一种智能料库库外供料系统的制作方法

1.本发明涉及物料仓储技术领域，尤其涉及一种智能料库库外供料系统。


背景技术：

2.物料仓储是通过仓库或存料架、存料装置等装置对物品进行储存与保管，其可分为长期存储和短期存储，而在物料的加工过程中，一般会用存料装置对待加工物料进行短期的存储。
3.现有存料装置一般为设置在地面上，与上料输送线并列成“旧”字形布局，上料机与料库存料装置并列。上料机横跨输送线上。新料入库和出库送到输送线上全部由上料机完成；也有些料库布局亦为“旧”字形，所有存料装置底部均有各自的搬运小车。通过搬运小车纵向出列、横向吊运、纵向入列三步工序完成调整料区或将待用铜排送到输送线旁边以方便上料，该做法视为半自动化库管模式。现有最智能的料库仍是“旧”字形布局，即存料装置与生产输送线并列。全靠搬运机器人进行新料入库、库位调换，将待用存料盘调整到生产输送线旁就近供料的自动化智能管理模式。
4.现有智能料库采用了机器人智能化搬运系统，但是，在整个铜排加工过程中，搬运机器人待命时间较长，即机器人的利用率偏低。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种智能料库库外供料系统，改变了传统的料库平面布局，机器人搬运系统在承担铜排入库任务的同时，兼顾了为上料机直接供料的任务，取消了机器人搬运系统的待命时间，提高了其利用率，并且提高了供料效率。
6.为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
7.本发明的实施例提供了一种智能料库库外供料系统，包括料库和机器人搬运系统，所述料库内设置存料支架，存料支架上布置多个存料盘；
8.所述机器人搬运系统包括横向搬运机器人和纵向搬运机器人，纵向搬运机器人设于横向搬运机器人上侧且二者形成子母移动副，横向搬运机器人能够送纵向搬运机器人到料库的任一库位前；纵向搬运机器人能够纵向进出料库以搬运库位中的存料盘。
9.作为进一步的实现方式，所述存料盘纵向间隔设置多个隔栅组件，每个隔栅组件包括多个沿横向间隔设置的隔栅。
10.作为进一步的实现方式，所述存料盘底面两侧对称安装有与纵向搬运机器人相配合的定位孔板。
11.作为进一步的实现方式，所述机器人搬运系统设于料库存料支架入口外侧，且横向搬运机器人底部设有横向导轨，横向搬运机器人的上面设有纵向搬运机器人运行的纵向导轨。
12.所述料库最一端外侧设有沿存料盘纵向延长至料库以外的加工输送线，在延长至
料库外的一段加工输送线上方设有上料机。
13.作为进一步的实现方式，所述料库沿横向间隔分布多组存料盘存放支架，存放支架顶部安装定位块；每相邻组存放支架相对内侧空间安装运行纵向导轨。
14.作为进一步的实现方式，所述纵向搬运机器人包括厢体、安装于厢体的移动组件，厢体顶部安装有升降台板；
15.所述升降台板背面两侧安装有可伸缩的定位部件，以与存料盘定位孔配合。
16.作为进一步的实现方式，所述升降台板底部连接升降机构，所述升降台板的侧壁安装牛眼轴承(或直线导轨)。
17.作为进一步的实现方式，所述移动组件包括对称安装于厢体两端的导向轮组、安装于厢体底部的主动轮组和从动轮组；所述主动轮组连接驱动机构。
18.作为进一步的实现方式，所述横向搬运机器人包括与横向导轨形成移动副的主体框架，所述主体框架上安装有用于纵向搬运机器人移动的纵向导轨。
19.作为进一步的实现方式，所述主体框架下侧间隔安装有与横向导轨相配合的导向轮；主体框架一端安装支架，所述支架上安装有高度检测装置，所述主体框架后侧边梁和后端底面均安装有电源绕线器。
