一种智能仓储设备及仓储方法与流程

本发明的一种智能仓储设备及仓储方法，属于工业仓储库房管理技术领域。

背景技术：

目前，在加工制造工厂中，工人通常需要对车间、库房的货物、零件、刀具、工具进行有序的管理，特别是对型号品种繁多的产品和工具经常需要进行规范有序的存储起来，而目前工厂为了解决这一难题，大多都是采用专人进行管理，或者是采购市面上已有的立体货柜等。但这些都不能够彻底解决这一问题，还是存在很多漏洞。

采用人工管理则效率低下，浪费人力，成本较高，存取物品时都需要经过库房管理人员进行登记，或通过电脑手工输入记录所需要存取的物品信息、存放位置等，同时货物繁多时也容易出现差错，或存取不及时难以快速准确的对工具产品进行存取。

采用市面上已有的小型立体库、货柜进行管理，虽然在管理时间，管理办法上都有了较大改进，但物品的存放也是需要通过工人进行人为参与输入记录存取物品的种类、数量、存放位置等，由于立体库料盘数量较多，物品都是集中放置在同一个料盘不同的料框里，存取时设备整个料盘都会伸出，这样也会存在较大的管理漏洞，工人在存取物料时容易出现，多领少存、少领多存或把同一料盘上的其他物品领走等现象，库房内的物品管理数据容易出现与实际库存量不符，所以现有的仓储设备及仓储方法还是不够完善。

技术实现要素：

本发明的发明目的是：提供一种结构简单、实用、设备成本低，适用性强，操作简单、能够实现工厂库房的智能化管理和加工现场工人快速存取物料，规范了生产现场的物料及工具摆放、提高生产效率、降低人工管理成本，并能够将工作人员的身份信息、物料信息进行记录保存，解决了库房或生产现场管理中存在的凌乱问题的一种智能仓储设备及仓储方法，以克服现有技术的不足。

本发明是这样实现的：一种智能仓储设备，所述智能仓储设备由外罩、货架、取货装置、存储抽屉箱和控制系统组成，所述外罩固定安装在货架的外部四周上，在外罩上设置有操作面板、载物台、显示屏、指示灯、电器柜和抽屉窗口，所述货架由铝型材搭建成矩形框架结构，所述取货装置固定于货架内部中间位置，所述的存储抽屉箱设置在外罩操作面板下两侧抽屉窗口内。

所述操作面板上设置有工控机、上下电按钮、指纹扫描仪和二维码扫描仪。

所述货架分为货架A侧和货架B侧，每侧设置有等距的1至50号工位，每个工位上设置有对应的工具盒，所述的工具盒可以存放不同型号的工具货物。

所述取货装置由上下两根同步带导轨模组通过传动光轴连接组成，所述同步带导轨模组上设置有支撑座，在支撑座上安装有丝杠导轨模组，丝杠导轨模组的一端设置有第三伺服电机，丝杠导轨模组的另一端设置有取料箱；所述同步带导轨模组上设置有第一减速机，第一减速机上安装有第一伺服电机。

所述取料箱包括支撑座、两对传动齿轮齿条、取料板、导向滑轨、第二减速机和第二伺服电机，所述第二减速机的输出端与传动齿轮齿条的齿轮相连接，第二减速机的输入端与二伺服电机相连，在支撑座上设置有导向滑轨，在导向滑轨上设置有取料板，两对传动齿轮齿条的齿条固定在取料板底部，所述两对传动齿轮齿条对称设置在取料板两侧面，所述上下两根同步带导轨模组上以及上下两根同步带导轨模组之间设置有穿线槽。

所述的存储抽屉箱由抽屉、抽屉箱体、RFID扫描器、盖板、智能电机、推杆、工具盒、称重传感器和导轨组成，抽屉通过导轨连接固定于抽屉箱体内部，抽屉箱体底部设置有智能电机，智能电机与推杆相连，推杆一端与抽屉相连，在抽屉上设置有工具盒，工具盒底部与抽屉内腔底部设置有称重传感器，称重传感器可以将工具盒内的物体重量直接读出数据并传递给控制系统，抽屉箱体上设置有盖板，盖板内部设置有RFID扫描器，当抽屉关闭后RFID扫描器可将工具盒内的物料信息读写出来并将数据上传至控制系统。

