CN115258503A - 一种自动多层立体库理货设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于机械自动化技术领域，具体涉及一种自动多层立体库理货设备及方法，该设备包括：主体机架，所述主体机架作为载体；升降机构，所述升降机构共有两个且对称安装在主体机架的两侧；输送机构，所述输送机构共有两个且安装在对应升降机构的升降平台上；多层托盘储存机构，所述多层托盘储存机构安装在主体机架上且位于两个升降机构之间；控制器，所述控制器分别与升降机构、输送机构、多层托盘储存机构中的动力单元连接。本发明结构设计合理，能够有效降低工人的劳动强度，降低维护成本，可实现周转托盘高效运转，进一步提升生产工艺和生产效率，提高装配精度和效果，使立体库在自动化生产线中得到进一步发展。

Description

一种自动多层立体库理货设备及方法

技术领域

本发明属于机械自动化技术领域，具体涉及一种自动多层立体库理货设备及方法。

背景技术

随着科技的发展和自动化技术的不断进步，各行各业对于自动化立体库的需求也不断提出新要求。立体库是自动化生产中使用最频繁的一种设备，会根据零件的特性、产线的工艺、自动化控制的需要，不断研发出可进一步提升产能、提高精度、便于控制的自动化立体库。立体库的质量直接关系到生产线的装配精度，且立体库的机械机构与后期的使用效果密切相关。

目前，常规的自动化生产线中使用的立体库还存在效率不高、精度有待提升、设备维护维护成本高等缺陷，制约了自动化生产线的快速生产和发展。

发明内容

本发明的目的是提供一种自动多层立体库理货设备及方法，以解决上述现有技术存在的问题，有效降低工人的劳动强度，降低维护成本，可实现周转托盘高效运转，进一步提升生产工艺和生产效率，提高装配精度和效果，使立体库在自动化生产线中得到进一步发展。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：

一种自动多层立体库理货设备，该设备包括：

主体机架，所述主体机架作为载体；

升降机构，所述升降机构共有两个且对称安装在主体机架的两侧；

输送机构，所述输送机构共有两个且安装在对应升降机构的升降平台上；

多层托盘储存机构，所述多层托盘储存机构安装在主体机架上且位于两个升降机构之间；

控制器，所述控制器分别与升降机构、输送机构、多层托盘储存机构中的动力单元连接。

进一步地，上述自动多层立体库理货设备中，所述升降机构包括基板、电机、第一减速机、动力安装板、第一同步带轮、第一同步带、直线导轨、直线滑块、第一轴承座、传动丝杆、丝块、固定连接座、升降平台和第二轴承座，所述动力安装板安装在基板的上方，所述第一减速机安装在动力安装板的下方，所述电机安装在第一减速机的下方，所述第一同步带与第一同步带轮安装在动力安装板的上方且内外配合使用，所述直线导轨与直线滑块安装在基板上且配合使用，所述第一轴承座、第二轴承座安装在基板的两侧，所述传动丝杆安装在第一轴承座、第二轴承座之间，所述传动丝杆上安装有与其啮合的丝块，所述固定连接座安装在丝块外侧，所述固定连接座上固定安装有升降平台。

进一步地，上述自动多层立体库理货设备中，所述电机通过第一减速机变速后带动第一同步带轮动作，所述第一同步带轮带动第一同步带转动，再带动传动丝杆转动，所述传动丝杆带动丝块升降，从而带动升降平台的升降移动，所述电机由所述控制器实现控制。

进一步地，上述自动多层立体库理货设备中，所述输送机构包括C型机架、第一主传动轴、第二同步带轮、第二同步带、第一联轴器、第二减速机、第一气动马达、第三同步带轮、第三轴承座、第一从动轴和第三轴承，所述第三轴承和第一从动轴安装在C型机架上，所述第一主传动轴安装在第三轴承的内部，并与第一联轴器在C型机架外侧连接，所述第二减速机安装在第一联轴器外侧，并与第一气动马达配合使用，所述第二同步带轮安装在第一主传动轴上，并与第三同步带轮通过第二同步带配合使用。

