CN116081163B - 一种管材或棒材锯切用智能仓储上料方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管材或棒材锯切用智能仓储上料方法，涉及管材或棒材锯切时的仓储上料技术领域，该方法包括以下步骤：S1、提供一个智能立库上料系统；S2、将每个存放库位和料框进行分别编号；S3、补料；S4、将工作料框搬运至上料暂存库位上；S5、转移装置将管材或棒材逐根送至上料架上；S6、夹送机构夹送管材或棒材轴向送至锯切主机中锯切；S7、将空料框移走送至空库位中；S8、将新的工作料框送至上料暂存库位上；S9、重复步骤S5至S8；S10、将立库中的空料框移出，再将工作料框转存至立库对应的空库位中。该智能仓储上料方法能够对管材或棒材进行有序存放，厂区空间利用率高，减少了锯切等待时间，降低了人工成本。

Description

一种管材或棒材锯切用智能仓储上料方法

技术领域

本发明涉及管材或棒材锯切时的仓储上料技术领域，尤其涉及一种管材或棒材锯切用智能仓储上料方法。

背景技术

目前长度较长的钢管或钢棒是需要通过锯切机锯切，满足指定长度的使用要求，而钢管或钢棒的锯切流程相似，以钢管为例，其锯切流程是首先利用行车将一捆捆钢管卸车，卸车的钢管堆放在车间的原料堆放区域，原料堆放区域一般会设置一些支撑框架，方便支撑堆放成捆的钢管。当然也有不使用支撑框架支撑而直接将钢管通过交叉井字形堆放。需要锯切时再利用行车将最上方的一捆钢管悬吊至钢管锯切机的上料架上，松开捆绑的钢管后，利用钢管上料架进行上料，从而完成锯切，其中上料架的具体结构为专利号为CN201820680372.7，专利名称为一种圆管或圆棒的上料架记载的结构，而锯切主机位于上料架的下游端，用来接收送料过来的钢管或钢棒，锯切主机主要利用电机带动锯片旋转对钢管或钢棒进行锯切，锯切主机市面上已经有能够购买到的比较成熟的设备。

然目前的这种钢管的锯切流程和设备存在以下缺点：1、空间利用率低，钢管的堆放储存、钢管的转移、钢管的上料架都需要占用很大的地方，场地成本高，并且从钢管的仓储位置转移到钢管锯切的上料位置、锯切位置的路程比较远，转运时间长；2、目前钢管的存取，转移都是需要行车吊装搬运，效率低，安全性低，并且容易出现重复搬运，浪费人力物力，并且库存钢管需要人工清点，容易出现补料不及时的情况；3、目前的钢管的堆放储存并不合理，下方的钢管被上方的钢管挤压，容易造成材料弯曲；4、目前的钢管堆放和管理比较混乱，当钢管的规格比较多时，钢管的堆放和管理混乱尤为突出，需要人工查找钢管的规格，有时需要切割钢管被其他的钢管压在底下，导致需要将上方的钢管挪开，工作效率特别低；5、目前的钢管锯切时过程中需要补料或者更换规格时操作非常复杂，例如在补料时，需要人工将存放区域的整捆钢管地吊装到上料架上；而整个过程并不可控，例如行车是否被占用，工人是否正在忙其他事情，这些不可控的因素导致锯切主机的锯切待机时间长，效率低；而对于换料，则更加复杂，需要将上料架上的所有散开的管材全部锯切完成，才能进行换料操作，这样等待的时间就更长，当然也可以中途将上料架上的存货钢管移走，然后再进行补料其他规格的钢管，这样又进一步增加工人的劳动强度，也需要较长的待机等待时间。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种管材或棒材锯切用智能仓储上料方法，该智能仓储上料方法能够对管材或棒材进行有序存放，并且能够快速存取管材或棒材供给锯切主机锯切，厂区空间利用率高，节约物流搬运时间和搬运设备投入，减少了锯切等待时间，降低了工人的劳动强度和人工成本。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种管材或棒材锯切用智能仓储上料方法，该方法包括以下步骤：

S1、提供一个智能立库上料系统，上料系统包括至少一个立库，所述立库上设置有若干个阵列的用于存放料框的存放库位，所述立库的一侧设置有可移动的用于从存放库位取出或者放入料框的存取桁架机器人；所述立库的下方设置有至少一组并排设置的上料工位和上料暂存库位，所述存取桁架机器人将任一存放库位中的料框移送至上料暂存库位上，所述上料工位处安装有上料架，所述上料架的一端设置有锯切主机，所述上料工位和上料暂存库位之间设置有将料框内的管材或者棒材逐根转移至上料架上的转移装置，所述上料架上设置有将管材或棒材轴向送料至锯切主机的夹送机构；

S2、将每个存放库位和料框进行分别编号，定义存放有管材或棒材的料框为工作料框，空的料框为空料框；

S3、存取桁架机器人从补料工位将工作料框送至立库指定的存放库位内储存，每个存放库位的编号与当前存放的工作料框编号绑定形成对应关系，工作料框所存放的管材或棒材的规格、料框编号和存放库位的编号一一对应，重复步骤S3的动作即完成了立库的补料动作；

S4、当下达锯切命令时，确定当前锯切的管材或棒材的规格后，存取桁架机器人移动到对应的存放库位将工作料框取出并搬运至上料暂存库位上暂存，当存放库位内的工作料框被取出后，解除该存放库位与之前对应的工作料框之间的编号对应关系并形成空库位；

