CN216180384U - 一种模块式多用途数字化料仓 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种模块式多用途数字化料仓，包括主体框架、层板组件、电气部件和后门，所述层板组件等间隔设置在主体框架内，所述层板组件的层板上设有若干等距离分布的工件定位座，该工件定位座与层板可拆卸连接。当需要存放不同工件时，可通过更替层板上的依据所加工工件的尺寸、形状定制而成的工件安装座，在料仓内调整存放不同的工件，实现工件存取的模块式组合；另外也可在工件定位座上方配套设置托盘，托盘内可放置不同的工件，通过托盘的固定尺寸的自动拉钉来提高外部搬运机器人的夹爪和抓取工件的PLC程序的通用性。本实用新型能有效避免因工件改变而需要重新生产各种不同的料仓造成的资源浪费，能提高料仓的通用性，降低存储成本。

Description

一种模块式多用途数字化料仓

技术领域

本实用新型涉及自动化制造和智能制造领域，具体涉及一种模块式多用途数字化料仓。

背景技术

随着现代工业的飞速发展，自动化制造和智能制造已在许多无人化生产车间得到广泛应用。在无人化生产车间中，料仓必不可少，主要实现加工工件的存放，存放工件的种类按照工件状态包括毛坯件、半成品件、成品件、不合格品件等；按照工件的材料包括钢件、铜件、铝件及非金属件等；另外工件的外形尺寸和形状也各不相同。现有的料仓一般根据工件的尺寸专门定制，当需要更换工件时，已有的料仓不可代用，需要重新设计和制造，这不仅使得原有的料仓没有通用性，由于无法重复利用而造成资源的浪费，而且重新设计和制造新的料仓需要较长的周期，影响生产效率。

目前，中国专利申请(公开号：CN210743399U)公开了一种用于智能制造教学平台的立体料仓，是最接近的现有技术，其具体公开了在料仓内的支撑板上设置若干仓位，每个仓位上设有用于放置工件的物料座以及用于检测所述物料座是否放置工件的传感器，所述料仓架前端面设置有多个与仓位对应的RFID电子标签，在料仓架后端面设置有多个与仓位对应的LED状态指示灯，可利于实现在智能制造教学平台装置技术领域的立体料仓的数字化信息管理功能，但在进行工件存取时仍面临由于工件种类繁多、尺寸复杂而造成的料仓使用范围有限的问题；且上述公开用于智能制造教学平台装置技术领域，缺少实际生产应用基础。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的问题提供一种制造工艺简单、通用性强、互换性好的模块式多用途数字化料仓。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种模块式多用途数字化料仓，包括主体框架、层板组件、电气部件，所述层板组件的数量为若干个，该若干个层板组件等间隔地活动连接在主体框架内，所述层板组件的各层板上设有若干等距离分布的工件定位座，所述工件定位座与层板之间均为可拆卸连接。

优选的，所述工件定位座有第一工件定位座和第二工件定位座两种类型，其中所述第一工件定位座依据所加工工件的尺寸和形状定制而成，通过更换料仓层板上的第一工件定位座，可实现对不同尺寸、不同形状的工件的存放；所述第二工件定位座包括左右侧壁、后侧壁和设有卡槽的底壁，在左右侧壁前端之间形成开口，以便于外部搬运机器人进行抓取作业；所述第二工件定位座顶部敞开，在其上方配套设置托盘，该托盘上安装有不同形状和尺寸的工件。

优选的，所述托盘包括托盘座、精密十字槽定位片和自动拉钉，其中各托盘的自动拉钉尺寸是固定的，所述自动拉钉通过所述第二工件定位座底壁上的卡槽与第二工件定位座配合卡接，以便于对托盘的灵活搬移。

当外部的搬运机器人进行工件抓取作业时，面临工件尺寸和形状的改变，固定尺寸的自动拉钉使得外部搬运机器人的夹爪无需替换，且可实现抓取工件的PLC程序的通用，有效提高了作业效率。

优选的，所述层板组件还包括安装于层板前端的多个RFID芯片安装板、安装于层板后端的多个指示灯安装板以及位于层板下方的线槽和铝型材；所述多个RFID芯片安装板和指示灯安装板分别与所述工件定位座一一对应安装。

优选的，所述电气部件包括指示灯、感应开关、RFID芯片、信号线转接板、远程I/O板及MES软件系统；所述RFID芯片安装在 RFID芯片安装板上，其内储存有该工件定位座安放的仓位编号、工件定位座代号、工件材料、工件状态特征以及工件的加工方式等信息，以便于外部搬运机器人手臂上的RFID芯片读写器对每个工件定位座上RFID芯片信息的读取和改写。

