智能物料搬运系统的制作方法

本实用新型涉及一种物料周转搬运领域，特别是涉及一种智能物料搬运系统。

背景技术：

随着工业4.0的发展，越来越多的制造业对于智能搬运的需求与日俱增，人工成本的逐步升高也导致工厂制造成本不断提高。目前我司生产订单主要依靠生管人工排布生产计划，无法完全做到依订单重要程度及交期优先顺序做有效规划，生产人员人工排料给设备生产，往往因种种原因未能按生管的生产计划排序生产，常出现重点且紧急的订单未安排生产，而次要且暂不紧急的订单先安排生产，以至需要交货订单未交货，已生产的订单客户暂不需求造成呆料，生产计划达成率低，浪费了有效资源，积压了生产成本，导致交期延误客户抱怨罚款，另现状生产车间设备由操作人员手动上下料，物料由人员备送，需求人员多，人工成本高。

目前已有MES系统（制造企业生产过程执行系统）可依企业生产情况定制开发导入，订单将导入MES系统自动计划排产管理。智能搬运系统以智能实用为设计理念，利用先进的软硬件技术，为企业带来更加智能的自动化搬运体验，如有配套的智能物料搬运系统和MES系统联网可实现按MES系统生产计划执行排料给设备生产，使企业可达到更高一层的智能制造目标。目前市面上智能物料搬运系统多数是采用地面导轨小车或AVG小车搬运，两者均需要在地面铺设实体导轨或虚拟导轨，均需占用地面空间，使厂房的布局面积扩大，在寸土寸金的时代，企业不堪重负，另AVG小车配置的防撞系统，如有人员或其他物体流动，或虚拟轨道破损或污染，AVG小车需要停止待障碍物排除后或虚拟轨道修复后再进行，影响生产效率及生产计划，因此更加需求节省空间、生产计划达成率高、操作便捷的智能物料搬运系统。

有鉴于此，本设计人针对目前电子产品物料人员搬运周转方式的诸多不便和现有的AVG小车搬运系统的结构设计上未臻完善所导致的诸多缺失与不便深入构思，且积极研究改良试做而开发设计出本实用新型。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种占地面积小、搬运效率高的智能物料搬运系统。

为实现上述目的，本实用新型的技术解决方案是：

本实用新型是一种智能物料搬运系统，包括空中轨道A、空中轨道B、空中轨道C、空中小车A、空中小车B、空中小车C、空中小车D、多个旋转台、多个机器人、智能仓储区、产品备送区；

所述的空中轨道C、空中轨道A、空中轨道B依次设置，空中轨道C与空中轨道A的一侧皆横跨于产品备送区，空中轨道A的另一侧与空中轨道B的一侧皆横跨于智能仓储区，空中轨道B的另一侧横跨于各旋转台的空中小车放料位和空中小车收料位，多个工作机台分为两组，两组工作机台分别设置在空中轨道B的另一侧的两侧；

所述的空中小车A滑接在空中轨道A上，空中小车B和空中小车C滑接在空中轨道B上，空中小车D滑接在空中轨道C上；

所述的多个旋转台依次设置在每对面对面放置的外侧和内侧机台之间，旋转台可绕其中心360度旋转，旋转台上设置有空中小车放料位和空中小车收料位，空中小车放料位与外侧机台的机台上料位、内侧机台的机台下料位位置对应，空中小车收料位与外侧机台的机台下料位、内侧机台的机台上料位位置对应，旋转台数量按设备对数设置。

所述的机器人设置在相邻两旋转台中间及一排旋转台两端各设置一个。

所述的空中轨道A由两端为圆弧形轨道、中间为两条平行轨道组成，为环形轨道，一条平行轨道横跨于产品备送区的待制品待转位和已制品待转位对应的上方空间，另一条平行轨道横跨于智能仓储区的待制品入库位和已制品出库位对应的上方空间。

所述的空中轨道B由两端为圆弧形轨道、中间为两条平行轨道组成，为环形轨道，一条平行轨道横跨于智能仓储区的待制品出库位和已制品入库位对应的上方空间，另一条平行轨道横跨各旋转台的空中小车放料位和空中小车收料位。