S5、转移装置将处于上料暂存库位上的工作料框内的管材或棒材逐根送至上料架上；

S6、夹送机构夹送上料架上的管材或棒材轴向送至锯切主机中锯切；

S7、当上料暂存库位上的工作料框内的管材或棒材全部上料完成后形成空料框，存取桁架机器人将空料框移走送至空库位中，此时该空库位的编号与空料框的编号重新绑定对应关系；

S8、存取桁架机器人再按照步骤S4的动作将新的工作料框送至上料暂存库位上；

S9、重复步骤S5至S8；

S10、当立库中存储的工作料框的数量小于设定值时，存取桁架机器人将立库中的空料框移动至出库工位，再将补料工位已经补满管材或棒材的工作料框转存至立库对应的空库位中。

采用了上述技术方案后，本发明的效果是：1、管材或棒材放置在料框上，料框存放在阵列设置的存放库位中，这样充分的利用了厂区的空间，占地面积小，使管材或棒材的储存时不会发生变形；尤其是采用了该智能仓储上料方法，可以将车间兼做仓库，空间利用率大大提高；2、管材或棒材储存在立库中，根据桁架机器人的存取动作，就能够准确的知晓立库的管材的使用量和库存量，从而方便及时补货，减少补货的时间；3、该上料方法通过存取桁架机器人将存放库位中的料框移出后直接送至立库下方的上料暂存库位，存取桁架机器人的移动距离非常短，从而减少了管材或棒材的转移时间，这样一台存取桁架机器人可以对接多套锯切主机，整体的锯切效率更高；4、该智能仓储上料方法可以快速的进行管材或棒材的规格切换；管材或棒材是放置在料框内并由转移装置进行转移，当需要切换规格时，只需要锯切主机将当前上料架上的管材或棒材锯切完成即可，而剩余的管材或棒材还是储存在料框中并且统一由存取桁架机器人移走，这样规格切换时的等待时间非常少，并且无需人工参与，存取桁架机器人只需要移动到新规格对应的存放库位中将对应的工作料框取出，自动化程度高，效率也更高；5、该仓储上料方法自动化程度高，减少了人工的参与度，从而节约了人力资源的同时，也减少了工伤事故的发生。

其中优选的，所述步骤S5中的转移装置逐根转移管材或棒材的步骤为：

S51、设备准备：提供一个沿管材或棒材的长度方向布置多个可水平滑动的转移滑座，每个转移滑座上均设置有由连杆升降机构驱动升降的磁吸块或者转移夹具；其中连杆升降机构包括第一上连杆和第二上连杆、第一中间连杆和第二中间连杆、第一下连杆和第二下连杆，所述第一中间连杆和第二中间连杆的中部通过中间铰接轴铰接，所述第一中间连杆和第二中间连杆的上端分别通过第一上铰接轴和第二上铰接轴与第一上连杆和第二上连杆的下端铰接；所述第一上连杆和第二上连杆的上端相互铰接于转移滑座上，所述第一中间连杆和第二中间连杆的下端分别通过第一下铰接轴和第二下铰接轴与第一下连杆和第二下连杆的上端铰接；所述第一下连杆和第二下连杆的下端相互铰接并与所述磁吸块或转移夹具连接，第一上铰接轴和第二上铰接轴之间连接有直线动力装置；

S52、各转移滑座同步移动到上料暂存库位上的料框的上方；

S53、直线动力装置驱动第一上铰接轴和第二上铰接轴相互靠拢，磁吸块或者转移夹具下降将料框中的管材或棒材吸取或者夹取；

S54、直线动力装置驱动第一上铰接轴和第二上铰接轴相互远离，此时磁吸块或转移夹具将管材或棒材提升并高于料框上端；

S55、转移滑座同步滑动到上料工位的上方，上料架上位于上料工位处设置有支撑输送辊组；

S56、直线动力装置驱动第一上铰接轴和第二上铰接轴相互靠拢，磁吸块或者转移夹具下降将管材或棒材放置在支撑输送辊组上并释放管材或棒材；

S57、转移滑座复位并移动到料框的上方；

S58、当上料工位上的管材或棒材被夹送机构夹送输送锯切完成后，重复步骤S53至S57，直至将料框内的管材或棒材全部转移完成。

通过上述步骤，磁吸块或者转移夹具能够非常准确的升降，并且升降过程中并没有占用上方的空间，这样就尽可能的减少了上料架、转移装置占用的高度，能更好的放置在立库的下方，节约的空间也能够布置更多的存放库位。

其中优选的，所述步骤S4中，存取桁架机器人从存放库位取出料框并搬运至上料暂存库位上暂存的动作步骤为：

S41、提供一种可以水平行走的行走机架，行走机架上设置有可竖直升降滑动的水平支撑横梁，水平支撑横梁上安装有可双向滑动的推拉滑台，推拉滑台上安装有可露出或者隐藏的推拉卡块；

S42、取料时，行走机架水平滑动、水平支撑横梁竖直升降，使推拉滑台与指定的存放库位对应；

S43、推拉滑台水平滑动使推拉卡块处于料框的下方；

S44、推拉卡块动作从推拉滑台露出使推拉卡块与料框的端部之间钩挂或卡接；

S45、推拉滑台水平拉动料框沿长度方向滑动从存放库位中移出到水平支撑横梁上；

S46、行走机架和水平支撑横梁在水平方向和竖直方向移动，使水平支撑横梁与上料暂存库位位置对应；

S47、推拉滑台动作，利用推拉卡块推动料框从水平支撑横梁移动到上料暂存库位上。

采用了上述步骤，推拉滑台可以双向滑动从而方便推动或者拉动料框沿料框的长度方向移动，并且利用推拉卡块可以与料框进行有效的衔接，料框上无需做过多的结构，只需要设置于推拉卡块适配的卡槽或者拉手或者卡沿，因此，更容易实现料框推拉存取动作。

