一种自动化立体仓库及其控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种自动化立体仓库及其控制系统，涉及仓储技术领域，它包括若干并列布置的货架组，所述货架组包括两排并列布置的货架及设于两排货架间的堆垛机，所述堆垛机能在同组货架组内的两个货架上存取货物。本实用新型解决了现有货架堆放货物低，占地面积大的问题，无需预留大量的叉车通道，无需工作人员进行高空存货。其空间利用率高，占地面积少，存储货物安全可靠。
【专利说明】
一种自动化立体仓库及其控制系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及仓储技术领域，特别是一种自动化立体仓库及其控制系统。
【背景技术】
[0002]由于现在仓库的存储量越来越大，仓库的规模和占地面积也变得越来越大。现有的仓库大多都是采用人工的方式将货物存放在货架上，若货量大则必须采用叉车来搬运货物。若采用了叉车，则增设叉车通道，浪费了占地面积。人工存货还存在一个问题是货架的高度不高，浪费了空间，且货架过高会对工作人员存货造成困难和带来一定的危险。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于:针对上述存在的问题，提供一种自动立体仓库及其控制系统，只需把货物放在存货运输机上，堆垛机便可自动的对货物进行存储，同时只需在取货运输机处进行取货即可。本实用新型解决了现有货架堆放货物低，占地面积大的问题，无需预留大量的叉车通道，无需工作人员进行高空存货。其空间利用率高，占地面积少，存储货物安全可靠。
[0004]本实用新型采用的技术方案如下:
[0005]本实用新型公开了一种自动化立体仓库，它包括若干并列布置的货架组，所述货架组包括两排并列布置的货架及设于两排货架间的堆垛机，所述堆垛机能在同组货架组内的两个货架上存取货物;所述堆垛机包括设于同组货架组间的巷道、置于巷道内的地轨、置于地轨上的可往复运动的机体、设于机体上的立柱、设于立柱上可上下运动的载货台及设于载货台上的穿梭车;所述堆垛机上安装有仓库控制系统，所述仓库控制系统包括接在仓库PLC输入端上的堆垛机定位检测元件、接在仓库PLC输出端上的第一变频器和第二变频器、接在第一变频器上的水平移动电机和穿梭车驱动电机及接在第二变频器上的升降电机。
[0006]由于每条巷道的左右两侧都各设一排货架，且每台堆垛机只用于两排货架货物的存取，这样能够方便的对任意货物进行存取。
[0007]进一步的，所述货架为单排的贯通式货架，其中货架由顶梁和若干支柱组合构成架体，架体上设有若干储物通道，其中任一储物通道内均设有平行布置的两导轨(8)，所述导轨与货架支柱通过牛腿连接;所述导轨可以供穿梭车在储物通道内运动进而存取货物。
[0008]由于该货架是通过导轨的方式来承载货物的，这样会方便堆垛机穿梭车进行货物的存取，若采用底部有支撑横梁的货架来承载货物，会导致堆垛机存取货物时，撞到货架的支撑横梁，为了避免碰撞，就必须将货物的托盘进行升高，需设置专用托盘，浪费成本。
[0009]进一步的，所述同组货架组间的巷道入口处设有输送机，所述输送机分为存货输送机和取货输送机;所述存货输送机和取货输送机分别置于地轨的两侧。
[0010]采用运输机方便货物的搬运，工作人员只需在运输机处存取货物即可，不需要主动的将货物搬到堆垛机上，方便工作人员操作。[0011 ] 一种采用上述自动化立体仓库的控制系统，所述自动化立体仓库的控制系统包括仓库控制系统、运输机控制系统和上位机;所述仓库控制统和运输机控制系统各采用一个PLC作为主控器，上位机通过总线的方式分别与两个PLC进行连接;所述仓库控制系统用于货物在仓库中的存取控制;所述运输控制系统用于运输机在运输货物过程中的启停控制；所述上位机对两个PLC的信号进行接收和向两个PLC发出控制信号。
