自动化立体存储与智能称重配料一体式散状物料计量系统的制作方法

本实用新型属于物料计量设备技术领域，更具体地说，是涉及一种自动化立体存储与智能称重配料一体式散状物料计量系统。

背景技术：

中小型高分子或食品、医药、化工生产企业在生产过程中都会遇到使用多种催化剂或少量化学药品配合工作，生产不同的产品往往需要根据配方将大量不同的的散料根据一定比例称重配合到一起。当前这些企业通常会遇到以下一些棘手的问题：

1.设计并完成实验的配方是企业的核心竞争力，需要进行加密保存，但又要让生产工人按照配方进行生产，配方保密性差。

2.如果配方研发和产品生产不在一个地区，那么新研发出来的配方无法及时下发生产。

3.散状原材料需要一个恒温、恒湿、干燥的存储空间，而且需要在相对较小的面积条件下存储更多的物料，以提高存储空间利用率。

4.配制多种产品时需要频繁的调取、搬运各种散状原材料，对于工人来说是一项繁重的体力劳动，需要选择青壮年劳动力或使用多人完成取存物料和配方称重工作。

5.易出现由于工人调取了错误的原材料或进行了错误的称重计量导致产品品质问题，缺少相应的防错机制，无法实时掌握称重原始数据且配合操作过程追溯不能实现。

6.由于散料包装方式、单包重量和大小不同，无法使用标准货架进行存储。

7.如果构建自动化立体存储设备、设施则受生产场地地面承载能力、地面水平度、厂房高度以及当地气象、地形、地质条件等因素影响，无法实现标准化。对于自动化立体存储设备供应商来说，只能根据客户实际条件进行非标设计，而且受机械、结构、电气、土建等多专业相互交叉、相互制约影响。例如，机械的运动精度要根据结构制作的精度和土建的沉降精度而选定。

8.一般的自动化立体设备造价昂贵，一旦安装、调试好之后，很难进行移动。如果遇到变更生产场地等情况时，非标化的自动化立体存储设备、设施有可能无法使用，即便能够使用拆除、再次安装、再次调试的费用也十分巨大，设备使用成本急剧增加。即便能承担相应的费用，再次安装、调试的时间成本也是巨大的，中断的生产无法快速恢复。即频繁的变更生产场所，给设备搬运、安装、调试和快速形成生产带来了极大的困难。

9.散状原材料存储、称重计量和配方管理没有实现一体化，缺少统一的数据库从而导致生产管理的效率低下。

10.散状原材料在配制过程中难免形成物料飞散，污染环境，只能为配制工作建立独立的环境空间和工业集尘设备，当变更生产场所后，原来安装的工业集尘设备有可能无法继续使用。

针对以上这些问题，广大中小型高分子或食品、医药、化工生产企业迫切需要一种高度集成的标准化智能散料存储和称重计量一体式设备，满足复杂、多样的生产环境。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种自动化立体存储与智能称重配料一体式散状物料计量系统，旨在解决目前广大中小型高分子或食品、医药、化工生产企业迫切需要一种高度集成的标准化智能散料存储和称重计量一体式设备，满足复杂、多样的生产环境。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种自动化立体存储与智能称重配料一体式散状物料计量系统，包括：

箱体；

存储单元，包括存储货架，所述存储货架设于所述箱体中部，用于存储物料；

输送单元，包括堆垛机构、设于所述存储货架两端的出入库输送机和设于所述存储货架一侧的补货称重输送机；所述堆垛机构用于交换所述存储货架与所述出入库输送机之间的物料；以及

