一种自动化立体仓库以及仓库货物转运控制系统的制作方法

本发明属于仓库自动化控制领域，具体涉及一种自动化立体仓库以及仓库货物转运控制系统。

背景技术：

现有的传统的仓储管理采用人工手动方式，记录方式繁琐、效率低下、人为因素大，准确率低，容易出现伪造数据。

此外，人力资源浪费及高昂的管理维护成本也造成无法保证收货、验货的正确性，从而产生库存、延迟交货，进一步增加成本。且手工管理方式不能为管理者提供实时、快速、准确的仓库作业和库存信息，不便实施及时、准确、科学的决策。

技术实现要素：

本发明的目的在于避免现有技术的不足，提供一种自动化立体仓库以及仓库货物转运控制系统，从而有效解决现有技术的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种自动化立体仓库，包括库房本体1、自动堆垛机2、货架3、传送机构4、物料单元5；控制系统；

库房本体1设置为长方体结构；库房本体1的内部设置有货架3；所述货架3沿库房本体1纵向平行设置有若干排；库房本体1的一端设置有入库站台7与出库站台10；

各个货架3之间设置有运行轨道6；自动堆垛机2沿着运行轨道6往复运动；

所述传送机构4分别设置在入库站台7与出库站台10所在区域；入库站台7与出库站台10上的传送机构4相互独立运行；

入库站台7上沿着传输方向依次设置有人工入库作业区8、外形检测区9、称量区11、条码识别区12；条码识别区12安装设置有条码识别器13和固定条码识别器13的识别器安装架14；称量区11设置有称量传送带；称量传送带表面设置有压力传感器15；外形检测区9设置有光电传感器16；

出库站台10上沿着传输方向依次设置有拣选出库区17、外形检测区9、称量区11和条码识别区12；条码识别区12安装设置有条码识别器13；

物料单元5在传送机构4上传输运动，各物料单元5间距不小于100mm；

所述控制系统设置在库房本体1的内部；控制系统与传送机构4、条码识别器13、自动堆垛机2、压力传感器15、光电传感器16控制连接。

进一步为，本发明所述的升降装置中的容器为竖井，在竖井的顶部两侧对称固定设置有连接杆，连接杆之间设置有滚轴；平衡重通过钢丝绳依次与滚轴、滑轮、承船厢连接。

进一步为，还包括信号交互终端和pda条码手持终端；所述信号交互终端上设置有人机交互界面和实体按键；信号交互终端、pda条码手持终端与控制系统通过无线信号连接。

进一步为，所述物料单元5包括包装箱、周转箱、托盘组；所述托盘组包括若干个可以堆叠设置的托盘；所述托盘设置为川字底结构。

进一步为，货物入库流程为：

1)堆垛机依据控制系统指令，到达指定货架3位置处，取出空物料单元5，放置于指定入库站台7处，由传送机构4送至人工入库作业区8处；

2)人工按照入库规范，将货物放置在入库站台7的空物料单元5内，并使用pda条码手持终端对入库物料及物料单元5进行扫码绑定；

3)人工手持信号交互终端，并在信号交互终端上确认物料装箱完成，接着按下信号交互终端上的实体按键启动入库程序，

4)物料在传送机构4上传送至外形检测区9，并进行光电非接触式外形检测；检测以后的数据传输到控制系统进行判定；

5)外形检测合格后，货物继续运转进入称量区11；称量完成后将重量数据传递给控制系统进行判定；外形检测或称重检测不合格，控制系统下达命令，物料单元5回退到入库站台7首端处，系统同时通过声光报警通知人工核验，待人工整理后，按信号交互终端上的实体按钮重新启动入库程序；

6)称量完成，货物继续进入条码识别区12进行信息读取；条码识别器13自动读取外形检测及称重合格的物料单元5上的条码信息并报送控制系统；

7)传送机构4根据控制系统的调度将物料单元5运输至入库站台7末端，等待自动堆垛机2

取货。

进一步为，货物拣选出库流程为：

1)人工使用信号交互终端发出命令到控制系统，指定出库站台10，并下达拣选出库任务。

2)控制系统根据出库任务，调度自动堆垛机2到指定货位处取出待拣选出库的装有货物的物料单元5，并放入对应出库站台10处。

3)传输机构根据控制系统调度，将物料单元5运输至拣选出库区17处，待人工进行下线出库拣选作业；用于出库的货物留物料单元5中继续运输；

4)待拣选完成，物料单元5到达指定出库站台10后，人工取出指定拣选物料，并使用pda条码手持终端逐一扫描出库物料条码，并将数据上传控制系统。

5)全部物料拣选完成后，人工使用pda条码手持终端进行拣选完成确认，并将数据上传控制系统；

6)人工使用信号交互终端启动返库程序，剩余物料连同物料单元5返库存储；

7)外形检测合格后，进入自动完成称重测量及料箱上的条码信息读取。外形检测或称重检测不合格，返库物料单元5则回退到出库站台10处，系统同时通过声光报警通知人工核验，待人工整理后，人工在信号交互终端上重新启动返库程序；