其中优选的，所述水平支撑横梁设置有两个并排的存取工位，每个存取工位上设置有结构和安装方式均相同的推拉滑台，在步骤S7中，当上料暂存库位上的工作料框内的管材全部上料完成后形成空料框，存取桁架机器人事先已经将一个工作料框取出存放在其中一个存取工位上，然后将空料框从上料暂存库位上移动另一个存取工位上，再将存取工位上的工作料框推至上料暂存库位上，最后存取桁架机器人将空料框送至空库位中，而后取出一个工作料框放置在存取工位上，再进行下一个存取循环，这样通过设置并排的存取工位，这样在存放料框的同时还能将周边的料框取出，可以进一步减少存取桁架机器人的行走时间，存取的效率也更高。

其中优选的，所述存取桁架机器人的两侧均设置有立库，每个立库的底部设置有多台上料架和锯切主机，而每个推拉滑台上均设置有两个推拉卡块，每个推拉卡块与对应侧的立库配合，由于每根管材或者棒材需要锯切多刀，因此，一个料框内的管材或者棒材的锯切时间相对较长，这样存取桁架机器人有足够的时间去适配更多的立库。

其中优选的，所述的立库包括若干个立库模块，不同立库模块之间通过可拆卸连接的中间连接梁固定，每个立库模块均包括两排间隔设置的立柱，同一排的立柱均通过若干根水平设置的连接支撑梁固定，不同排的立柱之间通过若干根斜撑杆连接固定；各立库模块中处于同一水平面上的连接支撑梁相互配合形成了存放库位的底部支撑梁，所述料框放置于所述连接支撑梁上，所述连接支撑梁上设置有方便料框输送的支撑辊，这样，该立库可以通过多个立库模块组成不同长度和不同宽度的立库，立库的规格更多变，适应性也更强。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是实现本发明方法的智能立库上料系统的立体结构图；

图2是实现本发明方法的智能立库上料系统侧面结构图；

图3是立库的侧面结构示意图；

图4是立库的局部放大示意图；

图5是存取桁架机器人的立体图；

图6是存取桁架机器人的侧视图；

图7是水平支撑横梁和推拉装置的立体图；

图8是图7在A处的放大示意图；

图9是锯切主机、上料架和转移装置的立体图；

图10是图9在B处的放大示意图；

图11是锯切主机、上料架和转移装置的另一角度的立体图；

图12是图11在C处的放大示意图；

附图中：1、立库；11、立库模块；111、立柱；112、连接支撑梁；113、存放库位；114、连接座；115、斜撑杆； 12、中间连接梁；2、存取桁架机器人；21、行走机架；22、行走机构； 221、水平导轨；222、行走支座；223、行走电机；23、水平支撑横梁；231、水平支撑导轨；24、竖直升降动力装置；241、卷绕电机；242、卷筒； 25、推拉装置；251、推拉滑台；252、偏转轴；253、安装槽；254、推拉卡块；26、推拉动力装置； 261、驱动电机；262、推拉循环链轮； 3、锯切主机；4、料框；5、上料架；6、转移装置；61、转移机架；62、转移滑座；63、水平转移动力装置；631、安装杆；632、循环链条；64、连杆升降机构；641、第一上连杆；642、第二上连杆；643、第一中间连杆；644、第二中间连杆；645、第一下连杆；646、第二下连杆；647、转移升降动力装置；648、中间铰接轴；65、磁吸块；7、支撑输送辊组；8、夹送机构；81、夹送滑座；82、固定夹头；83、滑动夹头；84、夹持动力装置；85、夹送动力装置；D、上料暂存库位； E、上料工位。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

本实施例中的管材和棒材主要是金属管材和棒材，当然该智能仓储上料方法并不仅仅适用于管材或棒材的锯切，也可以适用于管材或棒材的其他加工，例如管材或棒材的钻孔、倒角等等，相对应的，只需要将锯切主机3更换会对应的机加工主机即可。

一种管材或棒材锯切用智能仓储上料方法，该方法包括以下步骤：

S1、提供一个智能立库1上料系统，上料系统包括至少一个立库1，所述立库1上设置有若干个阵列的用于存放料框4的存放库位113，所述立库1的一侧设置有可移动的用于从存放库位113取出或者放入料框4的存取桁架机器人2；所述立库1的下方设置有至少一组并排设置的上料工位E和上料暂存库位D，所述存取桁架机器人2将任一存放库位113中的料框4移送至上料暂存库位D上，所述上料工位E处安装有上料架5，所述上料架5的一端设置有锯切主机3，所述上料工位E和上料暂存库位D之间设置有将料框4内的管材或者棒材逐根转移至上料架5上的转移装置6，所述上料架5上设置有将管材或棒材轴向送料至锯切主机3的夹送机构8；

其中本实施例优选的，所述存取桁架机器人2的两侧均设置有立库1，每个立库1的底部设置有多台上料架5和锯切主机3，具体的上料架5和锯切主机3的数量可以根据锯切主机3的锯切速度、上料架5的上料速度、转移装置6的周期、存取桁架机器人2的存取周期来优化设定，而每个推拉滑台251上均设置有两个推拉卡块254，每个推拉卡块254与对应侧的立库1配合，由于每根管材或者棒材需要锯切多刀，因此，一个料框4内的管材或者棒材的总锯切时间相对较长，这样存取桁架机器人2有足够的时间去适配更多的立库1。