配料及称重单元，包括设于所述出入库输送机旁侧的配料秤和回转式称重输送机，用于根据配方实现物料的计量及称重。

进一步地，所述箱体为40尺高柜海运集装箱。

进一步地，所述存储货架为轻质铝合金货架。

进一步地，所述配料秤为高精度配料秤。

进一步地，所述堆垛机构为自动堆垛机或多层穿梭车。

进一步地，所述箱体顶部设有空调机组。

进一步地，所述箱体顶部设有用于为箱体内提供新鲜空气的新风设备。

进一步地，所述配料秤上方和后方设有集尘设备，用于收集配料时飞散的粉尘。

进一步地，所述箱体内部还设有照明设备，所述照明设备可变环境光照明设备，所述照明设备包括多块led光源，多块所述led光源设在所述箱体内顶部或所述存储货架上。

本实用新型提供的自动化立体存储与智能称重配料一体式散状物料计量系统的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型存储与称重配料一体式散状物料计量系统由多种子系统相结合构成，结构合理，外观美观，造型坚固，可实现远程配方加密上传及称重数据可追溯性分析，防止物料配合工作中出现的误差，实用性强，安全可靠，减少工作人员数量，提高工作效率和生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中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实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例提供的存储与称重配料一体式散状物料计量系统的外部结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的存储与称重配料一体式散状物料计量系统的内部结构示意图一；

图3为本实用新型实施例提供的存储与称重配料一体式散状物料计量系统的内部结构示意图二；

图中：1、箱体；2、空调机组；3、新风设备；4、集尘设备；5、照明设备；6、存储单元；6-1、存储货架；6-2、堆垛机构；7、出入库输送机；8、补货称重输送机；9、配料秤；10、回转式称重输送机；11、动态库存与配方管理系统主机；12、自动控制系统主机。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请一并参阅图1至图3，现对本实用新型提供的自动化立体存储与智能称重配料一体式散状物料计量系统进行说明。自动化立体存储与智能称重配料一体式散状物料计量系统适用于中小型高分子或食品、医药、化工生产企业，包括：箱体1、存储单元6、输送单元和配料及称重单元；存储单元6，包括存储货架，存储货架6-1设于箱体1中部，用于存储物料；存储单元6为轻负荷智能自动立体存储单元6，是整个设备的核心系统，用于完成散料标准箱的存取和全自动入出库，其包括自动存取控制模块和无线数据传输模块；输送单元，包括堆垛机构6-2、设于存储货架6两端的出入库输送机7和设于存储货架6-1一侧的补货称重输送机8；堆垛机构6-2用于交换存储货架6与出入库输送机7之间的物料；堆垛机构6-2以其重量轻、速度快、运行稳定、结构简洁、成本低、通用性强等优势，满足多种复杂配方的配料需求；以及配料及称重单元，包括设于出入库输送机7旁侧的配料秤9和回转式称重输送机10，用于根据配方实现物料的计量及称重；出入库输送机7用于水平传送标准料箱。

本实用新型提供的自动化立体存储与智能称重配料一体式散状物料计量系统的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型主要用于各种生产环境条件下迅速构建多种散状物料智能立体存储和称重配料一体化解决方案，由多种子系统相结合构成，可实现远程配方加密上传及称重数据可追溯性分析，防止物料配合工作中出现的误差，结构合理，实用性强，安全可靠，外观美观，造型坚固，减少工作人员数量，提高工作效率和生产效率；有效地解决散状物料在配合制备过程中的主要问题，为中小型高分子或食品、医药、化工生产企业提供了一套全新的实用解决方案，且因其优秀的性价比适于推广应用。

作为本实用新型提供的存储与称重配料一体式散状物料计量系统的一种具体实施方式，请参阅图1至图3，一体式散状物料计量系统还包括控制系统，用于监测和控制存储单元6、输送单元、配料及称重单元并记录动态库存。

本实施例存储与称重配料一体式散状物料计量系统包括轻负荷智能自动立体存储单元6、出入库输送机7、补货称重输送机8、高精度配料秤9、回转式称重输送机10、动态库存与配方管理系统、控制系统组成，所有的设备均集中设置在箱体1内部，在使用时，轻负荷智能自动立体存储单元6的堆垛机构6-2根据配方表自动搬运相应物料并将盛有物料的散料标准箱放至出入库输送机7上，出入库输送机7将散料标准箱水平输送至配料秤9，无需操作工人移动即可实现“货到人”功能，操作工人在高精度配料秤9根据配方指示实现散状物料计量称重；若某些物料需要多批次循环称量，则操作工人将盛有物料的散料标准箱放至回转式称重输送机10上，回转式称重输送机10主要实现多批次配料循环称量功能；补货称重输送机8用于补充自动立体存储库中储量不足的物料，同时记录补充的物料重量，补充完成后将散料标准箱自动输送至堆垛机构6-2前，完成自动入库功能；控制系统将各子系统信息和数据进行汇总，统一监测和控制设备整体运行。