所述的空中轨道C横跨在各道智能生产车间的产品备送区的上道进料位和下道出料位对应的上方空间。

所述的智能仓储区内设置有智能仓储装置，智能仓储装置可采用多层水平回转自动仓，智能仓储装置内并排设置待制品仓储区和已制品仓储区，待制品仓储区一侧设置有待制品入库位和待制品出库位，将待制品入库位上的待制品转移框进行自动入库，将生产所需的待制品转移框自动出库到待制品出库位，已制品仓储区一侧设置有已制品入库位和已制品出库位，将已制品入库位上的已制品转移框进行自动入库，将需转出下道生产工序的已制品转移框自动出库到已制品出库位；

所述的产品备送区上设置有上道进料位、下道出料位、待制品待转位、已制品待转位。

所述的空中小车A、空中小车B、空中小车C、空中小车D采用带自动升降抓手的空中小车。

所述的机器人的数量按旋转台数量N+1设置。

所述的空中轨道A在产品备送区的待制品待转位和已制品待转位、智能仓储区的待制品入库位和已制品出库位的上方对应位置设置有控制点。

所述的空中轨道B在智能仓储区的待制品出库位和已制品入库位、各旋转台的空中小车放料位和空中小车收料位的上方对应位置设置有控制点。

所述的空中轨道C在横跨的各道智能生产车间的产品备送区的上道进料位和下道出料位的上方对应位置设置有控制点。

本实用新型还包括空中小车智能充电区；所述的空中小车智能充电区包括空中轨道D、空中轨道桥B、空中轨道桥C、空中轨道桥D；所述的空中轨道D由两端为圆弧形轨道、中间为两条平行轨道组成，为环形轨道，所述的空中轨道D的一侧分别通过空中轨道桥B和空中轨道桥C与空中轨道B和空中轨道A连接, 空中小车智能充电区的空中轨道D的另一侧通过空中轨道桥D与空中轨道D连接。

所述的空中轨道D上设置至少一个充电桩；

本实用新型还包括至少一个空中小车E，所述至少一个空中小车E滑接停留在空中轨道D上充电或充电完成停留备用，依系统指令，用于与电力消耗到警戒线的空中小车A、空中小车B、空中小车C、空中小车D通过各所连接的空中轨道及空中轨道桥交替使用。

本实用新型还包括控制柜，所述的控制柜负责智能物料搬运系统的电力系统供应并确保其正常运行，故障或不正常运行时借助保护电器切断电路或报警。

本实用新型还包括监控台，所述的监控台上安放有工控机，工控机内装中央控制系统，用于实时监控和管理整个智能搬运系统的正常运行。

采用上述方案后，由于本实用新型包括空中轨道A、空中轨道B、空中轨道C、空中小车A、空中小车B、空中小车C、空中小车D、多个旋转台、多个机器人、智能仓储区、产品备送区，本实用新型使用通讯、控制、驱动等技术，与现场生产设备相结合，并联网MES系统，控制空中小车按照系统生产计划及设备需求，在预定的空中轨道上智能行驶，将生产物料沿着固定轨道自动依次运送到各目的地，实现整个搬运过程的智能化、无人化作业，具有占地面积小、搬运效率高的优点。中央控制系统具备空中小车运行跟踪功能，可通过计算机实时调度在线空中小车的同时在屏幕上显示空中小车的工作状态，以便于及时采集生产、配料、设备故障等信息，并自动存储生产、配料、设备故障等相关信息以便数据查询取用，与生产调度管理计算机系统留有以太网接口，可与MES系统等通讯对接。监控台上工控机与空中小车之间采用无线通讯方式，监控台和空中小车构成无线局域网，监控台依靠无线局域网向空中小车发出系统控制指令，任务调度指令，避免碰撞指令，监控台同时可接收空中小车发出的通讯信号，空中小车依靠无线局域网向监控台报告各类指令的执行情况、空中小车当前的位置、空中小车当前的状态等。当监控台监控到某一个或多少空中小车电力消耗到警戒线时，调度其回空中小车智能充电区域进行充电，同时将对应数量的已充好电的空中小车E60交替其工作，以确保系统正常工作。中央控制系统负责空中小车运行中的安全，交通管制，保证运行中的空中小车之间不发生碰撞和空中小车追尾等事故，对进入系统和退出系统的空中小车进行管理以保证系统安全运行。本实用新型的空中小车A、空中小车B、空中小车C、空中小车D、空中小车E的数量，可根据物料搬运系统的吞吐量来追加各空中小车的数量。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型是一种智能物料搬运系统，包括空中轨道A1、空中轨道B2、空中轨道C3、空中小车A4、空中小车B5、空中小车C6、空中小车D7、多个旋转台8、多个机器人9、监控台10、控制柜20、智能仓储区30、产品备送区40、空中小车智能充电区50、空中小车E60。