8)检测合格后，经过条码识别区12并读取合格物料单元5上的条码信息，上报控制系统；

9)传送机构继续传输，根据控制系统的调度，将返库的物料单元5运输至指定入库站台7

处，等待自动堆垛机2取货，入库过程与权利要求8所述的货物入库过程相同；

自动堆垛机2根据控制系统调度，将返库的物料单元5存放于指定货位处，完成返库作业。

进一步为，整箱出库流程为：

1)人工使用信号交互终端发出命令到控制系统，指定出库站台10，并下达拣选出库任务；

2)控制系统根据出库任务，调度堆垛机到指定货位处取出待拣选出库物料单元5，并放入对应出库站台10处；

3)传送机构4根据控制系统调度，将物料单元5运输至指定的出库站台10处，待人工进行下线出库作业；

4)物料单元5到达指定出库站台10后，人工按照信号交互终端的提示将物料单元5内的待出库物料全部取出，并使用pda条码手持终端逐一扫描出库物料条码；

5)全部待出库物料下线扫码完成确认后，人工在信号交互终端上确认出货完成，人工按下信号交互终端的实体按钮启动空的物料单元5的回库程序；

6)传送机构4根据控制系统调度，运送空物料单元5至指定入库站台7处，等待自动堆垛

机2取货；

堆垛机根据控制系统调度，将回库的物料单元5存放于指定货位处，完成空物料单元5的回库作业。

进一步为，压力传感器15、光电传感器16和条码识别器13上连接设置有总线模块18；压力传感器15、光电传感器16和条码识别器13通过总线模块18与总线19连接；所述总线19与控制系统连接，实现数据传输。

进一步为，所述总线包括profinet、profibus-dp、ethernet/ip、devicenet、controlnet、can、as-interface中的一种或多种。

进一步为，所述控制系统包括动力部分、控制部分、通讯部分、指示部分、保护部分。

进一步为，所述动力部分包括一体式变频器功率模块、中间继电器、重载连接器，实现电机驱动及制动控制；

所述控制部分包括plc处理器、直流控制电源、以太网i/o模块，手动/自动旋钮和正/

反向旋钮，实现设备的控制功能；

所述通讯部分包括一体式变频器，通讯接口，实现总线通讯级联；

所述指示模块包括动力指示灯、状态指示灯；

所述保护装置包括隔离开关、空气开关，实现设备维护的安全保障及器件的保护功能；

所述隔离开关作为进线主电源开关，用于控制电机电源的通断；

所述一体式变频器功率模块和中间继电器用于实现驱动电机及制动控制；

所述直流控制电源用于提供控制直流电源；

所述一体式变频器的通讯单元实现总线通讯及输入输出控制；

所述动力指示灯和状态指示灯用于指示220vac的通电情况及运行、故障状态指示；

所述手动/自动旋钮和正/反向旋钮用于控制模式的切换和手动下能控制设备运行。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

本申请公开了一种自动化立体仓库以及仓库货物转运控制系统，通过控制系统实现整个仓库的自动化运行，向上联接物流上位系统，接受上位任务指令并反馈上位任务执行情况；向下联接底层设备实现输送提升等设备的驱动，物料的检测与识别，完成物料输送的过程控制及信息的传递，横向完成其他单机系统的控制集成。在保证物流自动化系统正常运转中担负着极其重要的作用。此外还提供内容丰富、形象直观的人机界面、安全保护措施和多种操作模式，辅助工作人员进行设备操作和维护。

附图说明

图1是本发明立体仓库的俯视结构示意图；

图2是本发明控制过程示意图；

图3是本申请的识别器安装架14结构示意图；

图中：库房本体1；自动堆垛机2；货架3；传送机构4；物料单元5；运行轨道6；入库站台7；人工入库作业区8；外形检测区9；出库站台10；称量区11；条码识别区12；条码识别器13；识别器安装架14；压力传感器15；光电传感器16；拣选出库区17；总线模块18。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图所示。