本实施例中，所述的立库1包括若干个立库模块11，不同立库模块11之间通过可拆卸连接的中间连接梁12固定，每个立库模块11均包括两排间隔设置的立柱111，同一排的立柱111均通过若干根水平设置的连接支撑梁112固定，不同排的立柱111之间通过若干根斜撑杆115连接固定；各立库模块11中处于同一水平面上的连接支撑梁112相互配合形成了存放库位113的底部支撑梁，所述料框4放置于所述连接支撑梁112上，所述连接支撑梁112上设置有方便料框4输送的支撑辊（图中未示出），这样，该立库1可以通过多个立库模块11组成不同尺寸的立库1，立库1的规格更多变，适应性也更强。

S2、将每个存放库位113和料框4进行分别编号，定义存放有管材或棒材的料框4为工作料框4，空的料框4为空料框4；

S3、存取桁架机器人2从补料工位将工作料框4送至立库1指定的存放库位113内储存，每个存放库位113的编号与当前存放的工作料框4编号绑定形成对应关系，工作料框4所存放的管材或棒材的规格、料框4编号和存放库位113的编号一一对应，重复步骤S3的动作即完成了立库1的补料动作；

S4、当下达锯切命令时，确定当前锯切的管材或棒材的规格后，存取桁架机器人2移动到对应的存放库位113将工作料框4取出并搬运至上料暂存库位D上暂存，当存放库位113内的工作料框4被取出后，解除该存放库位113与之前对应的工作料框4之间的编号对应关系并形成空库位；一般而言，一种规格的管材或棒材会存放到多个料框4中，因此在取料时，存取桁架机器人2可以优先选择近处的料框4来快速完成上料，减少移动时间；

S5、转移装置6将处于上料暂存库位D上的工作料框4内的管材或棒材逐根送至上料架5上；

S6、夹送机构8夹送上料架5上的管材或棒材轴向送至锯切主机3中锯切；

S7、当上料暂存库位D上的工作料框4内的管材全部上料完成后形成空料框4，存取桁架机器人2将空料框4移走送至空库位中，此时该空库位的编号与空料框4的编号重新绑定对应关系；

S8、存取桁架机器人2再按照步骤S4的动作将新的工作料框4送至上料暂存库位D上；

S9、重复步骤S5至S8；

S10、当立库1中存储的工作料框4的数量小于设定值时，存取桁架机器人2将立库1中的空料框4移动至出库工位，同时将补料工位已经补满管材或棒材的工作料框4转存至立库1对应的空库位中。

本发明的智能仓储上料方法相对于现有的仓储和上料，至少有以下优势：1、管材或棒材放置在多个料框4上，并将料框4存放阵列设置的存放库位113中，这样充分的利用了厂区的空间，占地面积小，使管材或棒材的储存时不会发生变形；并且不同规格的管材或棒材储存在不同的料框4上，管理更科学；2、管材或棒材储存在立库1中，根据桁架机器人的存取动作，就能够准确的知晓立库1的管材的使用量和库存量，从而方便及时补货，减少补货的时间；3、该上料方法通过存取桁架机器人2将存放库位113中的料框4移出后直接送至立库1下方的上料暂存库位D，存取桁架机器人2的移动距离非常短，从而减少了管材或棒材的转移时间，这样一台存取桁架机器人2可以对接多套锯切主机3，整体的锯切效率更高；4、该智能仓储上料方法可以快速的进行管材或棒材的规格切换；管材或棒材是放置在料框4内并由转移装置6进行转移，当需要切换规格时，只需要锯切主机3将当前上料架5上的管材或棒材锯切完成即可，而剩余的管材或棒材还是储存在料框4中并且统一由存取桁架机器人2移走，这样规格切换时的等待时间非常少，并且无需人工参与，存取桁架机器人2只需要移动到新规格对应的存放库位113将对应的工作料框4取出，自动化程度高，效率也更高；5、该仓储上料方法自动化程度高，减少了人工的参与度，从而节约了人力资源的同时，也减少了工伤事故的发生。

其中优选的，所述步骤S5中的转移装置6逐根转移管材或棒材的步骤为：

S51、设备准备：提供一个沿管材或棒材的长度方向布置多个可水平滑动的转移滑座62，每个转移滑座62上均通过连杆升降机构64驱动磁吸块65或者转移夹具升降；其中连杆升降机构64包括第一上连杆641和第二上连杆642、第一中间连杆643和第二中间连杆644、第一下连杆645和第二下连杆646，所述第一中间连杆643和第二中间连杆644的中部通过中间铰接轴648铰接，所述第一中间连杆643和第二中间连杆644的上端分别通过第一上铰接轴和第二上铰接轴与第一上连杆641和第二上连杆642的下端铰接；所述第一上连杆641和第二上连杆642的上端相互铰接于转移滑座62上，所述第一中间连杆643和第二中间连杆644的下端分别通过第一下铰接轴和第二下铰接轴与第一下连杆645和第二下连杆646的上端铰接；所述第一下连杆645和第二下连杆646的下端相互铰接并与所述磁吸块65或转移夹具连接，第一上铰接轴和第二上铰接轴之间连接有直线动力装置；