优选的，所述指示灯安装在指示灯安装板上，用于实现工件定位座中工件状态信息的显示；所述感应开关安装在工件定位座底部，用来实现工件定位座上有无工件的检测；所述指示灯和感应开关的导线的出线端均连接在位于主体框架一侧侧面的信号线转接板上，所述信号线转接板通过导线与远程的MES控制柜相联，用于实现实时地监控和操作；所述远程I/O板安装在主体框架另一侧面上，以实现搬运现场数据与PLC程序的通讯。

优选的，本实用新型的模块式多用途料仓还包括后门，所述后门由铝型材、有机玻璃、门吸、开门断电系统组成，其上安装有电气按钮盒，所述电气按钮盒设置有解锁许可按钮、门锁解除按钮、运行按钮和急停按钮。

优选的，所述主体框架底部设有底板，该底板采用钢板材质，具有一定重量，以达到通过钢板的自重保持料仓稳定性的作用；除所述底板外，主体框架其余部分由标准铝型材拼装而成。

优选的，所述层板顶面的水平度通过精密水平仪检测两侧水泡偏移不超过1.5格；所述各层板组件的层板相互间的平行度不大于0.15 毫米；所述层板上各工件定位座之间距离等同，其误差不大于0.2毫米。

本实用新型具有以下有益效果：

1.本实用新型的模块式多用途数字化料仓中，通过依据不同尺寸、不同形状的工件定制第一工件定位座，并且将所述第一工件定位座可拆卸连接在料仓的层板上，可达到仅更替第一工件定位座来应对所存放工件形状及尺寸改变的情况，避免了因工件改变而需要重新生产各种不同的料仓，提高了料仓的通用性，降低了存储成本。

2.本实用新型的模块式多用途数字化料仓中，根据生产需要，在同一料仓内可通过模块式的自由组合使料仓的使用范围达到最大化，有效提高空间利用率和生产加工效率。

3.本实用新型的模块式多用途数字化料仓中，还提供了第二工件定位座的部件形式，通过在第二工件定位座上设置托盘，利用托盘可完成对不同形状和尺寸的工件的存取，并且由于外部搬运机器人直接通过托盘上固定尺寸的自动拉钉来搬移托盘及工件，因此不需要再随工件的改变而更替搬运机器人的夹爪，能有效提高外部搬运机器人夹爪和抓取工件的PLC程序的通用性。

附图说明

图1是本实用新型的模块式多用途数字化料仓的正面结构示意图。

图2是本实用新型的模块式多用途数字化料仓的背面结构示意图。

图3是本实用新型层板组件部分的结构左视示意图。

图4是本实用新型的模块式多用途数字化料仓的仓位号编号示意图。

图5是本实用新型的模块式多用途数字化料仓内的放置不同种类工件示意图。

图6是本实用新型的层板上放置托盘示意图。

图7是本实用新型的模块式多用途数字化料仓使用的托盘结构示意图。

附图标记：1.主体框架、2.层板组件、3.电气部件、4.后门、11. 底板、21.工件定位座、210.第一工件定位座、2150.第二工件定位座、 22.层板、23.指示灯安装板、24.线槽、25.铝型材、26.RFID芯片安装板、27.托盘、271.托盘座、272.精密十字槽定位片、273.自动拉钉、 31.指示灯、32.感应开关、33.RFID芯片、34.信号线转接板、35.远程 I/O板、36.电气按钮盒、2101A.第一种工件、2101.用于安装第一种工件的第一工件定位座、2102A.第二种工件、2102.用于安装第二种工件的第一工件定位座、2103A.第三种工件、2103.用于安装第三种工件的第一工件定位座、2104A.第四种工件、2104.用于安装第四种工件的第一工件定位座、2105A.第五种工件、2105.用于安装第五种工件的第一工件定位座、2106A.第六种工件、2106.用于安装第六种工件的第一工件定位座、2150A1.第二工件。

具体实施方式

为了加深对本实用新型的理解，下面将结合实施例和附图对本实用新型作进一步详述，如下的实施例仅用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型保护范围的限定。

实施例一

本实用新型公开了一种模块式多用途数字化料仓，如图1至图3 所示，所述料仓主要包括主体框架1、层板组件2、电气部件3和后门4。

所述主体框架1底部设有底板11，该底板11采用钢板材质，具有一定重量，以达到通过钢板的自重保持料仓稳定性的作用；除所述底板11外，主体框架1其余部分由标准铝型材拼装而成。

所述层板组件2通过M6内六角螺钉和T型螺母连接在主体框架 1上。如图3所示，所述层板组件2包括若干层板22和等距离分布在各层板22上的第一工件定位座210，所述第一工件定位座210与层板22之间均为可拆卸连接，所述第一工件定位座210依据所加工工件的尺寸和形状定制而成，通过更换料仓层板22上的第一工件定位座210，可实现对不同尺寸、不同形状的工件的存放。