20.本发明的有益效果如下：
21.(1)本发明的机器人搬运系统在承担铜排入库任务的同时，兼顾了为上料机直接供料的任务，即由搬运机器人从料库某个库位上取出待用铜排的存料盘后，直接停靠在输送线旁边，专为上料机供料，上料机只从机器人送来的料盘上取料，不再从进料库取料，减少机器人搬运系统的待命时间，提高了机器人搬运系统利用率。
22.(2)本发明改变了传统的料库平面布局，将上料机和输送线的上料段设置在料库以外，将输送线的上料段延长到库外并安装在横向导轨的始点端，与横向导轨成“t”形布局，上料机也布置在被延长的输送线上方；当纵向搬运机器人和横向搬运机器人联合从料库取出存料盘并直接停靠在输送线旁边后，上料机便可在机器人提供的存料盘上吸取铜排并放至输送线上，加快了上料速度。
23.(3)本发明的存料盘支架设置有限位块、定位块，能够实现存料盘在库内支架上的准确定位；存料盘设置止口和定位孔板，与纵向搬运机器人升降台板的定位部件配合，实现存料盘的稳定托运。
24.(4)本发明的横向移动机器人上安装有纵向导轨，底部设置横向导轨，即能够满足纵向移动机器人的纵向移动又能载着纵向移动机器人做横向移动，从而避免使用行车进行不同库位的新料入库装车，提高工作效率。
附图说明
25.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
26.图1是本发明根据一个或多个实施方式的整体结构示意图；
27.图2是本发明根据一个或多个实施方式的存料盘结构示意图；
28.图3是本发明根据一个或多个实施方式的纵向搬运机器人结构示意图；
29.图4是本发明根据一个或多个实施方式的纵向搬运机器人内部结构示意图；
30.图5(a)是本发明根据一个或多个实施方式的升降台板结构示意图；
31.图5(b)是图5(a)的局部放大图；
32.图6是本发明根据一个或多个实施方式的横向搬运机器人轴测图一；
33.图7是本发明根据一个或多个实施方式的横向搬运机器人轴测图二；
34.图8是本发明根据一个或多个实施方式的存料盘支架结构示意图；
35.其中，1、横向搬运机器人，2、纵向搬运机器人，3、横向导轨，4、存料盘支架，5、存料盘，6、加工输送线，7、上料机，8、挡板，9、边梁，10、第一横撑，10-1、第二横撑，10-2、第三横撑，11、隔栅，12、定位孔板，13、定位孔，14、厢体，15、升降台板，16、厢盖，17、导向轮组，18、从动轮，19、主动轮，20、行走电机，21、从动轮轴，22、主动轮轴，23、辅助轮，24、辅助轮轴，25、举升电机，26、导向柱组，27、输出轴，28、牛眼轴承，29、定位部件，30、主体框架，31、支架，32、侧立板，33、纵向轨道，34、第一电源线导轮，34-1、第二电源线导轮，35、第一电源绕线器，36、第二电源绕线器，37、传动轴，38、行走轮，39、横梁，40、地梁，41、存放支架，42、运行导轨组，43、定位块，44、限位块，45、导向轮组。
具体实施方式
36.实施例一：
37.本实施例提供了一种智能料库库外供料系统，如图1所示，包括料库、机器人搬运系统、加工输送线6、上料机7，所述料库内设置存料盘支架4，存料盘支架4上布置多个存料盘5。加工输送线6设于料库最左边(以图1所示方向为参考)外侧，用于输送物料(例如铜排)；加工输送线6的库外延长线上安装上料机7，上料机7安装于库外的支撑框架上。
38.所述机器人搬运系统设于料库的入口端，机器人搬运系统包括纵向搬运机器人2和横向搬运机器人1，由纵向搬运机器人1进料库取料后横向搬运机器人1直接将其送到库外加工输送线6旁，上料机7仅从纵向搬运机器人1送来的存料盘5上取料，不再进料库取料，提高了上料速度。
