器人装配示意图。
图2所示为叉车式AGV示意图。
图3所示为自动存取装置示意图。
图4所示为单层物料盒推拉组件示例的俯视图。
图5所示为自动存取机器人的操作方法和步骤。
附图标记说明：
1、叉车式AGV；2、自动存取装置；3、框架；4、直线驱动器；5、横梁；6、直线移动模组；7、滑台；8、驱动板；9、控制柜；10、底板；11、导板；12、折板；13、挡板；14、驱动电机；15、定位传感器；16、物料盒；Y方向为第一方向；Z方向为第二方向；X方向为第三方向；h、升降驱动组件之间的间距；d、物料盒推拉组件之间的间距。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
如图1-图3所示，本申请实施例的自动存取机器人，包括叉车式AGV1和设置在叉车式AGV1叉指101上的自动存取装置2。
具体地，自动存取装置2包括在对面开口的框架3，框架3上设有升降驱动组件；所述升降驱动组件包括直线驱动器4和横梁5，所述直线驱动器4驱动横梁5沿第一方向移动；所述横梁5上设有轴线沿第二方向的直线移动模组6，所述直线移动模组6包括滑台7和驱动电机14，驱动电机14驱动滑台7沿第二方向滑动；所述滑台7设有驱动板8；所述驱动板8随滑台7沿第二方向移动，实现对小型开口物料盒16进行推或拉等操作，完成对物料盒16的存取任务；所述驱动板8沿第二方向推拉物料盒16可以是双向的，即物料盒16可以沿第二方向的两个指向完成推出物料盒16或勾回物料盒16。
优选地，所述叉车式AGV1可以根据物料盒存取任务按照规划路线自主移动和自主定位，所述AGV1有独立的控制系统与控制箱，所述AGV的叉指101的升降移动由其独立的控制系统进行控制。
优选地，所述自动存取装置2有独立的控制系统和控制箱9，所述自动存取装置的控制系统与AGV1的控制系统存在通讯协议，根据物料盒的存取任务对自动存取装置2和AGV1进行通讯并协同控制，所述自动存取装置2与AGV1的通讯可以是有线的也可以是无线的。
优选地，所述自动存取装置2的升降驱动组件数量可以超过1个且沿第一方向阵列排列；所述升降驱动组件的直线驱动器4与横梁5配套组成一个独立的物料盒推拉组件；所述物料盒推拉组件数量可以超过1个且沿第三方向阵列排列；所述升降驱动组件之间的间距h和物料盒推拉组件之间的间距d根据物料盒储存架的物料盒之间的第一方向和第二方向的间距分别设置。
优选地，所述第一方向为竖向或Y向，所述第二方向为水平第一横向或Z向，所述第三方向为水平第二横向或X向。
优选地，所述自动存取装置2的框架3设有底板10，底板10的主要功能是用来承载物料盒16；所述底板10上设置有引导物料盒16居中移动的一对导板11，所述导板11在物料盒进出口端往外折成一个角度形成折板12，起到对物料盒16进行导向和居中的作用；所述导板11的另一端设置有挡板13，可以对物料盒16起到限位作用；所述导板11的长度可以根据叉指101及物料盒16的外观尺寸进行调整，实现对多个物料盒的转运。
示例性地，图1所示的自动存取装置含有两层升降驱动组件，图4所示的每层升降驱动组件含有四组物料盒推拉组件（四个驱动板8），所述导板11、所述升降驱动模组和所述直线移动模组组成单个物料盒推拉组件；示例性地，每组物料盒推拉组件根据物料盒尺寸可以存储贰个至叁个物料盒16；在单层升降驱动组件中，物料盒16的推和拉可以是双向的，即沿不同方向进行搭配。
优选地，所述框架3的底板10下边缘设置有定位传感器15，所述定位传感器15与底板10上的物料盒16和横梁5上的驱动板8居中对齐；所述定位传感器15可以采用激光导航传感器、磁导航传感器、二维码传感器、颜色传感器或其他新式传感器；所述定位传感器15主要用来引导自动存取装置2定位到物料盒储存架的物料盒位置。
所述操作方法包括下列步骤。
步骤一：叉车式AGV1根据物料盒存取任务要求按照规划路线自主移动到物料盒所在储存架对应位置上，AGV1的叉指101沿第一方向移动到物料盒所在储存架对应层高位置，所述定位传感器根据任务引导自动存取装置定位到所需存取的物料盒位置上。
步骤二：根据物料盒存取任务要求，为将物料盒存储到储存架上，所述驱动板8驱动物料盒16沿第二方向移动，将物料盒16推出自动存取装置2，直至物料盒16转移到物料盒存储架上，为将物料盒16从储存架上取出转移到自动存取装置2上，所述驱动板8沿第二方向移动伸出自动存取装置2，当驱动板8勾住物料盒16时驱动板沿第二方向缩回自动存取装置2，驱动物料盒16沿导板11转移至自动存取装置2。
步骤三：根据物料盒存取任务要求，叉车AGV1在存取一组物料盒的任务后，根据指令进入下一个循环，即根据规划路线自主移动到下一个目标，执行下一个任务。
优选地，在所述步骤二中，驱动板8在推出物料盒和勾回物料盒的过程中，可以是沿第一和第二方向的组合路线；在所述步骤二中，可以根据自动存取装置2的物料盒16推拉组件数量和升降驱动组件数量进行多物料盒的同步推或拉操作，大大提高物料盒的存取效率。