如图3所示，所述层板组件2还包括RFID芯片安装板26、指示灯安装板23以及位于层板22下方的线槽24和铝型材25；所述多个 RFID芯片安装板26和指示灯安装板23分别在所述第一工件定位座 210的前方和后方一一对应；

所述电气部件3包括指示灯31、感应开关32、RFID芯片33、信号线转接板34、远程I/O板35及MES软件系统。所述指示灯31 安装在指示灯安装板23上，指示灯31的导线安放在线槽24内，其出现端连接到位于料仓一侧侧面的信号线转接板34上，信号线转接板34与MES控制柜相联。

具体地，指示灯31通过五种颜色表示工件所处的加工状态：

(1)灰色-表示待加工

(2)蓝色-表示加工中

(3)绿色-表示加工完成

(4)黄色-表示加工不合格

(5)红色-表示加工异常

如图3所示，所述感应开关32连接在第一工件安装座210底部，用于判断第一工件定位座210上的工件有或者无。所述感应开关32 的导线安放在线槽24内，出线端位于料仓一侧侧面的信号线转接板 34上，信号线转接板34与MES控制柜相联。

所述RFID芯片33安装在RFID芯片安装板26上，在其内储存有该第一工件定位座210及其工件相关的信息；本实用新型的料仓涉及到一种外部搬运机器人，该搬运机器人手臂上安装有用于抓取工件的机器人夹爪和RFID芯片读写器，其中所述的RFID芯片读写器可对每个第一工件定位座210上RFID芯片信息进行读取和改写；当搬运不同形状的工件时，上述机器人夹爪需根据工件形状专门设计。

其中，在各第一工件安装座210上的RFID芯片33记录了如下信息：

(1)仓位号，即第一工件定位座210安放的仓位编号，如图4 所示，仓位从上到下、从左到右为5行6列；

第一行仓位号依次为：(1，1)、(1，2)、(1，3)、(1，4)、(1， 5)、(1，6)；

第二行仓位号依次为：(2，1)、(2，2)、(2，3)、(2，4)、(2， 5)、(2，6)；

第三行仓位号依次为：(3，1)、(3，2)、(3，3)、(3，4)、(3， 5)、(3，6)；

第四行仓位号依次为：(4，1)、(4，2)、(4，3)、(4，4)、(4， 5)、(4，6)；

第五行仓位号依次为：(5，1)、(5，2)、(5，3)、(5，4)、(5， 5)、(5，6)。

(2)第一工件定位座210代号，根据不同的工件，代号设为2101、 2102、2103、2104、2105、2106等。

(3)工件材料，工件材料分为钢、铜、铝、尼龙、有机玻璃、胶木、塑料等。

(4)工件状态特征，工件加工状态特征与指示灯显示状态相对应，其中1表示待加工、2表示加工中、3表示加工完成、4表示加工不合格、5表示加工异常。

(5)工件加工方式，工件加工方式分为铣削加工、车削加工和电加工。

所述电气部件3还包括电气按钮盒36，其上设置有解锁许可按钮、门锁解除按钮、运行按钮这三个绿色按钮和一个急停按钮。

本实用新型的模块式多用途数字化料仓的后门4具有开门断电功能，由铝型材、有机玻璃、门吸、开门断电系统等组成。

具体的，所述层板22顶面的水平度通过精密水平仪检测两侧水泡偏移不超过1.5格；所述各层板22相互间的平行度不大于0.15毫米；所述层板22上各第一工件定位座210之间的距离等同，其误差不大于0.2毫米。

当本实用新型的模块式多用途数字化料仓需要更换工件时，上述主体框架1、电气部件3、后门4和除了用于安装第一种工件的第一工件定位座2101外的其他层板组件均无需更改，仅更换用于安装第一种工件的第一工件定位座2101即可。根据新工件的尺寸重新制作一种用于安装第二种工件的第一工件定位座2102，在原仓位卸下用于安装第一种工件的第一工件定位座2101，更换上用于安装第二种工件的第一工件定位座2102；当需要更换掉用于安装第二种工件的第一工件定位座2102时，卸下用于安装第二种工件的第一工件定位座2102，更换上根据新工件尺寸制作的用于安装第三种工件的第一工件定位座2103。依此可以整体或组合存放不同的工件。图5示出了层板安放不同种类工件的示意图。

实施例二

在本实用新型的另一实施例中，层板22上设置有另一种类型的第二工件定位座2150，所述第二工件定位座2150包括左右侧壁、后侧壁和设有卡槽的底壁，在其左右侧壁前端之间形成开口，该开口以便于外部搬运机器人进行抓取作业；所述第二工件定位座2150顶部敞开，在其上方配套设置托盘27，该托盘27上安装有不同形状和尺寸的工件，图6示出了各工件安放在第二工件定位座2150的托盘上的示意图。实施例2中，除第二工件定位座2150及其配套设置的托盘27外，其它结构部分与实施例1相同。