39.本实施例将上料机7和加工输送线6的上料段设置在料库以外，并将横向导轨3的初始端安装到加工输送线6的库外延长段与加工输送线6的库外延长段成“t”形布局，上料机7也布置在被延长的加工输送线6上方。当纵向搬运机器人2和横向搬运机器人1联合从料库取出存料盘5并直接停靠在加工输送线6旁边后，上料机7便可在存料盘5上吸取铜排并放至加工输送线6上。
40.在本实施例中，所述加工输送线6和上料机7均为现有结构，此处不再赘述。
41.每个存料盘5的设置方向与加工输送线6的传输方向保持一致，本实施例的加工输送线6沿纵向传输。多个存料盘5沿料库前沿横向分布。如图8所示，所述存料支架4为框架结构，其底部具有若干沿纵向间隔分布的地梁40，以机器人搬运系统所在侧为前侧，存料支架4的最后侧安装横梁39。所述横梁39上固定有限位块44，以对存料盘5后端进行纵向限位。
42.进一步的，每个地梁40沿横向间隔分布有多个与之垂直的存放支架41，且各地梁40上的存放支架41位置对应，以使存放支架41形成横纵排列方式，存料盘5放置于相邻列存放支架41上侧。所述存放支架41顶部固定有定位块43，通过定位块43对存料盘5进行侧面定位。
43.在本实施例中，所述存放支架41为t形结构，相邻列存放支架41顶部宽度大于纵向
搬运机器人2厢体1的宽度，存放支架41上的存料盘5底面高度高于纵向搬运机器人2车身高度，以便于纵向搬运机器人2的进出和搬运。
44.相邻列存放支架41相对空间内设置有运行导轨组42，运行导轨组42的轨面宽度、高度与横向搬运机器人1上的纵向导轨33的宽度、高度一致，以使运行导轨组42能够与纵向导轨33对接，便于纵向搬运机器人2从横向搬运机器人1上移动进出料库。
45.进一步的，如图2所示，为了适应铜排形状，本实施例的存料盘5呈矩形框结构，包括边梁9、挡板8、第一横撑10、第二横撑10-1、第三横撑10-2，边梁9间隔设置两根，两根边梁9的两端均通过挡板8连接；挡板8对铜排长度方向进行限位，以防止铜排窜动。其中一端的挡板8标有区域定位或品种识别编码，以供横向搬运机器人1自动识别。
46.所述边梁9沿纵向设置，沿边梁9长度方向间隔安装多个与之垂直的第二横撑10-1、第三横撑10-2；通过在第二横撑10-1、第三横撑10-2上固定隔栅组件，以放置铜排。第二横撑10-1、第三横撑10-2上有多个螺孔，放料间隔栅尺寸可根据需要调整。第一横撑10为支撑横撑，上无隔栅。
47.所述第二横撑10-1为存料盘5两端以及存料盘止口两端的宽横撑，上有固定隔栅组件。所述第三横撑10-2为存料盘5止口内的窄横撑，上有固定隔栅组件。
48.所述隔栅组件包括多个沿第二横撑10-1、第三横撑10-2长度方向间隔设置的隔栅11，所述隔栅11具有一定高度，以将铜排限位于相邻隔栅11之间形成的u型槽中。通过多个隔栅11使一个存料盘5同时放置多条铜排。
49.进一步的，存料盘5的两侧对称固定有定位孔板12，本实施例的定位孔板12固定于边梁9的下侧，所述定位孔板12开设有定位孔13，定位孔13与纵向搬运机器人2中升降台板15侧面的定位部件29配合，以防止存料盘5在升降台板15上窜动或翘起。
50.存料盘5底部中间部位有设定深度的凹坑形成对接止口，其举升时与升降台板15的凸台配合，进一步保证存料盘5在运输过程的稳定性。
51.进一步的，横向搬运机器人1的底部设置两条横向导轨3；纵向搬运机器人2设于横向搬运机器人1上侧且二者形成子母移动副；纵向搬运机器人2在横向搬运机器人1的作用下，实现横向位移，然后，靠自身动力实现纵向移动。