所述的空中轨道C3、空中轨道A1、空中轨道B2依次设置，空中轨道C3与空中轨道A1的一侧皆横跨于产品备送区（其中，空中轨道C3横跨在各道智能生产车间的产品备送区40的上道进料位401和下道出料位402对应的上方空间，空中轨道A1的一侧皆横跨于产品备送区40的待制品待转位403和已制品待转位404对应的上方空间），空中轨道A1的另一侧与空中轨道B2的一侧皆横跨于智能仓储区30（其中，空中轨道A1的另一侧横跨于智能仓储区30的待制品入库位301和已制品出库位302对应的上方空间；空中轨道B2的一侧横跨于智能仓储区30的待制品出库位303和已制品入库位304对应的上方空间），空中轨道B2的另一侧横跨于各旋转台8的空中小车放料位81和空中小车收料位82，多个工作机台100分为两组，两组工作机台100分别设置在空中轨道B2的另一侧的两侧。所述的空中小车智能充电区50包括空中轨道D501、空中轨道桥B502、空中轨道桥C503、空中轨道桥D504；所述的空中轨道D501的一侧分别通过空中轨道桥B502和空中轨道桥C503与空中轨道B2和空中轨道A1连接, 空中小车智能充电区50的空中轨道D501的另一侧通过空中轨道桥D504与空中轨道C3连接。

所述的空中小车A4滑接在空中轨道A1上，空中小车B5和空中小车C6滑接在空中轨道B2上，空中小车D7滑接在空中轨道C3上，至少一台空中小车E60滑接在空中轨道D501上。

所述的多个旋转台8依次设置在每对面对面放置的外侧和内侧工作机台100之间，旋转台8可绕其中心360度旋转，旋转台8上设置有空中小车放料位81和空中小车收料位82，空中小车放料位81与外侧工作机台100的机台上料位1001、内侧工作机台100的机台下料位1002位置对应，空中小车收料位82与外侧机台100的机台下料位1002、内侧机台100的机台上料位1001位置对应，旋转台8数量按设备对数设置。

所述的机器人9，可采用六轴机器人9，设置在相邻两旋转台8中间及一排旋转台8两端各设置一个，机器人9负责将就近的旋转台8的空中小车放料位81上的待制品转移框搬运至工作机台100的机台上料位1001，将就近的旋转台8的空中小车收料位82上的已制品转移框搬运至工作机台100的机台下料位1002，机器人9的数量按旋转台8数量N+1设置；

所述的空中轨道A1由两端为圆弧形轨道11、12、中间为两条平行轨道13、14组成，为环形轨道，一条平行轨道13横跨于产品备送区40的待制品待转位403和已制品待转位404对应的上方空间，另一条平行轨道14横跨于智能仓储区30的待制品入库位301和已制品出库位302对应的上方空间；所述的空中轨道A1在产品备送区40的待制品待转位403和已制品待转位404、智能仓储区30的待制品入库位301和已制品出库位302的上方对应位置设置有控制点（图中未体现）；所述的空中小车A4沿着空中轨道A1将产品备送区40的待制品待转位403上的待制品转移框搬运至智能仓储区30的待制品仓储区的待制品入库位301上，将智能仓储区30的已制品仓储区的已制品出库位302上已制品转移框搬运至产品备送区40的已制品待转位404上；

所述的空中轨道B2由两端为圆弧形轨道21、22、中间为两条平行轨道23、24组成，为环形轨道，一条平行轨道23横跨于智能仓储区30的待制品出库位303和已制品入库位304对应的上方空间，另一条平行轨道横跨各旋转台8的空中小车放料位81和空中小车收料位82；所述的空中轨道B2在智能仓储区30的待制品出库位303和已制品入库位304、各旋转台8的空中小车放料位81和空中小车收料位82的上方对应位置设置有控制点（图中未体现）；所述的空中小车B5沿着空中轨道B2将智能仓储区30的待制品仓储区的待制品出库位303上的待制品转移盘搬运至待生产的机台100对应的旋转台8的空车小车放料位81上；所述的空中小车C6沿着空中轨道B2将旋转台8的空车小车收料位82上的已制品转移框搬运至智能仓储区30的已制品仓储区的已制品入库位304上；

