CN202912230U - 电工钢片自动存储系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电工钢片自动存储系统，它包括货架、存储料框、升降机、托盘机构和控制系统；升降机包括机架、行走机构、提升机构、托盘机构；其中托盘机构由上托盘、中托盘和下托盘组成：上托盘由中托盘支撑直接与存储料框接触，上托盘上设有带动其内伸和外伸的托盘电机，中托盘由下托盘支撑，下托盘为一U型架，下托盘通过提升机构的钢丝绳和滑轮组带动其升降；控制系统，包括与计算机通过接口相连的控制箱和人机界面，控制箱内设有编码器、变频器和PLC。本实用新型的有益效果在于：变二维运动为三维运动，应用场合更加宽广；合理确定料框及货架规格尺寸，可以满足不同安装环境的要求，同时极大节省投资。

Description

电工钢片自动存储系统

技术领域

本实用新型涉及钢铁检化验室钢片试样存储技术，具体涉及一种电工钢片自动存储系统。 

背景技术

电工钢片的试样管理是其质量管理的重要一环，是出现质量异议时提供复验或仲裁检验的原始依据。目前国内除宝钢花费巨资引进一套立体仓库外，只有武钢、本钢和中冶新材等少数几家公司使用了垂直提升型自动货柜，其余大多数企业普遍采用简单的试样存放架，由操作工将备样分类贴标签后搬到架上存放，劳动强度大，管理烦琐，易出差错。现有需要存储的电工钢片试样主要有三种，一是未经裁剪的全板宽备样，尺寸约1000mm×1250mm×板厚；二是爱泼斯坦（EPSTEIN）方圈样，若干片组成一副试样，单片尺寸为280-320mm×30mm×板厚；三是单片试样，平面尺寸有800mm×800mm、600mm×600mm、500mm×500mm、300mm×300mm等多种规格。 

宝钢引进的立体仓库除存放爱泼斯坦（EPSTEIN）方圈样以外，还可以存放全板宽备样，因此其货架高度和深度均比一般自动存样柜大很多，这样一来不仅系统总重量增加，而且占用更多检验室总图面积和空间，投资巨大。垂直提升型自动货柜虽然占地面积小、投资省，但只能存储爱泼斯坦（EPSTEIN）方圈样和小规格的单片试样，对大尺寸试样无能为力。此外，垂直提升货柜对安装环境高度有一定要求，对于已经建成的检验室环境也无法改造安装。 

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是，针对现有电工钢片存储存在的上述缺陷，提供一种适合往高度或者长度方向发展、灵活满足安装环境要求、操作方便的电工钢片自动存储系统。 

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是： 

电工钢片自动存储系统，它包括货架、存储料框、升降机和控制系统；

货架，采用轻钢结构通过紧固件连接搭建而成，用于分层存放装有电工钢试样的存储料框； 

存储料框，为直接与电工钢片试样相接触的容器，包括由钢板焊接而成的底框，由角钢焊接而成的边框，以及由圆钢焊接而成的分割条，所述分割条在所述边框内间隔一定距离并排设置； 

升降机，用于将存储料框放置在货架上或从货架上取出存储料框，升降机由机架、行走机构、提升机构、托盘机构组成：机架为门型焊接钢结构件，用来安装行走机构、提升机构和托盘机构；行走机构包括驱动轮和被动轮，驱动轮由齿轮电机驱动在上轨道和下轨道内运行；提升机构为电动卷扬机，固定于机架的一侧，包括钢丝绳和滑轮组；

托盘机构由上托盘、中托盘和下托盘组成：上托盘由中托盘支撑直接与存储料框接触，上托盘上设有带动其内伸和外伸的托盘电机，中托盘由下托盘支撑，下托盘为一U型架，下托盘通过提升机构的钢丝绳和滑轮组带动其升降； 

控制系统，包括与计算机通过接口相连的控制箱和人机界面，控制箱内设有编码器、变频器和PLC，变频器输出端与行走机构的齿轮电机及上托盘的托盘电机相连，用于控制升降机和托盘机构的三维机械运动；人机界面上设置有：指示灯，用于显示升降机和托盘机构的运行状态；急停按钮，用于紧急停止或者禁止整个控制系统；转换开关，同于实现机旁操作模式、手动操作模式、自动操作模式。