本实施例中，运用分布式计算机控制系统，通过结构化的综合布线系统和计算机网络技术利用智能型自动化立体存储方式将散状物料存储、物料自动搬运、环境控制与称重配料等多个子系统集成到一起，有效的解决传统散状物料称重配合工作中的诸多不便；减少原有生产线的占地面积，减小对生产现场土建设施的要求，快速安装、随时调试、及时生产以及准时交付订单；轻负荷智能自动立体存储单元6的堆垛机构6-2自动搬运相应物料，无需人工干预，实现配方保密；存储单元6的自动存储功能消除人工频繁确认物料信息、手动搬运物料入出库和补货等复杂流程，堆垛机构6-2本身就是一个运输设备，需要入库物料或者出库物料都可以使用堆垛机构6-2实现频繁的搬运移动，以确保在单位时间内最高效的运动；降低工人劳动强度，提高生产率，全面防止因人为失误导致的差错，极大的降低生产成本；控制系统是一体式散状物料计量系统的控制中枢，它采用现场总线方式控制各个子系统协同运行满足配料要求，上位机与下位机之间采用工业控制的双线profibus-dp通讯方式根据生产计划指令自动化立体存储机器人按照原始加密配方和当前订单指示自动调取相关物料，称重完成后自动将物料箱送回原位；通过自动化控制完成散料“货到人”的精益配料工作；其中，动态库存与配方管理系统主机11和自动控制系统主机12设于配料秤9和回转式称重输送机10旁侧，多种自动化子系统模块之间的配合与使用减少操作工人数量，节省人力，提高生产效率，进一步简化操作流程无需对人员进行特别的培训，按照操作屏幕提示就能一步步完成全部操作，且对工人的年龄、体能、学历等要素无过多的要求；设备运用现代信息技术、网络技术、自动化控制技术实现了防错、保密、精准、高效、安全的散状物料称重配合功能，将原有生产设备重新进行标准化设计，融入人体工程学技术，提高了生产效能，体现了“绿色环保、科技创新”的发展理念。

作为本实用新型提供的存储与称重配料一体式散状物料计量系统的一种具体实施方式，请参阅图1至图3，控制系统还包括动态库存与配方管理系统，动态库存与配方管理系统用于对全物料编码、显示动态库存、配方加密和散状物料实际计量数据存储；动态库存与配方管理系统是智能自动立体存储单元6的管理软件系统，它具有动态库存显示、原始配方加密和散状物料实际计量数据存储等功能，主要用于全物料编码条件下配比指导、物料流转控制和原始称重数据追溯；它采用上位机控制方式，将配方信息存储在数据库中，通过识别物料编码告知操作者配料种类和重量目标，并记录实际配比数据，能根据入、出库数据判断物料库存状态并实时显示物料总体库存状态，根据标准料箱重量，提醒操作者及时补充物料。

本实施例中，仓储管理系统即动态库存和配方管理系统共用一个数据库，统一管理物料库存与称重配料过程；存储单元6配合动态库存与配方管理系统实现全物料编码管理，无需现场工人干预即可实现多样化称量工作，实现配方保密；还可根据现场需求远程实时上传和修改各种配方数据，追踪任意批次实际配合重量和比例，并实现完美的生产过程可追溯性要求；物料与工人操作交互越多，可能出现的错误就越多，利用动态库存与配方管理系统减少人为操作意味着库存信息和称重计量工作更准确，订单响应速度更及时。