所述的空中小车智能充电区50中的空中轨道D501由两端为圆弧形轨道5011、5012、中间为两条平行轨道5013、5014组成，为环形轨道，平行轨道5013分别通过空中轨道桥B502和空中轨道桥C503与空中轨道B2和空中轨道A1连接, 空中小车智能充电区50的空中轨道D501的圆弧轨道5012通过空中轨道桥D504与空中轨道C3连接；所述的空中轨道D501上设置至少一个充电桩（图中未体现），以供空中小车E60充电使用；所述至少一个空中小车E60滑接停留在空中轨道D501上充电或充电完成停留备用，依系统指令，用于与电力消耗到警戒线的空中小车A4、空中小车B5、空中小车C6、空中小车D7通过各所连接的空中轨道及空中轨道桥交替使用。

所述的智能仓储区30内设置有智能仓储装置，智能仓储装置可采用多层水平回转自动仓，智能仓储装置内并排设置待制品仓储区和已制品仓储区，待制品仓储区一侧设置有待制品入库位301和待制品出库位303，将待制品入库位301上的待制品转移框进行自动入库，将生产所需的待制品转移框自动出库到待制品出库位303，已制品仓储区一侧设置有已制品入库位304和已制品出库位302，将已制品入库位304上的已制品转移框进行自动入库，将需转出下道生产工序的已制品转移框自动出库到已制品出库位302；

所述的产品备送区40上设置有上道进料位401、下道出料位402、待制品待转位403、已制品待转位404；

所述的空中轨道C3横跨在各道智能生产车间的产品备送区40的上道进料位401和下道出料位402对应的上方空间（注：图纸中只显示本道生产对应部分空中轨道C）。所述的空中轨道C3在横跨的各道智能生产车间的产品备送区40的上道进料位401和下道出料位402的上方对应位置设置有控制点（图中未体现）。所述的空中小车D7沿着空中轨道C3将上道待制品转移框搬运到本道生产工序的产品备送区40的上道进料位401上，将本道的产品备送区40的下道出料位402上的已制品转移框搬运至下道生产工序；

所述的空中小车A4、空中小车B5、空中小车C6、空中小车D7、空中小车E60采用带自动升降抓手的空中小车。

所述的控制柜20负责智能物料搬运系统的电力系统供应并确保其正常运行，故障或不正常运行时借助保护电器切断电路或报警。

所述的监控台10上安放有工控机，工控机内装中央控制系统，包括空中小车监控调度管理系统、无线通信系统、智能仓储系统、旋转台8管理系统、机器人9管理系统等，可实时监控管理空中小车群组、旋转台8群组、机器人9群组和智能仓储状态并在工控机屏幕上实时显示结果，当系统监测到出现异常时会发出声光警示并在屏幕上显示当前异常状态的文字提示，监控人员可以根据提示的信息，排除系统故障。

本实用新型使用通讯、控制、驱动等技术，与现场生产设备相结合，并联网MES系统，控制空中小车按照系统生产计划及设备需求，在预定的空中轨道上智能行驶，将生产物料沿着固定轨道自动依次运送到各目的地，实现整个搬运过程的智能化、无人化作业。中央控制系统具备空中小车运行跟踪功能，可通过计算机实时调度在线空中小车的同时在屏幕上显示空中小车的工作状态，以便于及时采集生产、配料、设备故障等信息，并自动存储生产、配料、设备故障等相关信息以便数据查询取用，与生产调度管理计算机系统留有以太网接口，可与MES系统等通讯对接。监控台10上工控机与空中小车之间采用无线通讯方式，监控台10和空中小车构成无线局域网，监控台依靠无线局域网向空中小车发出系统控制指令，任务调度指令，避免碰撞指令，监控台10同时可接收空中小车发出的通讯信号，空中小车依靠无线局域网向监控台报告各类指令的执行情况、空中小车当前的位置、空中小车当前的状态等。当监控台10监控到某一个或多少空中小车电力消耗到警戒线时，调度其回空中小车智能充电区域进行充电，同时将对应数量的已充好电的空中小车E60交替其工作，以确保系统正常工作。中央控制系统负责空中小车运行中的安全，交通管制，保证运行中的空中小车之间不发生碰撞和空中小车追尾等事故，对进入系统和退出系统的空中小车进行管理以保证系统安全运行。本实用新型的空中小车A4、二台以上的空中小车B5、空中小车C6、空中小车D7、空中小车E60的数量,可根据物料搬运系统的吞吐量来追加各空中小车的数量。