在上述方案中，所述升降机还包括防倾翻装置，所述防倾翻装置由平导轮和立导轮组成，设于升降机的上部，平导轮用于防止升降机沿上轨道或下轨道运行方向的倾翻，立导轮用于防止升降机沿托盘机构运行方向的倾翻。 

在上述方案中，所述升降机还包括防坠机构，所述防坠机构包括制动杆、弹簧和设于机架上的制动块，设在托盘机构的下托盘和提升机构的钢丝绳之间。 

本实用新型的有益效果在于： 

（1）与目前市场上广泛应用的垂直提升货柜相比，变二维运动为三维运动，因此其应用场合更加宽广，系统既可以往高度发展适用于新建场所；也可以往长度方向发展，适用于高度受限的改造场所，灵活满足安装环境要求；

（2）存取试样存货口位置设置灵活，可根据现场情况设置在左侧、右侧或端头，还可以设置多个存货口，控制系统便于送样和到期试样的清运操作；

（3）存储料框的设计根据实际用户需要，既能存储爱泼斯坦(EPSTEIN)方圈样，又能满足存储大单片样的要求，避免存储全尺寸备样导致系统过大过重的问题，合理确定料框及货架规格尺寸，可以满足不同安装环境的要求，同时极大节省投资。

附图说明

图1为本实用新型摆放了存储料框的货架的三维结构示意图。 

图2为本实用新型存储料框的三维结构示意图。 

图3为本实用新型升降机的三维结构示意图。 

图4为图3中升降机的防坠机构的结构示意图。 

图中，1.货架；2.存储料框；21.底框；22.边框；23.分割条；3.升降机；31.防倾翻装置；311.平导轮；312.立导轮；32.行走机构；33.防坠机构；331.制动杆；332.弹簧；333.制动块；34.提升机构；341.钢丝绳；35.机架；4.托盘机构；41.上托盘；42.中托盘；43.下托盘。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步详细的说明。 

如图1~图4所示，本实用新型所述的电工钢片自动存储系统，它包括货架1、存储料框2、升降机3、托盘机构4和控制系统； 

货架1，采用轻钢结构通过紧固件连接搭建而成，用于分层存放装有电工钢试样的存储料框2；具体层数及存储位数应根据实际存储量来计算确定，本实施例货架1为三层，左右对称布置，共150个存储位；

存储料框2，为直接与电工钢片试样相接触的容器，包括由钢板焊接而成的底框21，由角钢焊接而成的边框22，以及由圆钢焊接而成的分割条23，所述分割条23在所述边框22内间隔一定距离并排设置；存储料框2的设计要满足工艺存放不同尺寸、规格、数量的电工钢试样的需求，整个系统所需存储料框2的数量根据企业产量设置，所有存储料框2形状规格相同；本实施例存储料框2的设计以存储800mm×800mm大单片试样和EPSTEIN方圈样为例，其中大单片样放置在存储料框2的边框22两侧，以0.5mm板厚为例，不少于160副，EPSTEIN方圈样以0.5kg/副试样为例存放在分割条形成的区域内，可存储试样不少于300副，总存储重量不少于570kg；

升降机3，俗名巷道堆垛机，是自动存储系统的主要部件，用于将存储料框2放置在货架1上或从货架1上取出存储料框2，升降机3由机架35、行走机构32、提升机构34、托盘机构4组成：

机架35为门型焊接钢结构件，用来安装行走机构32，提升机构34和托盘机构4；

行走机构32包括驱动轮和被动轮，驱动轮由齿轮电机驱动在上轨道或下轨道内运行，实施例中行走机构32的行走速度为0.125米/秒；

提升机构34为电动卷扬机，固定于机架35的一侧，包括钢丝绳341和滑轮组，实施例中提升机构34的移动速度为0.1米/秒；

托盘机构4由上托盘41、中托盘42和下托盘43组成，上托盘41由中托盘42支撑直接与存储料框2接触，上托盘41上设有带动其内伸和外伸的托盘电机，中托盘42由下托盘43支撑，下托盘43为一U型架，下托盘43通过升降机3的提升机构34的钢丝绳和滑轮组带动其升降；实施例中上托盘41与中托盘42设计成一倍速机构，中托盘42由组链轮链条驱动，上托盘41移动速度为0.07米/秒，上托盘41移动距离为左右各1.35米，中托盘42移动速度为0.035米/秒，中托盘42移动距离为左右各0.675米，托盘机构4承重设计为800千克；