所述的控制系统包括计算机本地工具管理软件、PLC控制系统、RFID扫描系统、指纹识别系统、二维码识别系统和称重系统。

所述所述的计算机本地工具管理软件，具有数据接收、上传、判断处理和派发各控制单元的信息指令功能，通过接收信息指令、判断、识别，再发出相应的控制指令到PLC控制系统执行动作； 所述的PLC控制系统，实现了与本地工具管理软件的数据交换与对接，通过接收和发送位置指令控制机械手取货装置动作；所述RFID扫描系统可对进出抽屉的工具货物进行扫描识别，并将数据上传至本地工具管理系统中；所述的指纹识别系统，可对工具库管理人员的身份信息进行识别，只有在通过指纹权限的情况下，才能对工具库进行货物存放以及单机取料、设备参数调整等；所述的二维码扫描识别系统，可对二维码物料领取信息进行扫描识别，同时将信息上传至本地工具管理系统中；所述的称重系统，通过称重传感器，对进出工具库的物料进行称重，并上传数据到本地工具管理系统。

一种智能仓储设备的仓储方法，在本地工具管理软件的基础上，通过网络通讯接口将设备各控制单元进行对接互联，形成一套智能工具管理系统，使物料的存取过程完全实现了设备的智能自动化存取过程，以及设备的在线监管，而且将设备的控制管理动作分为存料动作和取料动作。

所述存料动作，管理员通过指纹录入以后，将带有RFID芯片的物料放入工具库抽屉箱料盒中，RFID识别系统启动将物料信息上传至本地工具系统，再由本地工具管理系统自动判断物料存放位置，通过发出位置指令到PLC控制系统，机械手取货装置将料盒存放到指定的货架工位上，同时将存放信息上传至工具管理系统；所述取料动作为工人在收到管理层发来的物料领取二维码信息后，将该二维码在扫描器中识别物料信息，同时数据上传到本地工具管理系统中，由本地工具管理系统自动判别该物料型号的具体存放位置，再将该位置指令发送至PLC系统中，由PLC控制系统驱动机械手取货装置执行取料动作，同时将取出的物料信息数据上传至工具管理系统；当网络中断不能进行在线下发二维码物料领取信息，不能进行移动互联网监管控制实施的情况下，管理员可以进行脱网单机控制设备运行，通过管理员在工控机界面中直接录入物料信息进行取料操作；当恢复网络通讯时，工具库的物料信息将自动上传到工具管理系统。

由于采用了上述技术方案，本发明工作时，可以有效的解决工厂生产现场货物、工具的有效管理，同时简化了工人领料流程，大大的节省了人工管理成本，同时物料的存放以及领取信息，领料人员等数据能够实时上传到工具管理系统中，实现了物料的过程管理及监控，便于后续的管理查阅工作等优点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的外罩的结构示意图；

图3为货架的结构示意图；

图4为取货装置的结构示意图；

图5为本发明取料箱的结构示意图；

图6为存储抽屉箱的结构示意图；

图7为仓储方法控制说明图；

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，但不作为对本发明的限制。

本发明的实施例：一种智能仓储设备，所述智能仓储设备由外罩1、货架2、取货装置3、存储抽屉箱4和控制系统5组成，所述外罩1固定安装在货架2的外部四周上，在外罩1上设置有操作面板6、载物台7、显示屏8、指示灯9、电器柜10和抽屉窗口15，所述货架2由铝型材17搭建成矩形框架结构，所述取货装置3固定于货架2内部中间位置，所述的存储抽屉箱4设置在外罩1操作面板下两侧抽屉窗口15内。