S52、各转移滑座62同步移动到上料暂存库位D上的料框4的上方；

S53、直线动力装置驱动第一上铰接轴和第二上铰接轴相互靠拢，磁吸块65或者转移夹具下降将料框4中的管材或棒材吸取或者夹取；

S54、直线动力装置驱动第一上铰接轴和第二上铰接轴相互远离，此时磁吸块65或转移夹具将管材或棒材提升并高于料框4上端；

S55、转移滑座62同步滑动到上料工位E的上方，上料架5上位于上料工位E处设置有支撑输送辊组7；

S56、直线动力装置驱动第一上铰接轴和第二上铰接轴相互靠拢，磁吸块65或者转移夹具下降将管材或棒材放置在支撑输送辊组7上并释放管材或棒材；

S57、转移滑座62复位并移动到料框4的上方；

S58、当上料工位E上的管材或棒材被夹送机构8夹送输送锯切完成后，重复步骤S53至S57，直至将料框4内的管材或棒材全部转移完成。

通过上述步骤，磁吸块65或者转移夹具能够非常准确的升降，并且升降过程中并没有占用上方的空间，这样就尽可能的减少了上料架5、转移装置6占用的高度，能更好的放置在立库1的下方，节约的空间也能够布置更多的存放库位113。

其中优选的，所述步骤S4中，存取桁架机器人2从存放库位113取出料框4并搬运至上料暂存库位D上暂存的动作步骤为：

S41、提供一种可以水平行走的行走机架21，行走机架21上设置有可竖直升降滑动的水平支撑横梁23，水平支撑横梁23上安装有可双向滑动的推拉滑台251，推拉滑台251上安装有可露出或者隐藏的推拉卡块254；

S42、取料时，行走机架21水平滑动、水平支撑横梁23竖直升降，使推拉滑台251与指定的存放库位113对应；

S43、推拉滑台251水平滑动使推拉卡块254处于料框4的下方；

S44、推拉卡块254动作从推拉滑台251露出使推拉卡块254与料框4的端部之间钩挂或卡接；

S45、推拉滑台251水平拉动料框4沿长度方向滑动从存放库位113中移出到水平支撑横梁23上；

S46、行走机架21和水平支撑横梁23在水平方向和竖直方向移动，使水平支撑横梁23与上料暂存库位D位置对应；

S47、推拉滑台251动作，利用推拉卡块254推动料框4从水平支撑横梁23移动到上料暂存库位D上。

其中本实施例中，所述水平支撑横梁23设置有两个并排的存取工位，每个存取工位上设置有结构和安装方式均相同的推拉滑台251，在步骤S7中，当上料暂存库位D上的工作料框4内的管材全部上料完成后形成空料框4，存取桁架机器人2事先已经将一个工作料框4取出存放在其中一个存取工位上，然后将空料框4从上料暂存库位D上移动另一个存取工位上，再将存取工位上的工作料框4推至上料暂存库位D上，最后存取桁架机器人2将空料框4送至空库位中，而后取出一个工作料框4放置在存取工位上，再进行下一个存取循环，这样通过设置并排的存取工位，这样在存放料框4的同时还能将周边的料框4取出，可以进一步减少存取桁架机器人2的行走时间，存取的效率也更高。

其中举例说明：设定存取桁架机器人2的水平行走速度90m/min，加速度0.5m/s²，水平支撑横梁23的竖直提升速度30m/min，加速度0.5m/s²，推拉滑台251的移动速度40m/min，加速度0.5m/s²；假设存取桁架机器人2平均行走距离为15m，时间为30秒（考虑了加减速时间），竖直提升移动高度为9米，时间为25秒，由于行走和提升是可以同时进行的，而行走时间比提升时间要长，所以竖直提升时间可以不算在内，推拉滑台251推拉料框的时间20秒，这样完成一个从取料框到放入货架一个循环的时间为20+30+30+20=100秒，一个班8小时算，8×60×60÷100=288次，也就是说机器人一天连续不断的工作，机器人的能力，一个班可进、出共288个料框。

另外本发明实施例还公开了实现上述智能仓储上料方法的智能立库1上料系统；如图1至图12所示，一种智能立库1上料系统，包括至少一个立库1，所述立库1上设置有若干个阵列的用于存放料框4的存放库位113，其中如图1至图4所示，本实施例中的立库1包括至少一个立库模块11，每个立库模块11均包括两排间隔设置的立柱111，同一排的立柱111均通过若干根水平设置的连接支撑梁112固定，不同排的立柱111之间通过若干根斜撑杆115连接固定；不同立库模块11之间通过可拆卸连接的中间连接梁12固定。其中立柱111、连接支撑梁112和中间连接梁12、斜撑杆115均可以由型钢制作而成，而连接支撑梁112与立柱111之间可以通过焊接的方式固定，也可以通过螺栓和固定座一起可拆卸固定。而斜撑杆115一般优选采用焊接固定，中间连接梁12也可以用过螺栓和固定座一起固定在立柱111之间。本实施例中，立柱111的底部固定在厂区的指定区域的地面上，该地面可以做过加强处理，例如地面内部浇筑钢结构用来增强支撑力，也方便立柱111的底部固定，而立库1的顶部可以与厂房上方的横梁连接，从而立库1整体固定支撑更加牢固。

各立库模块11中处于同一水平面上的连接支撑梁112相互配合形成了存放库位113的底部支撑梁，所述料框4放置于所述连接支撑梁112上，所述连接支撑梁112上设置有方便料框4输送的支撑辊（图中未示出）。本实施例中，料框4的长度是贯穿两个立库模块11，立库1上的支撑辊可以有效的支撑料框4，方便料框4顺畅滑动。支撑辊为市购所得，其结构为公知技术。

本实施例中，所述立柱111上位于连接支撑梁112之间设置有连接座114，相邻立柱111之间的连接座114之间可拆卸连接有与连接支撑梁112平行的加装支撑梁，处于相邻立柱111之间的同一高度的加装支撑梁构成了补充存放库位的底部支撑梁，所述加装支撑梁上设置有所述支撑辊，在不加装时存放库位113的高度较高，而加装时存放库位113的数量更多，利用加装支撑梁可以使立库1的存放库位113更加灵活，适应性更强。该立库1直接设置在车间，车间即可代替仓库，空间利用率更高。