控制系统，包括与计算机通过接口相连的控制箱和人机界面，控制箱内设有编码器、变频器和PLC，变频器输出端与行走机构32的齿轮电机及上托盘41的托盘电机相连，用于控制升降机3和托盘机构4的三维机械运动；人机界面上设置有：指示灯，用于显示升降机3和托盘机构4的运行状态；急停按钮，用于紧急停止或者禁止整个控制系统；转换开关，同于实现机旁操作模式、手动操作模式、自动操作模式。

所述升降机3还包括防倾翻装置31，所述防倾翻装置31由平导轮311和立导轮312组成，设于升降机的上部，平导轮用于防止升降机3沿上轨道或下轨道运行方向的倾翻，立导轮用于防止升降机3沿托盘机构4运行方向的倾翻。 

所述升降机3还包括防坠机构33，所述防坠机构33包括制动杆331、弹簧332和设于机架35上的制动块333，设在托盘机构4的下托盘43和提升机构34的钢丝绳之间，当钢丝绳断开后马上张开，将下托盘43卡在制动块上，避免因下托盘43快速落下造成设备事故。 

控制系统具有以下功能： 

具备手动、自动操作两种操作模式；

具有实时故障报警系统及安全保护系统；

具备仓库管理能力，如优化运行、仓库管理等；

具有显示功能：显示存储系统运行状态，存储系统空间分布；

具有试样自动查询功能并具有多种试样查询方式（按试样编号、生产日期、料框编号等），以及表格导出、数据备份功能。

具有登录用户管理功能，即针对不同的权限等级设置不同的登录用户，如某些用户只具有监视权而不具备操作权；

支持远程访问，企业网内的远程用户可以通过企业局域网远程查看仓库状态。

本实用新型的电工钢片试样存取过程如下： 

（1）机旁操作模式

操作方式：操作员先将人机界面上的转换开关切换到“机旁”按钮，进入机旁操作模式，运行过程中操作转换开关将停止系统。

1）升降机3水平移动 

当按下“向左移动”按钮时，变频器输出端与行走机构32的水平齿轮电机接通，同时变频器给出正向速度信号，升降机3水平向左移动至左极限位置；

当按下“向右移动”按钮时，变频器输出端与行走机构32的水平齿轮电机接通，同时变频器给出反向速度信号，升降机3水平向右移动至右极限位置；

当水平移动过程中的任意时刻按下“停止按钮”，变频器给出零转速信号，变频器输出端与行走机构32的水平齿轮电机断开；

水平移动过程中，升降机3的垂直移动及托盘机构4的移动操作均无效。

2）升降机3垂直移动 

当按下“向上移动”按钮时，变频器输出端与行走机构32的垂向齿轮电机接通，同时变频器给出正向速度信号，升降机3水平向上移动至上极限位置；

当按下“向下移动”按钮时，变频器输出端与行走机构32的垂向齿轮电机接通，同时变频器给出反向速度信号，升降机3水平向下移动至下极限位置；

当水平移动过程中的任意时刻按下“停止按钮”，变频器给出零转速信号，变频器输出端与行走机构32的垂向齿轮电机断开；

垂直移动过程中，升降机3的水平移动及托盘机构4的移动操作均无效。

3）托盘机构4移动 

当按下“内伸”按钮时，托盘电机正向得电，上托盘41向内伸出至内极限位置；

当按下“外伸”按钮时，托盘电机反向得电，上托盘41向外伸出至外极限位置；

托盘移动过程中，升降机的移动及托盘机构的垂直移动均不可操作。

（2）手动操作模式 

该模式用于调试或者检修时，当编码器已校正的条件下升降机的定位控制。在货架1的各个仓库投入正常使用之前，必须使用该模式对每个仓库位置进行校核，确保升降机3能准确定位到每个仓库，保证托盘机构4的上托盘41伸出时，不会碰撞到仓库支架。