所述操作面板6上设置有工控机11、上下电按钮12、指纹扫描仪13和二维码扫描仪14。

所述货架2分为货架A侧和货架B侧，每侧设置有等距的1至50号工位，每个工位上设置有对应的工具盒18，所述的工具盒18可以存放不同型号的工具货物。

所述取货装置3由上下两根同步带导轨模组20通过传动光轴25连接组成，所述同步带导轨模组20上设置有支撑座26，在支撑座26上安装有丝杠导轨模组21，丝杠导轨模组21的一端设置有第三伺服电机28，丝杠导轨模组21的另一端设置有取料箱22；所述同步带导轨模组20上设置有第一减速机24，第一减速机24上安装有第一伺服电机23。

所述取料箱22包括支撑座34、两对传动齿轮齿条29、取料板30、导向滑轨31、第二减速机32和第二伺服电机33，所述第二减速机32的输出端与传动齿轮齿条29的齿轮相连接，第二减速机32的输入端与二伺服电机33相连，在支撑座34上设置有导向滑轨31，在导向滑轨31上设置有取料板30，两对传动齿轮齿条29的齿条固定在取料板30底部，所述两对传动齿轮齿条29对称设置在取料板30两侧面，所述上下两根同步带导轨模组20上以及上下两根同步带导轨模组20之间设置有穿线槽27。

丝杠导轨模组通过支撑座与上下两根同步带导轨模组相连，固定于同步带导轨模组滑动板上，丝杠导轨模组21的一端设置有第三伺服电机28，带动取料箱整体上下运动，从而实现整个取料装置的升降功能。

所述的存储抽屉箱由抽屉35、抽屉箱体36、RFID扫描器37、盖板38、智能电机39、推杆40、工具盒41、称重传感器42和导轨43组成，抽屉35通过导轨43连接固定于抽屉箱体36内部，抽屉箱体36底部设置有智能电机39，智能电机39与推杆40相连，推杆40一端与抽屉35相连，在抽屉35上设置有工具盒41，工具盒底部与抽屉35内腔底部设置有称重传感器42，称重传感器可以将工具盒内的物体重量直接读出数据并传递给控制系统，抽屉箱体36上设置有盖板38，盖板内部设置有RFID扫描器37，当抽屉35关闭后RFID扫描器37可将工具盒41内的物料信息读写出来并将数据上传至控制系统。

所述的控制系统5包括计算机本地工具管理软件、PLC控制系统、RFID扫描系统、指纹识别系统、二维码识别系统和称重系统。

所述所述的计算机本地工具管理软件，具有数据接收、上传、判断处理和派发各控制单元的信息指令功能，通过接收信息指令、判断、识别，再发出相应的控制指令到PLC控制系统执行动作； 所述的PLC控制系统，实现了与本地工具管理软件的数据交换与对接，通过接收和发送位置指令控制机械手取货装置动作；所述RFID扫描系统可对进出抽屉的工具货物进行扫描识别，并将数据上传至本地工具管理系统中；所述的指纹识别系统，可对工具库管理人员的身份信息进行识别，只有在通过指纹权限的情况下，才能对工具库进行货物存放以及单机取料、设备参数调整等；所述的二维码扫描识别系统，可对二维码物料领取信息进行扫描识别，同时将信息上传至本地工具管理系统中；所述的称重系统，通过称重传感器，对进出工具库的物料进行称重，并上传数据到本地工具管理系统。

一种智能仓储设备的仓储方法，在本地工具管理软件的基础上，通过网络通讯接口将设备各控制单元进行对接互联，形成一套智能工具管理系统，使物料的存取过程完全实现了设备的智能自动化存取过程，以及设备的在线监管，而且将设备的控制管理动作分为存料动作和取料动作。