[0012]进一步的，所述仓库控制系统中，仓库PLC输入端上还接有储物通道检测元件;所述仓库PLC输入端上的堆垛机定位检测元件由认址器和认址片构成;其中安装在堆垛机机体上随机体往复移动的认址器为水平方向认址器，其相应的认址片安装在地轨上；其中安装在堆垛机载货台上随载货台上下移动的认址器为竖直方向认址器，其相应的认址片安装在堆垛机的立柱上;所述储物通道检测元件，安装在每个储物通道内；
[0013]所述堆垛机定位检测元件检测堆垛机的位置，将检测到的位置信号以脉冲的形式发送给仓库PLC;所述储物通道检测元件检测储物通道内是否有货物存在，将检测到的货物有无信号以数字量的形式发送给仓库PLC;所述第一变频器用于控制水平移动电机和穿梭车驱动电机的速度;所述第二变频器用于控制升降电机的速度。
[0014]由于水平移动电机和穿梭车伸缩电机的运动不是同时进行的，所以可以采用一台变频器来控制两台电机。工作时，只需分别接入变频器即可。这样节约了成本。用于水平移动电机、升降电机和穿梭车驱动电机的频繁启动，采用变频器来控制能够很好的对电机进行保护。认址片安装在地轨和立柱上，避免了在每个储物通道处上安装认证片，减少了施工的麻烦和节约成本;若每个储物通道上都安装上，由于数量大，导致认址片出现硬件故障的概率提尚。
[0015]进一步的，所述输送机控制系统安装在输送机上，所述输送机控制系统包括接在输送机PLC输入端上的存货输送机入口检测传感器、存货输送机出口检测传感器、取货输送机入口检测传感器和取货输送机出口检测传感器、接在输送机PLC输出端上的第三变频器和第四变频器、接在第三变频器上的存货输送机驱动电机及接在第四变频器上的取货输送机驱动电机；
[0016]所述存货输送机入口检测传感器和存货输送机出口检测传感器分别设在存货输送机入口处和出口处，检测存货输送机入口和出口是否有货物，将检测到的信号以数字量的形式发送给输送机PLC;所述取货输送机入口检测传感器和取货输送机出口检测传感器分别设在取货输送机入口处和出口处，检测取货输送机入口和出口是否有货物，将检测到的信号以数字量的形式发送给输送机PLC;第三变频器和第四变频器分别用于存货输送机驱动电机和取货输送机驱动电机的速度控制。
[0017]采用加速控制是为了避免目标储物通道距离太远，而浪费堆垛机运行过程中的时间，采用减速控制是为了避免在定位过程中因惯性而造成的定位不准确。
[0018]综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是:
[0019]本实用新型的立体仓库解决了现有货架的占地面积大，存货高度低的问题;无需预留大量的叉车行驶空间；本实用新型的控制系统能够对货架的存货过程进行自动的控制，降低了人工存货的困难;堆垛机定位精度高，避免了人工存货时的货物存放不整齐;本实用新型操作简单，适合推广。
【附图说明】
[0020]图1是本实用新型的结构图；
[0021]图2是本实用新型的货架结构图；
[0022]图中标记:1-巷道，2_货架，3_堆操机，4_进货运输机，5_出货运输机、6_顶梁，7_支柱，8_导轨，9_牛腿。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
[0024]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，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。
[0025]实施例1