操作方式：操作员需要先将人机界面上的转换开关切换至“集中”按钮，并按下人机界面上的“手动”按钮进入手动操作模式，人机界面上对应的手动模式指示灯亮，当系统运行过程中不允许在人机界面上进行模式切换，如果切换转换开关，将导致系统停止。 

1）升降机3定位操作 

在设定位置输入框中，填写升降机3移动的目标仓库的行号和列号，如果升降机3运行连锁条件满足，“运行”按钮被使能，按下“运行”按钮后，升降机3按以下步骤移动至人工设定的目标仓库：①根据目标仓库列号，升降机3水平行走至目标仓库正下方；②根据目标仓库行号，升降机3垂直行走至目标仓库底部位置的高度位置；升降机3定位过程中，托盘机构4的移动不可操作。

2）托盘机构4移动 

当按下“内伸”按钮时，托盘电机正向得电，上托盘41向内伸出至内极限位置；

当按下“外伸”按钮时，托盘电机反向得电，上托盘41向外伸出至外极限位置；

当按下“缩回”按钮时，上托盘41根据当前位置向相反方向行走，最终停止到缩回位置（中间位）。

托盘机构4移动过程中，升降机3的水平移动及托盘机构4的垂直移动均不可操作。 

（3）自动操作模式 

自动操作模式下可以在人机界面的仓库桌面图标上选择仓库来实现硅钢片的存/取功能。仓库桌面图标详细显示了每个仓库的排号、行号、列号、仓库的空满状态、所存储硅钢片的日期、备注等。

操作方式：操作员需要先将人机界面上的转换开关切换至“集中”按钮，并按下人机界面上的“自动”按钮进入自动操作模式，人机界面上对应的自动模式指示灯亮，当机构运行过程中不允许在人机界面上进行模式切换，如果切换转换开关，将导致系统停止。 

1）升降机3回待机位 

通常情况下，升降机3在存货口（待机位）待命，当升降机3不在存货口时，无法进行入库操作，操作员按下人机界面上的“回存货口”按钮，升降机3按以下步骤回到存货口：

①托盘机构4的上托盘41自动缩回到中间位置；

②升降机3水平移动至存货口正上方位置；

③升降机3垂直移动至存货口；

2）硅钢片入库

当仓库状态为空时，该仓库的“入库”按钮使能，允许操作员选择该仓库进行入库操作；当仓库状态为满时，该仓库的“入库”按钮不使能，禁止操作员选择该仓库进行入库操作。操作员将装好试样的存储料框2放在托盘机构4上，用升降机3推到货架1的存货口，然后按下人机界面上状态为空的目标仓库的“入库”按钮，升降机3及托盘机构4将按以下动作步骤执行：

①上托盘41向外伸出至存储料框2底部；

②升降机3垂直提升+20cm，托起存储料框2；

③托盘机构4的上托盘41缩回至中间位置；

④根据目标仓库列号，升降机3水平行走至目标仓库正下方；

⑤根据目标仓库行号，升降机3垂直行走至目标仓库底部位置高度+20cm位置；

⑥根据目标仓库排号，托盘机构4的上托盘41向内或外伸出；

⑦升降机3垂直行走下降至目标仓库底部位置高度；

⑧托盘机构4的上托盘41缩回，将硅钢片存入目标仓库，同时更新仓库货物日期和时间和仓库状态；

⑨升降机3水平移动至存货口正上方位置；

⑩升降机3垂直移动至存货口。

以上动作流程中如果操作员手动按下“停止”按钮，则入库操作被取消，升降机3立即停止，需要按下“回存货口”按钮才能开始新的入库操作。如果发生设备故障，当故障排除后，操作员按下“复位”按钮，则继续故障点的后续步骤，完成入库操作。 

3）硅钢片出库 

当仓库状态为满时，该仓库的“出库”按钮使能，允许操作员选择该仓库进行出库操作；当仓库状态为空时，该仓库的“出库”按钮不使能，禁止操作员选择该仓库进行出库操作。当操作员按下人机界面上状态为满的目标仓库的 “出库”按钮后，升降机3及托盘机构4将按以下动作步骤执行：