所述立库1的一侧设置有可移动的用于从存放库位113取出或者放入料框4的存取桁架机器人2；所述立库1的下方设置有至少一组并排设置的上料工位E和上料暂存库位D，所述存取桁架机器人2将任一存放库位113中的料框4移送至上料暂存库位D上，所述上料工位E处安装有上料架5，所述上料架5的一端设置有锯切主机3，所述上料工位E和上料暂存库位D之间设置有将料框4内的管材或者棒材逐根转移至上料架5上的转移装置6，所述上料架5上设置有将钢管轴向送料至锯切主机3的夹送机构8。

所述上料架5上设置有支撑输送辊组7，该支撑输送辊组7的下游设置有所述的夹送机构8，所述夹送机构8包括纵向滑动安装于所述上料架5上的夹送滑座81，所述夹送滑座81由夹送动力装置85驱动沿管材或棒材的长度方向滑动，所述夹送滑座81上安装有用于夹持管材或棒材的夹送夹具，其中，上料架5直接伸入到立库1的内部且位于存放库位113下方的上料工位E上，而上料暂存库位D位于上料工位E的旁边与其并排，支撑输送辊组7用来将管材纵向输送到夹具内，方便夹具夹持管材上料，而本实施例中，夹送夹具包括固定夹头82和滑动夹头83，滑动夹头83由夹持动力装置84驱动，该夹持动力装置84可以优选气缸，而夹送动力装置85可以通过电机和丝杠螺母机构带动夹送滑座81滑动，当然，夹送动力装置85也可以通过其他的传动方式，例如电机和齿轮齿条机构。

所述转移装置6包括转移机架61，本实施例中的转移机架61直接固定在上料架5上，这样可以进一步节省空间，而同时，上料工位E和上料暂存库位D均设置在上料架5上，这样进一步优化空间，上料架5位于立库1的下方，可以有效的减少料框4和棒材的转运时间和转运距离，效率更高，空间利用率也更高。其中上料架5也是由型材制作成的框架结构。

所述转移机架61上滑动安装有若干个转移滑座62，各转移滑座62由水平转移动力装置63驱动在上料工位E和上料暂存库位D之间同步往复滑动，本实施例中，水平转移动力装置63采用电机和链传动机构实现各转移滑座62的同步传动。其中，在转移机上安装有两根纵向延伸的安装杆631，该安装杆631上固定有多组链轮，每组链轮之间通过循环链条632相连，其中一个安装杆631由水平转移动力装置63（电机）带动旋转，而每条循环链条632均与转移滑座62固定，从而利用循环链条632的正反运行而带动转移滑座62双向滑动。

每个转移滑座62上均安装有连杆升降机构64，所述连杆升降机构64由转移升降动力装置647驱动升降，所述连杆升降机构64的底部安装有磁吸块65或者转移夹具，其中，磁吸块65可以采用电磁铁的形式完成磁性的通断，方便拾取管材或者放下管材（棒材），而转移夹具也可以采用目前市场的气动夹具，用来夹持管材转移到支撑输送辊组7上。

如图9至图12所示，本实施例中，所述连杆升降机构64包括第一上连杆641和第二上连杆642、第一中间连杆643和第二中间连杆644、第一下连杆645和第二下连杆646，所述第一中间连杆643和第二中间连杆644的中部通过中间铰接轴648铰接，所述第一中间连杆643和第二中间连杆644的上端分别通过第一上铰接轴和第二上铰接轴与第一上连杆641和第二上连杆642的下端铰接；所述第一上连杆641和第二上连杆642的上端相互铰接于转移滑座62上，所述第一中间连杆643和第二中间连杆644的下端分别通过第一下铰接轴和第二下铰接轴与第一下连杆645和第二下连杆646的上端铰接；所述第一下连杆645和第二下连杆646的下端相互铰接并与所述磁吸块65或转移夹具连接，所述转移升降动力装置647为直线动力装置，该直线动力装置安装于所述第一上铰接轴和第二上铰接轴之间，该转移升降动力装置647采用气缸驱动，当气缸驱动第一上铰接轴和第二上铰接轴靠拢时，磁吸块65或转移夹具下降，当气缸驱动第一上铰接轴和第二上铰接轴远离时，磁吸块65或转移夹具上升，并且整个升降动作是并没有超过转移滑座62的高度，因此，可以在有限的高度空间下完成管材或棒材的提升、转移和下降。

如图5至图8所示，所述存取桁架机器人2包括行走机架21，所述行走机架21由行走机构22驱动直线移动，本实施例中，该行走机构22包括位于行走机架21两侧的行走支座222和驱动行走支座222滑动的行走电机223，地面上固定安装有方便行走支座222移动的水平导轨221，行走支座222滑动安装在水平导轨221上，并且行走支座222由行走电机223驱动，该行走电机223位于两个行走支座222之前并且通过驱动轴同时驱动行走支座222上的驱动轮，从而实现行走支架的整体移动。

所述行走机架21上竖直滑动安装有水平支撑横梁23，所述行走机架21上设置有驱动所述水平支撑横梁23升降的竖直升降动力装置24，其中竖直升降动力装置24包括卷扬机，利用钢丝绳索来牵引水平支撑横梁23升降，其中卷扬机固定在行走机架21的下方，卷扬机包括卷筒242和驱动卷筒242卷绕的卷绕电机241，在行走机架21的上方设置有过渡绕线轮，所述钢丝绳索绕过过渡绕线轮后与水平支撑横梁23固定，这样通过卷绕电机241就能够准确的卷绕钢丝，从而驱动水平支撑横梁23准确的停留在指定的高度。