52.具体的，如图3和图4所示，所述纵向搬运机器人2包括厢体14、升降台板15、厢盖16和移动组件，所述厢体14内部为空腔，升降台板15设于厢体14上侧，并与厢体14内部的升降机构连接，通过升降机构使升降台板15上升或下降。
53.所述升降台板15的长度小于厢体14长度，且位于厢体14中间位置；升降台板15两侧设置有与厢体14顶部固定的厢盖16，当升降台板15下降至厢体14上表面时，其与两侧的厢盖16共同作用将厢体14顶部闭合。
54.如图5(a)和图5(b)所示，升降台板15具有支撑面，支撑面周向通过四个首尾相接的侧板形成闭合结构；支撑面用于支撑存料盘5，位于支撑面两侧的侧板安装有可伸缩的定位部件29。在本实施例中，所述定位部件29为定位销，其位于侧板内侧，且定位销连接伸缩杆，在伸缩杆作用下定位销能够从侧板伸出，以与定位孔13配合，起到固定存料盘5的作用。
55.所述升降台板15的侧板还安装有牛眼轴承28，牛眼轴承28位于定位部件29的两侧，通过牛眼轴承28起到在升降台板15沿厢体14内壁移动时的导向作用。
56.进一步的，如图2所示，所述升降机构包括多组升降组件，在本实施例中，设置两组
升降组件，二者前后(以纵向搬运机器人2的移动方向为参考)对称设置。所述升降组件包括两个导向柱组26、与导向柱组26相连的举升机构，即共有四个导向柱组26，每个导向柱组26连接升降台板15的一个角点位置，通过四个导向柱组26实现升降台板15的稳定上升。
57.所述导向柱组26包括外壳、设于外壳内的导向柱，导向柱的侧面设有轮齿。举升机构包括举升电机25、减速机，所述举升电机25连接减速机，减速机两侧设有输出轴27，输出轴27上安装有传动齿轮。所述传动齿轮与导向柱侧面的轮齿啮合，通过啮合作用驱动导向柱上下移动。对于同一个减速机，其驱动两侧的导向柱移动。
58.进一步的，所述移动组件包括导向轮组17、主动轮组、从动轮组和辅助轮组，在本实施例中，所述厢体1两端对称安装导向轮组17，通过导向轮组17与横向移动机器人1上纵向导轨33的侧立板32配合，以实现纵向移动机器人2的稳定移动。在本实施例中，导向轮组17包括两个导向轮，导向轮凸出于厢体1的侧壁，以与侧立板32配合。
59.所述主动轮组、从动轮组和辅助轮组安装于厢体1内，且底面从厢体1底板伸出，以与横向移动机器人1上的纵向导轨33滚动配合。在本实施例中，辅助轮组安装于厢体1中部，厢体1的两端均安装主动轮组、从动轮组。
60.进一步的，所述辅助轮组设置两组，每组辅助轮组包括两个辅助轮23，两个辅助轮23之间通过辅助轮轴24连接。主动轮组包括主动轮轴22、安装于主动轮轴22两端的主动轮19，主动轮轴22两端通过带座轴承与厢体1连接。从动轮组包括从动轮轴21、安装于从动轮轴21两端的从动轮18，由于从动轮18自带轴承故从动轮轴21两端与厢体1固定连接。
61.所述主动轮轴22和从动轮轴21相互平行，从动轮组位于主动轮组外侧(靠近厢体1端部的一侧)。所述主动轮轴22通过链轮链条机构连接行走电机20，在行走电机20的作用下实现主动轮19的旋转。
62.进一步的，如图6和图7所示，所述横向搬运机器人1包括主体框架30和纵向导轨33，主体框架30上侧间隔安装有两条相互平行的纵向导轨33，纵向导轨33与纵向搬运机器人2的移动组件配合，纵向导轨33外侧设有与主体框架30垂直的侧立板32，所述侧立板32与纵向搬运机器人2的导向轮组17配合。在纵向导轨33和侧立板32的作用下，纵向搬运机器人2能够相对横向搬运机器人1沿纵向移动。