①托盘机构4的上托盘41缩回至中间位置；

②根据目标仓库列号，升降机3水平行走至目标仓库正下方；

③根据目标仓库行号，升降机3垂直行走至目标仓库底部位置高度位置；

④根据目标仓库排号，升降机3垂直行走至上升目标仓库底部位置+20cm高度；托盘机构4的上托盘41向内或外伸出；

⑤托盘机构4的上托盘41缩回，将存储料框2从货架1上对应的仓库取出，同时更新仓库货物日期和时间和仓库状态；

⑥升降机3水平移动至取货口正上方位置；

⑦升降机3垂直移动至存货口+20cm处；

⑧托盘机构4的上托盘41向外伸出至取货口； 

⑨升降机3垂直下降20cm，将存储料框2放在托盘机构4的上托盘41上；

⑩托盘机构4的上托盘41缩回中间位置，待命。

以上动作流程中如果操作员手动按下“停止”按钮，则出库操作被取消，如要继续出库操作，必须重新按下某仓库的“出库”按钮。如果发生设备故障，当故障排除后，操作员按下“复位”按钮，则继续故障点的后续步骤，完成出库操作。 

升降机3的运行速度由控制系统自动判断，当远离目标位置时采用升降机3高速行驶，当接近目标位置时，升降机3降速行驶。 

4）硅钢片自动入库 

操作员将装好试样的存储料框2用升降机3推到货架1的存货口，按下“自动入库”按钮，控制系统将查找最优的空仓库位置，将装好试样的存储料框2存储到该仓库位；升降机3的动作执行流程与硅钢片入库动作步骤相同。

以上所述的仅为本实用新型的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等效变化，仍属本实用新型的保护范围。 

Claims (3)

1.电工钢片自动存储系统，其特征在于：它包括货架、存储料框、升降机和控制系统；

货架，采用轻钢结构通过紧固件连接搭建而成，用于分层存放装有电工钢试样的存储料框； 

存储料框，为直接与电工钢片试样相接触的容器，包括由钢板焊接而成的底框，由角钢焊接而成的边框，以及由圆钢焊接而成的分割条，所述分割条在所述边框内间隔一定距离并排设置； 

升降机，用于将存储料框放置在货架上或从货架上取出存储料框，升降机由机架、行走机构、提升机构、托盘机构组成：机架为门型焊接钢结构件，用来安装行走机构，提升机构和托盘机构；行走机构包括驱动轮和被动轮，驱动轮由齿轮电机驱动；提升机构为电动卷扬机，固定于机架的一侧，包括钢丝绳和滑轮组；

托盘机构，由上托盘、中托盘和下托盘组成，上托盘由中托盘支撑直接与存储料框接触，上托盘上设有带动其内伸和外伸的托盘电机，中托盘由下托盘支撑，下托盘为一U型架，下托盘通过提升机构的钢丝绳和滑轮组带动其升降； 

控制系统，包括与计算机通过接口相连的控制箱和人机界面，控制箱内设有编码器、变频器和PLC，变频器输出端与行走机构的齿轮电机及上托盘的托盘电机相连，用于控制升降机和托盘机构的三维机械运动；人机界面上设置有：指示灯，用于显示升降机和托盘机构的运行状态；急停按钮，用于紧急停止或者禁止整个控制系统；转换开关，同于实现机旁操作模式、手动操作模式、自动操作模式。

2.如权利要求1所述的电工钢片自动存储系统，其特征在于：所述升降机还包括防倾翻装置，所述防倾翻装置由平导轮和立导轮组成，设于升降机的上部，平导轮用于防止升降机沿上轨道或下轨道运行方向的倾翻，立导轮用于防止升降机沿托盘机构运行方向的倾翻。

3.如权利要求1所述的电工钢片自动存储系统，其特征在于：所述升降机还包括防坠机构，所述防坠机构包括制动杆、弹簧和设于机架上的制动块，设在托盘机构的下托盘和提升机构的钢丝绳之间。

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