所述存料动作，管理员通过指纹录入以后，将带有RFID芯片的物料放入工具库抽屉箱料盒中，RFID识别系统启动将物料信息上传至本地工具系统，再由本地工具管理系统自动判断物料存放位置，通过发出位置指令到PLC控制系统，机械手取货装置将料盒存放到指定的货架工位上，同时将存放信息上传至工具管理系统；所述取料动作为工人在收到管理层发来的物料领取二维码信息后，将该二维码在扫描器中识别物料信息，同时数据上传到本地工具管理系统中，由本地工具管理系统自动判别该物料型号的具体存放位置，再将该位置指令发送至PLC系统中，由PLC控制系统驱动机械手取货装置执行取料动作，同时将取出的物料信息数据上传至工具管理系统；当网络中断不能进行在线下发二维码物料领取信息，不能进行移动互联网监管控制实施的情况下，管理员可以进行脱网单机控制设备运行，通过管理员在工控机界面中直接录入物料信息进行取料操作；当恢复网络通讯时，工具库的物料信息将自动上传到工具管理系统。

本发明外罩固定于货架四周，将货架封闭包裹起来，外罩上设有操作面板、载物台、显示屏、指示灯、电器柜、抽屉窗口等。所述的操作面板上设置有工控机、上下电按钮、指纹扫描仪、二维码扫描仪。载物台可临时放置货物，显示屏可根据需求设置时间、日期、温度等滚动字幕，指示灯可显示设备当前运行状态，电器柜安装电气系统控制元件，指纹扫描仪可对设备操作人员身份进行识别，二维码扫描器可对派工二维码信息进行扫描识别需要领取的物料信息，如图2。

货架，由100～1000根标准铝型材搭建而成，货架分货架A侧和货架B侧，每侧设置有等距的1至50号工位，共100个，每个工位上设置有对应的工具盒，所述的工具盒可以存放不同型号的工具货物，且工具货物上都带有鉴别身份信息的RFID电子标签，如图3。

所述的存储抽屉箱设置在外罩操作面板下两侧抽屉窗口处。所述的存储抽屉箱由抽屉、抽屉箱体、RFID扫描器、盖板、智能电机、推杆、工具盒、称重传感器、导轨组成。抽屉通过导轨连接固定于抽屉箱体内部，抽屉箱体底部设置有智能电机，智能电机与推杆相连，推杆一端与抽屉相连，当智能电机通电后，电机推杆带动抽屉前后运动，达到抽屉打开与关闭的运动控制。抽屉槽内设置有工具盒，工具盒底部与抽屉槽底部设置有称重传感器，称重传感器可以将工具盒内的物体重量直接读出数据并传递给控制系统。抽屉箱体上设置有盖板，盖板内部设置有RFID扫描器，当抽屉关闭后RFID扫描器启动，可将工具盒内的物料信息读写出来并将数据上传至控制系统，如图6。

存料时，管理员通过指纹录入通过验证后，按下工控机界面存物料按键，再按A或B抽屉打开按键，选择存放两侧位置，电动抽屉自动打开后，将带有RFID芯片的物料放入工具库抽屉箱料框中，按抽屉关闭按键，抽屉关好到位后，RFID识别系统启动将物料信息识别并上传至本地工具系统，再由本地工具管理系统自动判断物料存放位置 ，通过发出位置指令到PLC控制系统，机械手取货装置动作将料盒存放到指定的货架工位上，同时工控机界面会自动显示出存料数目、重量与当前货架空位等信息。

取料时，分管理员取料和工人取料两种方式，工人在收到管理层发来的物料领取二维码信息后，将该二维码在扫描器中识别物料信息，同时数据上传到本地工具管理系统中，按下取料按键，由本地工具管理系统自动判别工具库内是否还有该型号物料，如果有将继续下一步动作，如果界面提示已无当前型号物料则需重新放入新物料。本地工具管理系统根据物料信息自动判别物料存放位置，再将该位置指令发送至PLC系统中，由PLC控制系统驱动机械手取货装置执行取料动作，同时将取出的物料信息数据上传至工具管理系统。

同时当网络中断不能进行在线下发领料信息，不能进行移动互联网监管控制实施的情况下，管理员可以进行脱网单机控制设备运行，通过管理员在工控机界面中直接录入物料信息进行取料操作。当恢复网络通讯时，工具库的物料信息将自动上传到工具管理系统。工控机界面会根据物料存储信息实时显示存料数目以及货架工位存储状态。