而所述水平支撑横梁23上水平滑动安装有拉动或推动料框4的推拉装置25，所述推拉装置25由推拉动力装置26驱动，所述水平支撑横梁23上设置有方便料框4滑动的支撑辊。

其中，该行走机架21的滑动方向与料框4的长度方向垂直，而推拉装置25的滑动方向与料框4的长度方向平行。

其中，如图7和图8所示，所述推拉装置25包括水平滑动安装于水平支撑横梁23上的推拉滑台251，水平支撑横梁23上设置有两条水平支撑导轨231，推拉滑台251上设置有与水平支撑导轨231滑动配合的滑块，而所述推拉动力装置26包括推拉驱动电机261和由推拉驱动电机261驱动的推拉循环链条632，所述推拉循环链条632与所述推拉滑台251连接，当然，在水平支撑横梁23的两端和中部均可以设置推拉循环链轮262，方便推拉循环链条632的循环运行，并且，推拉循环链条632的数量为两条，这样推拉滑台251的移动更可靠。且所述推拉滑台251靠近立库1的一侧活动安装有推拉卡块254，所述推拉卡块254由卡块驱动装置驱动从推拉滑台251露出或者隐藏。所述推拉滑台251的两端均设置有安装槽253，所述推拉卡块254位于所述安装槽253内且通过偏转轴252偏转安装于推拉滑台251上，所述推拉滑台251的底部安装有驱动所述偏转轴252偏转的偏转动力装置。其中，该偏转动力装置可以采用偏转电机和蜗轮蜗杆传动的方式驱动偏转轴252偏转，例如将偏转电机固定在推拉滑台251的底部，偏转电机的输出轴和偏转轴252之间可以通过蜗轮蜗杆传动机构进行动力传动，当然，也可以通过齿轮传动机构传动。当然，该偏转动力装置还可以采用偏转气缸直接驱动，该偏转气缸的一端铰接在推拉滑台251的底部，而偏转轴252上设置有驱动臂，气缸的另一端铰接在驱动臂上，这样即可实现偏转轴252的偏转。偏转轴252的偏转就会带动推拉卡块254从安装槽253内露出或者隐藏，而推拉卡块254处于安装槽253内，在推动或者拉动料框4时有效的被安装槽253有效的支撑。

而本实施例中，为了更充分的利用存取桁架机器人2的存取能力，所述存取桁架机器人2两侧均设置有一个立库1，对应的，所述推拉滑台251上的两端均安装有所述推拉卡块254，每个推拉卡块254与一侧的立库1上的料框4对应配合。这样，当推拉滑台251需要去任意一侧的料框4时，推拉驱动电机261均可以驱动推拉滑台251移动到料框4的底部，并且均有一个推拉卡块254可以与料框4卡装配合将料框4拉出，当然，为了方便料框4与推拉卡块254更好的配合，料框4的底部可以设置有台阶或者下沿或者把手，推拉卡块254可以钩挂在台阶或者下沿或者把手上完成拉动。

本实施例中，在立库1的一侧还设置有补料工位和出库工位，其中补料工位用来方便补充已经装好管材或者棒材的料框4（工作料框4），而存取桁架机器人2可以将补料工位上的料框4取出放置到存放库位113中，而出库工位则是方便取桁架机器人2接收空料框4，空料框4可以在出库工位上移走，并且优选的，补料工位和出库工位可以位于同一侧并且靠近，这样存取桁架机器人2可以在出库后再将附近的补料工位上的料框4转移送入到立库1中。补料工位和出库工位上均可以设置有对应的输送装置或者搬运机构，用来实现自动化操作。

另外本实施例中，水平支撑横梁23的宽度可以加宽，并且设置两个相互独立的推拉滑台251，也就是说，水平支撑横梁23上具有两个并排的存取工位，当然，推拉滑台251的安装方式与前述的安装方式相同，这样可以进一步提高存取的效率。

以上所述实施例仅是对本发明的优选实施方式的描述，不作为对本发明范围的限定，在不脱离本发明设计精神的基础上，对本发明技术方案作出的各种变形和改造，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种管材或棒材锯切用智能仓储上料方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

S1、提供一个智能立库上料系统，上料系统包括至少一个立库，所述立库上设置有若干个阵列的用于存放料框的存放库位，所述立库的一侧设置有可移动的用于从存放库位取出或者放入料框的存取桁架机器人；所述存取桁架机器人的两侧均设置有立库，所述立库的下方设置有至少一组并排设置的上料工位和上料暂存库位，所述存取桁架机器人将任一存放库位中的料框移送至上料暂存库位上，所述上料工位处安装有上料架，所述上料架的一端设置有锯切主机，所述上料工位和上料暂存库位之间设置有将料框内的管材或者棒材逐根转移至上料架上的转移装置，所述上料架上设置有将管材或棒材轴向送料至锯切主机的夹送机构；

S2、将每个存放库位和料框进行分别编号，定义存放有管材或棒材的料框为工作料框，空的料框为空料框；

S3、存取桁架机器人从补料工位将工作料框送至立库指定的存放库位内储存，每个存放库位的编号与当前存放的工作料框编号绑定形成对应关系，工作料框所存放的管材或棒材的规格、料框编号和存放库位的编号一一对应，重复步骤S3的动作即完成了立库的补料动作；

S4、当下达锯切命令时，确定当前锯切的管材或棒材的规格后，存取桁架机器人移动到对应的存放库位将工作料框取出并搬运至上料暂存库位上暂存，当存放库位内的工作料框被取出后，解除该存放库位与之前对应的工作料框之间的编号对应关系并形成空库位；