实施例1：

一种自动化立体仓库，包括库房本体1、自动堆垛机2、货架3、传送机构4、物料单元5；控制系统；

库房本体1设置为长方体结构；库房本体1的内部设置有货架3；所述货架3沿库房本体1纵向平行设置有若干排；库房本体1的一端设置有入库站台7与出库站台10；

各个货架3之间设置有运行轨道6；自动堆垛机2沿着运行轨道6往复运动；

所述传送机构4分别设置在入库站台7与出库站台10所在区域；入库站台7与出库站台10上的传送机构4相互独立运行；

入库站台7上沿着传输方向依次设置有人工入库作业区8、外形检测区9、称量区11、条码识别区12；条码识别区12安装设置有条码识别器13和固定条码识别器13的识别器安装架14；称量区11设置有称量传送带；称量传送带表面设置有压力传感器15；外形检测区9设置有光电传感器16；

出库站台10上沿着传输方向依次设置有拣选出库区17、外形检测区9、称量区11和条码识别区12；条码识别区12安装设置有条码识别器13；

物料单元5在传送机构4上传输运动，各物料单元5间距不小于100mm；

所述控制系统设置在库房本体1的内部；控制系统与传送机构4、条码识别器13、自动堆垛机2、压力传感器15、光电传感器16控制连接。

实施例2：

在实施例1的基础上，还包括信号交互终端和pda条码手持终端；所述信号交互终端上设置有人机交互界面和实体按键；信号交互终端、pda条码手持终端与控制系统通过无线信号连接。

实施例3：

在实施例1-2的基础上，所述物料单元5包括包装箱、周转箱、托盘组；所述托盘组包括若干个可以堆叠设置的托盘；所述托盘设置为川字底结构。

实施例4：

在实施例1-3的基础上，货物入库流程为：

1)堆垛机依据控制系统指令，到达指定货架3位置处，取出空物料单元5，放置于指定入库站台7处，由传送机构4送至人工入库作业区8处；

2)人工按照入库规范，将货物放置在入库站台7的空物料单元5内，并使用pda条码手持终端对入库物料及物料单元5进行扫码绑定；

3)人工手持信号交互终端，并在信号交互终端上确认物料装箱完成，接着按下信号交互终端上的实体按键启动入库程序，

4)物料在传送机构4上传送至外形检测区9，并进行光电非接触式外形检测；检测以后的数据传输到控制系统进行判定；

5)外形检测合格后，货物继续运转进入称量区11；称量完成后将重量数据传递给控制系统进行判定；外形检测或称重检测不合格，控制系统下达命令，物料单元5回退到入库站台7首端处，系统同时通过声光报警通知人工核验，待人工整理后，按信号交互终端上的实体按钮重新启动入库程序；

6)称量完成，货物继续进入条码识别区12进行信息读取；条码识别器13自动读取外形检测及称重合格的物料单元5上的条码信息并报送控制系统；

7)传送机构4根据控制系统的调度将物料单元5运输至入库站台7末端，等待自动堆垛机2

取货。

实施例5：

在实施例1-4的基础上，货物拣选出库流程为：

1)人工使用信号交互终端发出命令到控制系统，指定出库站台10，并下达拣选出库任务。

2)控制系统根据出库任务，调度自动堆垛机2到指定货位处取出待拣选出库的装有货物的物料单元5，并放入对应出库站台10处。

3)传输机构根据控制系统调度，将物料单元5运输至拣选出库区17处，待人工进行下线出库拣选作业；用于出库的货物留物料单元5中继续运输；

4)待拣选完成，物料单元5到达指定出库站台10后，人工取出指定拣选物料，并使用pda条码手持终端逐一扫描出库物料条码，并将数据上传控制系统。

5)全部物料拣选完成后，人工使用pda条码手持终端进行拣选完成确认，并将数据上传控制系统；

6)人工使用信号交互终端启动返库程序，剩余物料连同物料单元5返库存储；

7)外形检测合格后，进入自动完成称重测量及料箱上的条码信息读取。外形检测或称重检测不合格，返库物料单元5则回退到出库站台10处，系统同时通过声光报警通知人工核验，待人工整理后，人工在信号交互终端上重新启动返库程序；