63.所述主体框架30一端安装支架31，主体框架30外侧安装有第一电源绕线器35，主体框架30的一端(靠近支架31的一端)安装有第二电源绕线器36；所述第一电源绕线器35为横向移动机器人1的电源绕线器，第二电源绕线器36为纵向移动机器人2的电源绕线器。
64.在本实施例中，主体框架30中部及支架31下侧分别安装第一电源线导轮34、第二电源导线轮34-1，以增加纵向移动机器人2电源线的顺畅导向作用。
65.进一步的，横向导轨3间隔设置两条，主体框架30底部通过多组行走机构与横向导轨3滚动配合；在横向搬运机器人1的主体框架30下面靠近行走轮38处装有导向轮组45。在本实施例中，如图7所示，所述行走机构包括相互平行的两根传动轴37，且传动轴37与横向导轨3垂直。所述传动轴37两端分别安装行走轮38，传动轴37通过链轮链条机构与驱动电机连接，在驱动电机的作用下主体框架30能够沿横向导轨3横向移动。
66.在本实施例中，所述主体框架30还安装有激光测距仪，支架31上装有高度限位器，激光测距仪用于监测、定位移动距离，高度限位器用于限定存料盘5承装物料(例如铜排)的高度。
67.本实施例的工作原理为：
68.(1)入库过程：
69.横向搬运机器人1接收入库指令，按照指令在激光测距仪的引导下自动将纵向搬运机器人2运送到需装新铜排的存料盘库存单元库位前。
70.纵向导轨33与料库中导轨42对接合格后，纵向搬运机器人2从横向搬运机器人1出发，在激光测距仪的引导下运行到库中待装货存料盘5下方，将升降台板15上升进入存料盘5下表面的止口内，再继续上升将存料盘5托起，同时升降台板15的定位销伸出，插入到存料盘5上定位孔板12的定位孔13内，通过定位孔13将存料盘5牢牢固定在升降台板15上。
71.纵向搬运机器人2身背存料盘5按激光测距仪的引导回到横向搬运机器人1上。横向搬运机器人1载着刚取到存料盘5的纵向搬运机器人2按激光测距仪的引导通过横向导轨3运行到装货区。
72.在装货区内，采用行吊装车，并人工拆下夹具。确保品种无误后发出入库指令。
73.此时，横向搬运机器人1上的高度限位器开始对装车高度进行检测，检测合格后，横向搬运机器人1由激光测距仪引导返回到该存料盘5原位置门前，并进行纵向导轨33与料库中运行导轨42对接。
74.导轨对接符合要求后，自动发出指令由纵向搬运机器人2按激光测距仪的引导将满载存料盘5送回到其原位，然后，纵向搬运机器人2收回定位销，落下升降台板15，将满载存料盘5稳放到存放支架41上。
75.纵向搬运机器人2完成入库任务后，自动按激光测距仪的引导返回到横向搬运机器人1上继续待命。
76.(2)机器人搬运系统向上料机7供料过程：
77.依据生产加工需求，横向搬运机器人1载着纵向搬运机器人2按激光测距仪的引导横向运行到所需存料盘5库位单元门前，对接纵向导轨33与运行导轨42。
78.纵向搬运机器人2通过纵向导轨33、运行导轨42从横向搬运机器人1出发按激光测距仪的引导运行到欲取存料盘5的下方，然后升降台板15升起先与存料盘5下止口配合再将存料盘5托起，升降台板15下伸出定位销，通过与存料盘5下的定位孔13的配合将存料盘5牢牢固定在升降台板15上。
79.纵向搬运机器人2身背已取存料盘5按激光测距仪的引导回到横向搬运机器人1上。横向搬运机器人1载着纵向搬运机器人2按激光测距仪的引导横向运行并停靠到加工输送线6旁边。
80.上料机7运行到机器人搬运系统所取存料盘5的上方，用吸盘吸取所需铜排后返回到加工输送线6上方，将铜排放到加工输送线6上。
81.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。