S5、转移装置将处于上料暂存库位上的工作料框内的管材或棒材逐根送至上料架上；

S6、夹送机构夹送上料架上的管材或棒材轴向送至锯切主机中锯切；

S7、当上料暂存库位上的工作料框内的管材或棒材全部上料完成后形成空料框，存取桁架机器人将空料框移走送至空库位中，此时该空库位的编号与空料框的编号重新绑定对应关系；

S8、存取桁架机器人再按照步骤S4的动作将新的工作料框送至上料暂存库位上；

S9、重复步骤S5至S8；

S10、当立库中存储的工作料框的数量小于设定值时，存取桁架机器人将立库中的空料框移动至出库工位，再将补料工位已经补满管材或棒材的工作料框转存至立库对应的空库位中。

2.如权利要求1所述的一种管材或棒材锯切用智能仓储上料方法，其特征在于：所述步骤S5中的转移装置逐根转移管材或棒材的步骤为：

S51、设备准备：提供一个沿管材或棒材的长度方向布置多个可水平滑动的转移滑座，每个转移滑座上均设置有由连杆升降机构驱动升降的磁吸块或者转移夹具；其中连杆升降机构包括第一上连杆和第二上连杆、第一中间连杆和第二中间连杆、第一下连杆和第二下连杆，所述第一中间连杆和第二中间连杆的中部通过中间铰接轴铰接，所述第一中间连杆和第二中间连杆的上端分别通过第一上铰接轴和第二上铰接轴与第一上连杆和第二上连杆的下端铰接；所述第一上连杆和第二上连杆的上端相互铰接于转移滑座上，所述第一中间连杆和第二中间连杆的下端分别通过第一下铰接轴和第二下铰接轴与第一下连杆和第二下连杆的上端铰接；所述第一下连杆和第二下连杆的下端相互铰接并与所述磁吸块或转移夹具连接，第一上铰接轴和第二上铰接轴之间连接有直线动力装置；

S52、各转移滑座同步移动到上料暂存库位上的料框的上方；

S53、直线动力装置驱动第一上铰接轴和第二上铰接轴相互靠拢，磁吸块或者转移夹具下降将料框中的管材或棒材吸取或者夹取；

S54、直线动力装置驱动第一上铰接轴和第二上铰接轴相互远离，此时磁吸块或转移夹具将管材或棒材提升并高于料框上端；

S55、转移滑座同步滑动到上料工位的上方，上料架上位于上料工位处设置有支撑输送辊组；

S56、直线动力装置驱动第一上铰接轴和第二上铰接轴相互靠拢，磁吸块或者转移夹具下降将管材或棒材放置在支撑输送辊组上并释放管材或棒材；

S57、转移滑座复位并移动到料框的上方；

S58、当上料工位上的管材或棒材被夹送机构夹送输送锯切完成后，重复步骤S53至S57，直至将料框内的管材或棒材全部转移完成。

3.如权利要求2所述的一种管材或棒材锯切用智能仓储上料方法，其特征在于：所述步骤S4中，存取桁架机器人从存放库位取出料框并搬运至上料暂存库位上暂存的动作步骤为：

S41、提供一种可以水平行走的行走机架，行走机架上设置有可竖直升降滑动的水平支撑横梁，水平支撑横梁上安装有可双向滑动的推拉滑台，推拉滑台上安装有可露出或者隐藏的推拉卡块；

S42、取料时，行走机架水平滑动、水平支撑横梁竖直升降，使推拉滑台与指定的存放库位对应；

S43、推拉滑台水平滑动使推拉卡块处于料框的下方；

S44、推拉卡块动作从推拉滑台露出使推拉卡块与料框的端部之间钩挂或卡接；

S45、推拉滑台水平拉动料框沿长度方向滑动从存放库位中移出到水平支撑横梁上；

S46、行走机架和水平支撑横梁在水平方向和竖直方向移动，使水平支撑横梁与上料暂存库位位置对应；

S47、推拉滑台动作，利用推拉卡块推动料框从水平支撑横梁移动到上料暂存库位上。

4.如权利要求3所述的一种管材或棒材锯切用智能仓储上料方法，其特征在于：所述水平支撑横梁设置有两个并排的存取工位，每个存取工位上设置有结构和安装方式均相同的推拉滑台，在步骤S7中，当上料暂存库位上的工作料框内的管材全部上料完成后形成空料框，存取桁架机器人事先已经将一个工作料框取出存放在其中一个存取工位上，然后将空料框从上料暂存库位上移动另一个存取工位上，再将存取工位上的工作料框推至上料暂存库位上，最后存取桁架机器人将空料框送至空库位中，而后取出一个工作料框放置在存取工位上，再进行下一个存取循环。

5.如权利要求4所述的一种管材或棒材锯切用智能仓储上料方法，其特征在于：每个立库的底部设置有多台上料架和锯切主机，而每个推拉滑台上均设置有两个推拉卡块，每个推拉卡块与对应侧的立库配合。

6.如权利要求5所述的一种管材或棒材锯切用智能仓储上料方法，其特征在于：所述的立库包括若干个立库模块，不同立库模块之间通过可拆卸连接的中间连接梁固定，每个立库模块均包括两排间隔设置的立柱，同一排的立柱均通过若干根水平设置的连接支撑梁固定，不同排的立柱之间通过若干根斜撑杆连接固定；各立库模块中处于同一水平面上的连接支撑梁相互配合形成了存放库位的底部支撑梁，所述料框放置于所述连接支撑梁上，所述连接支撑梁上设置有方便料框输送的支撑辊。

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