进一步地，上述自动多层立体库理货设备中，所述第三轴承座和第一从动轴用于对第三同步带轮进行支撑和调节，所述第二同步带通过第一主传动轴串联在一起，通过第一气动马达和第二减速机实现传动，所述第二同步带用于输送周转托盘，所述第一气动马达由所述控制器实现控制。

进一步地，上述自动多层立体库理货设备中，所述多层托盘储存机构包括被动侧基板、传动侧基板、第二联轴器、第三减速机、第二气动马达、第二从动轴、第四轴承座、第四同步带轮、第三同步带、第五同步带轮和第二主传动轴，所述传动侧基板和被动侧基板安装在主体机架上，所述第二主传动轴安装在第四轴承座内部，并与第二联轴器在传动侧基板外侧连接，所述第三减速机安装在第二联轴器外侧，并与第二气动马达配合使用，所述第五同步带轮安装在第二主传动轴上，并与第四同步带轮通过第三同步带配合使用，所述第四轴承座和第二从动轴分别安装在传动侧基板和被动侧基板上，所述第二气动马达由所述控制器实现控制。

进一步地，上述自动多层立体库理货设备中，所述第四轴承座和第二从动轴用于对第四同步带轮进行支撑和调节，所述第三同步带通过第二主传动轴串联在一起，所述第二主传动轴通过第二气动马达和第三减速机实现传动，第三同步带用于输送周转托盘。

进一步地，上述自动多层立体库理货设备中，所述第二同步带、第三同步带各自位于上层带体的内侧安装有使其在受压时不出现形变用的支撑件，所述支撑件的上端设有与上层带体内侧面相抵的支撑平面。

进一步地，上述自动多层立体库理货设备中，所述设备还包括用于检测升降机构、输送机构、多层托盘储存机构指定位置处是否存在周转托盘的传感器。

一种自动多层立体库理货方法，基于如上所述的自动多层立体库理货设备实现，该方法包括如下步骤：

1)对主体机架两侧的升降机构通过复位控制，两个升降机构中一个设置为进货升降，另一个设置为出货升降；所述升降机构带动输送机构回到顶部初始位置，此时控制器将检测初始位置是否有周转托盘，如果没有托盘，将会通过控制器检测多层托盘储存机构的最下层空盘区域是否有周转托盘，如果有托盘，升降机构将下降最下层，带动输送机构接回周转托盘后，再回到顶端初始位置，等待控制器下一指令进行下一个动作；

2)当控制器检测到处于初始位置的周转托盘已完成装货以后，会自动判断多层托盘储存机构中哪一层有空位，然后升降机构带动输送机构升降至这一层，完成将周转托盘输送至托盘储存指定区域，设备等待执行下一工序；

3)控制器检测到出货升降机构内部无周转托盘时，由多层托盘储存机构自动判断哪一层的储存区进行托盘输出，出货升降机构带动输送机构升降至这一层，完成将周转托盘输送至出货升降机构的初始位置，待完成出货动作并检测成功后，设备等待执行下一工序；

4)当控制器检测到出货升降机构中周转托盘上的货物已出时，且此时多层托盘储存机构的空盘储存层有空位，控制器将控制出货升降机构带动输送机构下降至多层托盘储存机构的空盘储存层，设备等待执行下一工序，托盘及各部分保持初始位置，等待下一轮工作开始。

本发明的有益效果是：

本发明结构设计合理，能够有效降低工人的劳动强度，降低维护成本，可实现周转托盘高效运转，进一步提升生产工艺和生产效率，提高装配精度和效果，使立体库在自动化生产线中得到进一步发展。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明整体的立体示意图；

图2为本发明中升降机构、输送机构的示意图；

图3为本发明中升降机构的示意图；

图4为本发明中升降机构的爆炸图；

图5为本发明中输送机构的示意图；

图6为本发明中多层托盘储存机构的示意图；

图7为本发明中周转托盘的立体示意图。

附图中，各部件的标号如下：

1-升降机构，101-基板，102-电机，103-第一减速机，104-动力安装板，105-第一同步带轮，106-第一同步带，107-直线导轨，108-直线滑块，109-第一轴承座，110-传动丝杆，111-丝块，112-固定连接座，113-升降平台，114-第二轴承座；