作为本实用新型提供的自动化立体存储与智能称重配料一体式散状物料计量系统的一种具体实施方式，请参阅图1至图3，箱体1为集装箱，优选的，集装箱为40尺高柜海运集装箱，国际标准40尺高柜海运集装箱(以下简称“高柜集装箱”)作为一体式散状物料计量系统的载体，其它子系统模块设置在其中，其外形尺寸和内部空间大小完全符合iso标准设计规范，其它各子系统模块被整合在经过隔热防寒、防火、地板平整铺装、内部空间风道安装等改造后的集装箱中。

本实施例中，国际标准海运集装箱内构建一套集智能立体存储与称重配合一体式的散状物料计量设备将非标型料箱式自动化立体存储仓库重新设计，使料箱式自动化立体仓库的长、宽、高尺寸全部标准化，并安装在国际标准高柜海运集装箱内，不受使用场地条件限制，定制设计生产轻负荷智能自动立体存储单元6，由自动堆垛机或多层穿梭车构成的搬运装置承担了标准料箱的入库、出库、水平传送、补货等动作，减轻了繁重的体力劳动，同时无需现场工人了解具体配方，只确认物料编码即可；每个集成了轻负荷智能自动立体存储单元6、出入库输送机7、补货称重输送机8、高精度配料秤9、回转式称重输送机10、动态库存与配方管理系统以及控制系统的集装箱为一个标准模组，将多个集装箱并排或堆叠放置可实现更大规模的生产。

作为本实用新型提供的自动化立体存储与智能称重配料一体式散状物料计量系统的一种具体实施方式，请参阅图1至图3，存储货架6-1为轻质铝合金货架；标准化轻质铝合金货架充分利用了箱体1内的闲置空间，并且使用高密度存储方式，充分利用了集装箱中的垂直空间，减少物料占用面积，提高存储利用效率。

作为本实用新型提供的自动化立体存储与智能称重配料一体式散状物料计量系统的一种具体实施方式，请参阅图1至图3，配料秤9为高精度配料秤9，包括称重传感系统、秤体、人机交互界面和报警灯；

作为本实用新型提供的自动化立体存储与智能称重配料一体式散状物料计量系统的一种具体实施方式，请参阅图1至图3，堆垛机构6-2为自动堆垛机或多层穿梭车；多层穿梭车立库采用穿梭车加提升机出入库，每台穿梭车可在各层各巷道作业，自动堆垛机立库每台自动堆垛机在固定巷道作业，可根据具体情况和存储货架6-1的结构进行选择。

作为本实用新型提供的存储与称重配料一体式散状物料计量系统的一种具体实施方式，请参阅图1至图3，箱体1顶部设有空调机组2，空调机组2通过风道与箱体1内顶连通；空调机组2为冷暖型顶置系统式空调机组2；冷暖型顶置系统式空调机组2将压缩机、冷凝器、冷凝风机、气液分离器、干燥过滤器、毛细管(或膨胀阀)、通风机、蒸发器和空气预热器等部件集中在一个不锈钢箱体1内，组成一个完整的模组安装在高柜集装箱顶部，通过风道与箱体1内顶相通，该空调机组2具有体积小，重量轻，结构紧凑，互换性好、检修方便等特点；低矮的机组外形和良好的抗振性能，便于随整套散状物料计量设备运输。

作为本实用新型提供的存储与称重配料一体式散状物料计量系统的一种具体实施方式，请参阅图1至图3，箱体1顶部设有新风设备3，新风设备3为无线温湿度监控新风设备3，包括无线温湿度传感器、新风控制器、新风机、多种空气滤芯、紫外线杀菌装置、送风管道和排风管道，新风设备3采用地送风方式通过新风机将净化后的室外新鲜空气导入箱体1内部，并通过设在箱体1顶部的排风管道将箱体1内的污浊空气排出。