对于本领域的普通技术人员而言，具体实施例只是对发明进行实例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种小型开口物料盒自动存取机器人及其操作方法，其特征在于，所述机器人包括：
叉车式AGV，所述AGV叉指上设有自动存取装置，所述AGV叉指可在其行程范围内停在第一方向任意高度；
自动存取装置，所述自动存取装置可随AGV叉指沿第一方向移动；所述自动存取装置包括在对面开口的框架，框架上设有升降驱动组件；所述升降驱动组件包括直线驱动器和横梁，所述直线驱动器驱动横梁沿第一方向移动；所述横梁上设有轴线沿第二方向的直线移动模组；所述直线移动模组包括滑台和驱动电机，驱动电机驱动滑台沿第二方向滑动；所述滑台设有驱动板；所述驱动板随滑台沿第二方向移动，实现对小型开口物料盒进行推和拉等操作，完成对物料盒的存取任务；所述驱动板沿第二方向推拉物料盒可以是双向的，即物料盒可以沿第二方向的两个指向完成推出物料盒或勾回物料盒。
2.根据权利要求1所述的一种小型开口物料盒自动存取机器人及其操作方法，其特征在于：所述叉车式AGV可以根据物料盒存取任务按照规划路线自主移动和自主定位，所述AGV有独立的控制系统与控制箱，所述AGV的叉指的升降移动由其独立的控制系统进行控制。
3.根据权利要求1所述的一种小型开口物料盒自动存取机器人及其操作方法，其特征在于：所述自动存取装置有独立的控制系统和控制箱，所述自动存取装置的控制系统与AGV的控制系统存在通讯协议，根据物料盒的存取任务对自动存取装置和AGV进行通讯并协同控制，所述自动存取装置与AGV的通讯可以是有线的也可以是无线的。
4.根据权利要求1所述的一种小型开口物料盒自动存取机器人及其操作方法，其特征在于：所述自动存取装置的升降驱动组件数量可以超过1个且沿第一方向阵列排列；所述升降驱动组件的直线驱动器与横梁组件配套组成一个独立的物料盒推拉组件；所述物料盒推拉组件数量可以超过1个且沿第三方向阵列排列；所述升降驱动组件之间的间距和物料盒推拉组件之间的间距根据物料盒储存架的物料盒之间的第一方向和第二方向的间距分别设置。
5.根据权利要求1所述的一种小型开口物料盒自动存取机器人及其操作方法，其特征在于：所述第一方向为竖向或Y向，所述第二方向为水平第一横向或Z向。
6.根据权利要求4所述的一种小型开口物料盒自动存取机器人及其操作方法，其特征在于：所述第三方向为水平第二横向或X向。
7.根据权利要求1所述的一种小型开口物料盒自动存取机器人及其操作方法，其特征在于：所述自动存取装置的框架设有底板，底板的主要功能是用来承载物料盒；所述底板上设置有引导物料盒居中移动的一对导板，所述导板、所述升降驱动模组和所述直线移动模组组成单个物料盒推拉组件；所述导板在物料盒进出口端往外折成一个角度形成折板，起到对物料盒进行导向和居中的作用；所述导板的另一端设置有挡板，可以对物料盒起到限位作用；所述导板的长度可以根据叉指及物料盒的外观尺寸进行调整，实现对多个物料盒的转运。
8.根据权利要求1所述的一种小型开口物料盒自动存取机器人及其操作方法，其特征在于：所述框架的底板下边缘设置有定位传感器，所述定位传感器与底板上的物料盒和横梁上的驱动板居中对齐；所述定位传感器可以采用激光导航传感器、磁导航传感器、二维码传感器、颜色传感器或其他新式传感器；所述定位传感器主要用来引导自动存取装置定位到物料盒储存架的物料盒位置。
9.根据权利要求1所述的一种小型开口物料盒自动存取机器人及其操作方法，其特征在于：所述操作方法包括下列步骤：
步骤一：叉车式AGV根据物料盒存取任务要求按照规划路线自主移动到物料盒所在储存架对应位置上，AGV的叉指沿第一方向移动到物料盒所在储存架对应层高位置，所述定位传感器根据任务引导自动存取装置定位到所需存取的物料盒位置上；
步骤二：根据物料盒存取任务要求，为将物料盒存储到储存架上，所述驱动板驱动物料盒沿第二方向移动，将物料盒推出自动存取装置，直至物料盒转移到物料盒存储架上，为将物料盒从储存架上取出转移到自动存取装置上，所述驱动板沿第二方向移动伸出自动存取装置，当驱动板勾住物料盒时驱动板沿第二方向缩回自动存取装置，驱动物料盒沿导板转移至自动存取装置；
步骤三：根据物料盒存取任务要求，叉车AGV在存取任务完成后，根据指令进入下一个循环，即根据规划路线自主移动到下一个目标，执行下一个任务。
10.根据权利要求9所述的一种小型开口物料盒自动存取机器人及其操作方法，其特征在于：在所述步骤二中，驱动板在推出物料盒和勾回物料盒的过程中，可以是沿第一和第二方向的组合路线；在所述步骤二中，可以根据自动存取装置的物料盒推拉组件数量和升降驱动组件数量进行多物料盒的同步推或拉操作，大大提高物料盒的存取效率。
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