2-输送机构，201-C型机架，202-第一主传动轴，203-第二同步带轮，204-第二同步带，205-第一联轴器，206-第二减速机，207-第一气动马达，208-第三同步带轮，209-第三轴承座，210-第一从动轴，211-第三轴承；

3-多层托盘储存机构，301-被动侧基板，302-传动侧基板，303-第二联轴器，304-第三减速机，305-气动马达，306-第二从动轴，307-第四轴承座，308-第四同步带轮，309-第三同步带，310-第五同步带轮，311-第二主传动轴；

4-主体机架；

5-周转托盘。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图7所示，本实施例提供一种自动多层立体库理货设备，该设备包括主体机架4、升降机构1、输送机构2、多层托盘储存机构3、控制器以及传感器，主体机架4作为载体，升降机构1共有两个且对称安装在主体机架4的两侧。输送机构2共有两个且安装在对应升降机构1的升降平台上。多层托盘储存机构3安装在主体机架4上且位于两个升降机构1之间。控制器分别与升降机构1、输送机构2、多层托盘储存机构3中的动力单元连接。传感器用于检测升降机构1、输送机构2、多层托盘储存机构3指定位置处是否存在周转托盘。

本实施例中，升降机构1包括基板101、电机102、第一减速机103、动力安装板104、第一同步带轮105、第一同步带106、直线导轨107、直线滑块108、第一轴承座109、传动丝杆110、丝块111、固定连接座112、升降平台113和第二轴承座114。动力安装板104安装在基板101的上方，第一减速机103安装在动力安装板104的下方，电机102安装在第一减速机103的下方。第一同步带106与第一同步带轮105安装在动力安装板104的上方且内外配合使用。直线导轨107与直线滑块108安装在基板101上且配合使用。第一轴承座109、第二轴承座114安装在基板101的两侧，传动丝杆110安装在第一轴承座109、第二轴承座114之间，传动丝杆110上安装有与其啮合的丝块111，固定连接座112安装在丝块111外侧，固定连接座112上固定安装有升降平台113。电机102通过第一减速机103变速后带动第一同步带轮105动作，第一同步带轮105带动第一同步带106转动，再带动传动丝杆110转动，传动丝杆110带动丝块111升降，从而带动升降平台113的升降移动，电机102由控制器实现控制。

本实施例中，输送机构2包括C型机架201、第一主传动轴202、第二同步带轮203、第二同步带204、第一联轴器205、第二减速机206、第一气动马达207、第三同步带轮208、第三轴承座209、第一从动轴210和第三轴承211。第三轴承211和第一从动轴210安装在C型机架201上，第一主传动轴202安装在第三轴承211的内部，并与第一联轴器205在C型机架201外侧连接。第二减速机206安装在第一联轴器205外侧，并与第一气动马达207配合使用。第二同步带轮203安装在第一主传动轴202上，并与第三同步带轮208通过第二同步带204配合使用。第三轴承座209和第一从动轴210用于对第三同步带轮208进行支撑和调节，第二同步带204通过第一主传动轴202串联在一起，通过第一气动马达207和第二减速机206实现传动，第二同步带204用于输送周转托盘5，第一气动马达207由控制器实现控制。

本实施例中，多层托盘储存机构3包括被动侧基板301、传动侧基板302、第二联轴器303、第三减速机304、第二气动马达305、第二从动轴306、第四轴承座307、第四同步带轮308、第三同步带309、第五同步带轮310和第二主传动轴311，传动侧基板302和被动侧基板301安装在主体机架4上，第二主传动轴311安装在第四轴承座307内部，并与第二联轴器303在传动侧基板302外侧连接。第三减速机304安装在第二联轴器303外侧，并与第二气动马达305配合使用。第五同步带轮310安装在第二主传动轴311上，并与第四同步带轮308通过第三同步带309配合使用。第四轴承座307和第二从动轴306分别安装在传动侧基板302和被动侧基板301上，第二气动马达305由控制器实现控制。第四轴承座307和第二从动轴306用于对第四同步带轮308进行支撑和调节，第三同步带309通过第二主传动轴311串联在一起，第二主传动轴311通过第二气动马达305和第三减速机304实现传动，第三同步带309用于输送周转托盘5。