本实施例中，可根据生产现场实际需求，通过对无线温湿度传感器的设定来控制送排风机的运行状态，从而在高柜集装箱内形成正压送风或负压通风循环。

作为本实用新型提供的存储与称重配料一体式散状物料计量系统的一种具体实施方式，请参阅图1至图3，配料秤9上方或后方设有工业集尘设备4，用于收集配料时空气中的粉尘；集尘设备4包括吸尘主机、吸尘管和吸尘滤网；集尘设备4位于出入库输送机7的上方和高精度配料秤9后方，主要用于配料时空气中粉尘的收集，防止散料飞散污染设备内部环境；新风设备3与工业集尘设备4的配合很好的完成了正压地送风、负压顶集尘的空气循环净化方式。

作为本实用新型提供的自动化立体存储与智能称重配料一体式散状物料计量系统的一种具体实施方式，请参阅图1至图3，箱体1内部还设有照明设备5，照明设备5可变环境光照明设备5，照明设备5包括多块led光源，多块led光源设在箱体1内顶部或存储货架6-1上；多块led光板按照操作环境光需求点亮或熄灭，以达到节能降耗的目的；高柜集装箱内的led光源外部设有磨砂柔光板，led光源透过磨砂柔光板散发出来，营造出一种柔和的光环境；设备内部均匀而柔和的光环境，使操作者身处温馨恬静、无眩光的健康环境中有助于提高生产效率；轻负荷智能自动立体存储区域的照明则是由嵌入立体存储货架6-1立柱内的led光源带实现的；可变环境光照明设备5可根据需要点亮不同部位的照明灯，这种灯光布局形式既节省了空间，又很好的弥补了堆垛机运行区域的照明问题。

本实施例中，冷暖型顶置系统式空调机组2、无线温湿度监控新风设备3、工业集尘设备4、可变环境光照明设备5作为辅助系统为完成精益配料工作改善了传统散料配合制备的工作环境，提供让人感觉舒适的空间环境；冷暖型顶置系统式空调机组2、无线温湿度监控新风设备3主机和工业集尘设备4主机均布置与国际标准40尺高柜海运集装箱外侧顶部，冷暖型顶置单元式空调机组2、无线温湿度监控新风设备3和工业集尘设备4将温控、新风、集尘三大功能集于一身，用于监测、控制和管理集装箱内空气温、湿度，改善集装箱内部环境空气质量，既保证了各种散状物料的稳定存储又营造出一个舒适适合人工作的工作环境，相对封闭的工作空间减少了整体的制冷、制热、换气、集尘、清洁的面积，降低了能源消耗的同时进一步降低了间接生产成本；可变环境光照明设备5设置于集装箱内顶面和存储货架6-1的立柱上，根据外部环境光变化调节照度大小，主要用于人员操作的照明。

总之，本实用新型提供的自动化立体存储与智能称重配料一体式散状物料计量系统主要用于各种生产环境条件下迅速构建多种散状物料智能立体存储和称重配料一体化解决方案，通过集成方式将原有散乱的生产工位全部标准化并整合在一起，将多个分离的控制终端、设备功能和信息等集成到相互关联的、统一协调的系统之中，建立统一的数据库系统，消除传统生产过程中的信息孤岛问题，使用中央控制系统对设备各子系统进行监测控制，实现生产过程实时信息数据共享，实现高效、集中、便利的管理目的；在实现设备硬件标准化的同时，将各类设备、子系统间的接口、协议、系统平台、控制系统、管理系统等软件也进行标准化统一，可实现远程配方加密上传及称重数据可追溯性分析，防止物料配合工作中出现的误差，结构合理，实用性强，安全可靠，外观美观，造型坚固，减少工作人员数量，提高工作效率和生产效率；提高散料称重计量精度和生产效率，降低生产运营成本，解决传统生产模式下存在的一系列问题；该设备便于随时搬运、快速安装、快速组建生产并根据要求随时完成订单，不受包括气象、地形、地质条件、地面承载能力、雨雪风载荷、地震情况以及其它生产现场土建条件和自然环境的影响；有效地解决散状物料在配合制备过程中的主要问题，为中小型高分子或食品、医药、化工生产企业提供了一套全新的实用解决方案，且因其优秀的性价比适于推广应用。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。