本实用新型智能物料搬运系统的运行方法，包括以下步骤：

（1）产品备送区40，员工按料号每卡备料于转移框中或接收空中小车D7沿着空中轨道C3从上道工序搬运至本道工序的上道进料位401上的待制品转移框进行来料检查后，贴上产品信息二维码标签，放入待制品待转位403，执行下次动作；

（2）空中小车A4依系统指令，沿空中轨道A1，移至产品备送区40的待制品待转位403，空中小车的抓手下降提取转移框并识别其上二维码，将其移送至智能仓储区30的待制品仓储区的待制品入库位301，依系统指令执行下个动作；

（3）智能仓储装置依系统指令，自动将待制品入库位301的待制品转移框入库至待制品仓储区的对应料号仓储位，同时，自动将待料机台生产需求的对应料号的待制品转移框出库到待制品仓储区的待制品出库位303，依系统指令执行下个待制品转移框的出入库动作；

（4）空中小车B5依系统指令，沿空中轨道B2，移至智能仓储区30的待制品仓储区的待制品出库位303，空中小车的抓手下降提取待制品仓储区自动出库的对应料号的待制品转移框并识别其上二维码，将其移送至待生产此料号的机台对应的旋转台8的空中小车放料位81，返回待制品仓储区的待制品出库位303执行下个系统指令动作；

（5）旋转台8依系统指令，若是外侧机台上料，旋转台8不旋转，就近的六轴机器人9取待制品转移框至外侧机台100的机台上料位1001；若是内侧机台上料，旋转台8旋转将空中小车放料位81对准内侧机台100的机台上料位81，就近的六轴机器人9取待制品转移框至对应内侧机台100的机台上料位1001，旋转台8复位；

（6）机台100自动拉入待制品转移框进行生产，生产完成后，产品已被转移至机台上另一侧的已制品转移框，机台100自动将其推出至机台下料位1002，并将信息上传系统；

（7）旋转台8依系统指令，若是外侧机台下料，旋转台8不旋转，就近的六轴机器人9从外侧机台100的机台下料位1002取已制品转移框至旋转台8的空中小车收料位82；若是内侧机台下料，旋转台8旋转将空中小车收料位82对准内侧机台100的机台下料位1002，就近的六轴机械手取已制品转移框至旋转台8的空中小车收料位82，旋转台8复位；

（8）空中小车C6依系统指令，沿空中轨道B2，移至对应的旋转台8的空中小车收料位82，空中小车的抓手下降提取已制品转移盘并识别其上二维码，将其移送至智能仓储区30的已制品仓储区的已制品入库位304，依系统指令执行下个机台收料动作；

（9）智能仓储装置依系统指令，自动将已制品入库位304的已制品转移框入库至已制品仓储区的对应料号仓储位，同时，自动将需转出至下道工序的对应料号的已制品转移框出库到已制品仓储区的已制品出库位302，依系统指令执行下个已制品转移框的出入库动作；

（10）空中小车A4依系统指令，沿空中轨道A1，移至智能仓储区30的已制品仓储区的已制品出库位302，空中小车的抓手下降提取已制品仓储区自动出库的已制品转移框并识别其上二维码，移送至产品备送区40将其放入已制品待转位404，返回产品备送区40的待制品待转位403执行下个系统指令动作；

（11）产品备送区40，已制品转移框经员工取下并确认OK后放置在下道出料位402，空中小车D7依系统指令，沿空中轨道C，移至产品备送区40的下道出料位402，空中小车D7的抓手下降提取已制品转移框搬运至下道生产工序；

（12）单次运转循环结束，智能物料搬运系统不断循环执行上述动作；

以上所述，仅为本实用新型较佳实施例而已，故不能以此限定本实用新型实施的范围，即依本实用新型申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新型专利涵盖的范围内。