本实施例中，第二同步带204、第三同步带309各自位于上层带体的内侧安装有使其在受压时不出现形变用的支撑件，支撑件的上端设有与上层带体内侧面相抵的支撑平面。

本实施例还提供一种自动多层立体库理货方法，包括如下步骤：

1)对主体机架4两侧的升降机构1通过复位控制，两个升降机构1中一个设置为进货升降，另一个设置为出货升降；升降机构1带动输送机构回到顶部初始位置，此时控制器将检测初始位置是否有周转托盘5，如果没有托盘，将会通过控制器检测多层托盘储存机构3的最下层空盘区域是否有周转托盘5，如果有托盘，升降机构1将下降最下层，带动输送机构2接回周转托盘5后，再回到顶端初始位置，等待控制器下一指令进行下一个动作；

2)当控制器检测到处于初始位置的周转托盘5已完成装货以后，会自动判断多层托盘储存机构3中哪一层有空位，然后升降机构1带动输送机构2升降至这一层，完成将周转托盘5输送至托盘储存指定区域，设备等待执行下一工序；

3)控制器检测到出货升降机构1内部无周转托盘5时，由多层托盘储存机构3自动判断哪一层的储存区进行托盘输出，出货升降机构带动输送机构升降至这一层，完成将周转托盘输送至出货升降机构的初始位置，待完成出货动作并检测成功后，设备等待执行下一工序；

4)当控制器检测到出货升降机构1中周转托盘5上的货物已出时，且此时多层托盘储存机构3的空盘储存层有空位，控制器将控制出货升降机构1带动输送机构2下降至多层托盘储存机构3的空盘储存层，设备等待执行下一工序，托盘及各部分保持初始位置，等待下一轮工作开始。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种自动多层立体库理货设备，其特征在于，该设备包括：

主体机架，所述主体机架作为载体；

升降机构，所述升降机构共有两个且对称安装在主体机架的两侧；

输送机构，所述输送机构共有两个且安装在对应升降机构的升降平台上；

多层托盘储存机构，所述多层托盘储存机构安装在主体机架上且位于两个升降机构之间；

控制器，所述控制器分别与升降机构、输送机构、多层托盘储存机构中的动力单元连接。

2.根据权利要求1所述的自动多层立体库理货设备，其特征在于：所述升降机构包括基板、电机、第一减速机、动力安装板、第一同步带轮、第一同步带、直线导轨、直线滑块、第一轴承座、传动丝杆、丝块、固定连接座、升降平台和第二轴承座，所述动力安装板安装在基板的上方，所述第一减速机安装在动力安装板的下方，所述电机安装在第一减速机的下方，所述第一同步带与第一同步带轮安装在动力安装板的上方且内外配合使用，所述直线导轨与直线滑块安装在基板上且配合使用，所述第一轴承座、第二轴承座安装在基板的两侧，所述传动丝杆安装在第一轴承座、第二轴承座之间，所述传动丝杆上安装有与其啮合的丝块，所述固定连接座安装在丝块外侧，所述固定连接座上固定安装有升降平台。

3.根据权利要求2所述的自动多层立体库理货设备，其特征在于：所述电机通过第一减速机变速后带动第一同步带轮动作，所述第一同步带轮带动第一同步带转动，再带动传动丝杆转动，所述传动丝杆带动丝块升降，从而带动升降平台的升降移动，所述电机由所述控制器实现控制。