图7示出了所述托盘27的结构，包括托盘座271、精密十字槽定位片272和自动拉钉273，其中托盘座271用于放置若干相同或不同工件2150A1、2150A2、2150A3、2150A4、2150A5等；各托盘27 的自动拉钉273尺寸是固定的，当放置托盘27时可通过自动拉钉273 进行第二工件定位座2150与托盘27的配合卡接，以便于实现对托盘的灵活搬移。

本实施例中，不同于实施例1的，无需对第二工件定位座2150 本身进行依次的编号。

当外部的搬运机器人进行工件抓取作业时，面临工件尺寸和形状的改变，固定尺寸的自动拉钉273使得外部搬运机器人的夹爪无需替换，且可实现抓取工件的PLC程序的通用，有效提高了作业效率。

当机器人进行搬运作业时，所述精密十字槽定位片272可精确定位于精密气动卡盘上，机器人夹爪夹住自动拉钉273后，可使托盘27在第二工件定位座2150和气动卡盘间搬运。由于机器人夹爪抓住的是托盘27上的自动拉钉273，因此，不管托盘27上安装任何形状、尺寸的工件，所述机器人夹爪无需替换，且可实现抓取工件的PLC 程序的通用。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (9)

1.一种模块式多用途数字化料仓，包括主体框架(1)、层板组件(2)、电气部件(3)，所述层板组件(2)的数量为若干个，该若干个层板组件(2)等间隔地活动连接在主体框架(1)内，其特征在于：所述层板组件(2)的各层板(22)上设有若干等距离分布的工件定位座(21)，所述工件定位座(21)与层板(22)可拆卸连接。

2.根据权利要求1所述的一种模块式多用途数字化料仓，其特征在于，所述工件定位座(21)为第一工件定位座(210)，所述第一工件定位座(210)依据不同尺寸、不同形状的工件定制而成。

3.根据权利要求1所述的一种模块式多用途数字化料仓，其特征在于，所述工件定位座(21)为第二工件定位座(2150)，所述第二工件定位座(2150)包括左右侧壁、后侧壁和设有卡槽的底壁，在左右侧壁前端之间形成开口，所述第二工件定位座(2150)顶部敞开，在其上方配套设置托盘(27)，该托盘(27)上安装有不同的工件。

4.根据权利要求3所述的一种模块式多用途数字化料仓，其特征在于：所述托盘(27)包括托盘座(271)、精密十字槽定位片(272)和自动拉钉(273)，其中各托盘(27)的自动拉钉(273)尺寸是固定的，所述自动拉钉(273)通过所述第二工件定位座(2150)底壁上的卡槽与第二工件定位座(2150)配合卡接。

5.根据权利要求2或4任一项所述的一种模块式多用途数字化料仓，其特征在于：所述层板组件(2)还包括安装于层板(22)前端的多个RFID芯片安装板(26)、安装于层板(22)后端的多个指示灯安装板(23)以及位于层板(22)下方的线槽(24)和铝型材(25)；所述多个RFID芯片安装板(26)和指示灯安装板(23)分别与所述工件定位座(21)一一对应；

所述电气部件(3)包括指示灯(31)、感应开关(32)、RFID芯片(33)、信号线转接板(34)、远程I/O板(35)及MES软件系统；所述RFID芯片(33)安装在RFID芯片安装板(26)上，所述指示灯(31)安装在指示灯安装板(23)上，所述感应开关(32)安装在工件定位座(21)底部，所述指示灯(31)和感应开关(32)的导线出线端均连接在位于主体框架(1)一侧侧面的信号线转接板(34)上，所述信号线转接板(34)通过导线与远程的MES控制柜相联；所述远程I/O板(35)安装在主体框架(1)另一侧面上。

6.根据权利要求2或4任一项所述的一种模块式多用途数字化料仓，其特征在于：所述层板(22)顶面的水平度通过精密水平仪检测两侧水泡偏移不超过1.5格；所述若干个层板组件(2)的各层板(22)相互间的平行度不大于0.15毫米；所述层板(22)上各工件定位座(21)之间距离等同，其误差不大于0.2毫米。

7.根据权利要求1所述的一种模块式多用途数字化料仓，其特征在于：所述主体框架(1)底部设有底板(11)，所述底板(11)采用钢板材质；除所述底板(11)外，主体框架(1)其余部分由标准铝型材拼装而成。

8.根据权利要求1所述的一种模块式多用途数字化料仓，其特征在于：还包括由铝型材、有机玻璃、门吸、开门断电系统组成的后门(4)。

9.根据权利要求8所述的一种模块式多用途数字化料仓，其特征在于：在所述后门(4)上安装有电气按钮盒(36)，其上设置有解锁许可按钮、门锁解除按钮、运行按钮和急停按钮。

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