8)检测合格后，经过条码识别区12并读取合格物料单元5上的条码信息，上报控制系统；

9)传送机构继续传输，根据控制系统的调度，将返库的物料单元5运输至指定入库站台7

处，等待自动堆垛机2取货，入库过程与权利要求8所述的货物入库过程相同；

10)自动堆垛机2根据控制系统调度，将返库的物料单元5存放于指定货位处，完成返库作业。

实施例6：

在实施例1-5的基础上，整箱出库流程为：

1)人工使用信号交互终端发出命令到控制系统，指定出库站台10，并下达拣选出库任务；

2)控制系统根据出库任务，调度堆垛机到指定货位处取出待拣选出库物料单元5，并放入对应出库站台10处；

3)传送机构4根据控制系统调度，将物料单元5运输至指定的出库站台10处，待人工进行下线出库作业；

4)物料单元5到达指定出库站台10后，人工按照信号交互终端的提示将物料单元5内的待出库物料全部取出，并使用pda条码手持终端逐一扫描出库物料条码；

5)全部待出库物料下线扫码完成确认后，人工在信号交互终端上确认出货完成，人工按下信号交互终端的实体按钮启动空的物料单元5的回库程序；

6)传送机构4根据控制系统调度，运送空物料单元5至指定入库站台7处，等待自动堆垛机2取货；

7)堆垛机根据控制系统调度，将回库的物料单元5存放于指定货位处，完成空物料单元5

的回库作业。

实施例7：

在实施例1-6的基础上，压力传感器15、光电传感器16和条码识别器13上连接设置有总线模块18；压力传感器15、光电传感器16和条码识别器13通过总线模块18与总线19连接；所述总线19与控制系统连接，实现数据传输。

实施例8：

在实施例1-7的基础上，所述总线包括profinet、profibus-dp、ethernet/ip、devicenet、controlnet、can、as-interface中的一种或多种。

实施例9：

在实施例1-8的基础上，所述控制系统包括动力部分、控制部分、通讯部分、指示部分、保护部分。

实施例10：

在实施例1-9的基础上，所述控制部分包括plc处理器、直流控制电源、以太网i/o模块，手动/自动旋钮和正/反向旋钮，实现设备的控制功能；

所述通讯部分包括一体式变频器，通讯接口，实现总线通讯级联；

所述指示模块包括动力指示灯、状态指示灯；

所述保护装置包括隔离开关、空气开关，实现设备维护的安全保障及器件的保护功能；

所述隔离开关作为进线主电源开关，用于控制电机电源的通断；

所述一体式变频器功率模块和中间继电器用于实现驱动电机及制动控制；

所述直流控制电源用于提供控制直流电源；

所述一体式变频器的通讯单元实现总线通讯及输入输出控制；

所述动力指示灯和状态指示灯用于指示220vac的通电情况及运行、故障状态指示；

所述手动/自动旋钮和正/反向旋钮用于控制模式的切换和手动下能控制设备运行。

实施例11：

在实施例1-10的基础上，

所述控制系统由动力部分、控制部分、通讯部分、指示部分、保护部分组成；

所述动力部分包括端子式变频器、中间继电器、重载连接器，实现电机驱动及制动控制；

所述控制部分包括以以太网i/o模块、直流控制电源、法兰连接器、手动/自动旋钮、正/反向旋钮，实现设备的控制功能；

所述通讯部分包括以太网i/o模块2个通讯接口，实现总线通讯级联；

所述指示模块包括动力指示灯、状态指示灯，所述保护装置包括隔离开关、空气开关，实现设备维护的安全保障及器件的保护功能；

所述隔离开关作为进线主电源开关，用于控制电机电源的通断；

所述端子式变频器和中间继电器用于实现驱动电机及制动控制；

所述直流控制电源用于提供控制直流电源；

所述以太网i/o模块用于实现总线通讯及输入输出控制；

所述动力指示灯和状态指示灯用于指示220vac的通电情况及运行、故障状态指示；

所述手动/自动旋钮和正/反向旋钮用于控制模式的切换和手动下能控制设备运行。

实施例12：

在实施例1-11的基础上，

所述控制系统由动力部分、控制部分、通讯部分、指示部分、保护部分组成；

所述动力部分包括接触器、热继电器、重载连接器，实现电机驱动及制动控制；

所述控制部分包括以太网i/o模块、直流控制电源、直流控制电源、法兰连接器、手动/自动旋钮、正/反向旋钮，实现设备的控制功能；

所述通讯部分包括以太网i/o模块2个通讯接口，实现总线通讯级联；

所述指示模块包括动力指示灯、状态指示灯，所述保护装置包括隔离开关、空气开关，实现设备维护的安全保障及器件的保护功能；

所述隔离开关作为进线主电源开关，主要作用在于控制电机电源的通断；

所述接触器、热继电器和中间继电器主要作用在于实现驱动电机及制动控制；

所述直流控制电源主要作用在于提供控制直流电源；

所述以太网i/o模块用于实现总线通讯及输入输出控制；

所述动力指示灯和状态指示灯用于指示220vac的通电情况及运行、故障状态指示；

所述手动/自动旋钮和正/反向旋钮主要作用在于控制模式的切换和手动下能控制设备运行。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。