4.根据权利要求2所述的自动多层立体库理货设备，其特征在于：所述输送机构包括C型机架、第一主传动轴、第二同步带轮、第二同步带、第一联轴器、第二减速机、第一气动马达、第三同步带轮、第三轴承座、第一从动轴和第三轴承，所述第三轴承和第一从动轴安装在C型机架上，所述第一主传动轴安装在第三轴承的内部，并与第一联轴器在C型机架外侧连接，所述第二减速机安装在第一联轴器外侧，并与第一气动马达配合使用，所述第二同步带轮安装在第一主传动轴上，并与第三同步带轮通过第二同步带配合使用。

5.根据权利要求4所述的自动多层立体库理货设备，其特征在于：所述第三轴承座和第一从动轴用于对第三同步带轮进行支撑和调节，所述第二同步带通过第一主传动轴串联在一起，通过第一气动马达和第二减速机实现传动，所述第二同步带用于输送周转托盘，所述第一气动马达由所述控制器实现控制。

6.根据权利要求4所述的自动多层立体库理货设备，其特征在于：所述多层托盘储存机构包括被动侧基板、传动侧基板、第二联轴器、第三减速机、第二气动马达、第二从动轴、第四轴承座、第四同步带轮、第三同步带、第五同步带轮和第二主传动轴，所述传动侧基板和被动侧基板安装在主体机架上，所述第二主传动轴安装在第四轴承座内部，并与第二联轴器在传动侧基板外侧连接，所述第三减速机安装在第二联轴器外侧，并与第二气动马达配合使用，所述第五同步带轮安装在第二主传动轴上，并与第四同步带轮通过第三同步带配合使用，所述第四轴承座和第二从动轴分别安装在传动侧基板和被动侧基板上，所述第二气动马达由所述控制器实现控制。

7.根据权利要求6所述的自动多层立体库理货设备，其特征在于：所述第四轴承座和第二从动轴用于对第四同步带轮进行支撑和调节，所述第三同步带通过第二主传动轴串联在一起，所述第二主传动轴通过第二气动马达和第三减速机实现传动，第三同步带用于输送周转托盘。

8.根据权利要求6所述的自动多层立体库理货设备，其特征在于：所述第二同步带、第三同步带各自位于上层带体的内侧安装有使其在受压时不出现形变用的支撑件，所述支撑件的上端设有与上层带体内侧面相抵的支撑平面。

9.根据权利要求1所述的自动多层立体库理货设备，其特征在于：所述设备还包括用于检测升降机构、输送机构、多层托盘储存机构指定位置处是否存在周转托盘的传感器。

10.一种自动多层立体库理货方法，基于如权利要求1-9任一项所述的自动多层立体库理货设备实现，其特征在于，该方法包括如下步骤：

1)对主体机架两侧的升降机构通过复位控制，两个升降机构中一个设置为进货升降，另一个设置为出货升降；所述升降机构带动输送机构回到顶部初始位置，此时控制器将检测初始位置是否有周转托盘，如果没有托盘，将会通过控制器检测多层托盘储存机构的最下层空盘区域是否有周转托盘，如果有托盘，升降机构将下降最下层，带动输送机构接回周转托盘后，再回到顶端初始位置，等待控制器下一指令进行下一个动作；

2)当控制器检测到处于初始位置的周转托盘已完成装货以后，会自动判断多层托盘储存机构中哪一层有空位，然后升降机构带动输送机构升降至这一层，完成将周转托盘输送至托盘储存指定区域，设备等待执行下一工序；

3)控制器检测到出货升降机构内部无周转托盘时，由多层托盘储存机构自动判断哪一层的储存区进行托盘输出，出货升降机构带动输送机构升降至这一层，完成将周转托盘输送至出货升降机构的初始位置，待完成出货动作并检测成功后，设备等待执行下一工序；

4)当控制器检测到出货升降机构中周转托盘上的货物已出时，且此时多层托盘储存机构的空盘储存层有空位，控制器将控制出货升降机构带动输送机构下降至多层托盘储存机构的空盘储存层，设备等待执行下一工序，托盘及各部分保持初始位置，等待下一轮工作开始。

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