[0026]如图所示1:一种自动化立体仓库，它包括若干并列布置的货架组，所述货架组包括两排并列布置的货架2及设于两排货架2间的堆垛机3，所述堆垛机3能在同组货架组内的两个货架2上存取货物。所述堆垛机3包括设于同组货架组间的巷道1、置于巷道I内的地轨、置于地轨上的可往复运动的机体、设于机体上的立柱、设于立柱上可上下运动的载货台及设于载货台上的穿梭车;所述穿梭车可在任一储物通道内的导轨上运动存取货物。所述同组货架组间的巷道I入口处设有输送机，所述输送机分为存货输送机4和取货输送机5;所述存货输送机4和取货输送机5分别置于地轨的两侧。
[0027]实施例2
[0028]本实施了与实施例1基本相同，其不同之处在于:所述货架2为单排的贯通式货架，其中货架2由顶梁6和若干支柱7组合构成架体，架体上设有若干储物通道，其中任一储物通道内均设有平行布置的两导轨8，所述导轨与货架支柱7通过牛腿9连接。
[0029]实施例3
[0030]—种自动化立体仓库的控制系统，所述自动化立体仓库的控制系统包括仓库控制系统、运输机控制系统和上位机;所述仓库控制统和运输机控制系统各采用一个PLC作为主控器，上位机通过总线的方式分别与两个PLC进行连接;所述仓库控制系统用于货物在仓库中的存取控制;所述运输控制系统用于运输机在运输货物过程中的启停控制;所述上位机对两个PLC的信号进行接收和向两个PLC发出控制信号。
[0031 ]所述仓库控制系统安装在堆垛机上，所述仓库控制系统包括接在仓库PLC输入端上的堆垛机定位检测元件和储物通道检测元件、接在仓库PLC输出端上的第一变频器和第二变频器、接在第一变频器上的水平移动电机和穿梭车驱动电机及接在第二变频器上的升降电机;所述堆垛机定位检测元件由认址器和认址片构成;其中安装在堆垛机3机体上随机体往复移动的认址器为水平方向认址器，其相应的认址片安装在地轨上；其中安装在堆垛机3载货台上随载货台上下移动的认址器为竖直方向认址器，其相应的认址片安装在堆垛机3的立柱上;所述储物通道检测元件，安装在每个储物通道内；所述堆垛机定位检测元件检测堆垛机3的位置，将检测到的位置信号以脉冲的形式发送给仓库PLC;所述储物通道检测元件检测储物通道内是否有货物存在，将检测到的货物有无信号以数字量的形式发送给仓库PLC;所述第一变频器用于控制水平移动电机和穿梭车驱动电机的速度;所述第二变频器用于控制升降电机的速度。
[0032]所述输送机控制系统安装在输送机上，所述输送机控制系统包括接在输送机PLC输入端上的存货输送机入口检测传感器、存货输送机出口检测传感器、取货输送机入口检测传感器和取货输送机出口检测传感器、接在输送机PLC输出端上的第三变频器和第四变频器、接在第三变频器上的存货输送机驱动电机及接在第四变频器上的取货输送机驱动电机；
[0033]所述存货输送机入口检测传感器和存货输送机出口检测传感器分别设在存货输送机4入口处和出口处，检测存货输送机4入口和出口是否有货物，将检测到的货物有无信号以数字量的形式发送给输送机PLC;所述取货输送机入口检测传感器和取货输送机出口检测传感器分别设在取货输送机5入口处和出口处，检测取货输送机5入口和出口是否有货物，将检测到的货物有无信号以数字量的形式发送给输送机PLC;第三变频器和第四变频器分别用于存货输送机驱动电机和取货输送机驱动电机的速度控制。
[0034]实施例4一种自动化仓库的控制系统的控制方法，其特征在于:所述控制方法包括存货方法和取货方法；
[0035]存货方法的步骤如下:
[0036]步骤1:上位机发送存货和位置信号给仓库控制系统，使堆垛机3移动到存货输送机4出口处；
[0037]步骤2:将货物放到存货输4送机上，存货输送机入口检测传感器检测到存货输送机4入口处有货物，同时存货输送机出口检测传感器检测到存货运输机4出口处没货物时，输送机PLC通过第三变频器控制存货输送机驱动电机启动，将存货输送机4入口处的货物运送到存货输送机4出口处，当存货输送机出口检测传感器检测到货物后，输送机PLC通过第三变频器控制存货输送机驱动电机停止；
[0038]步骤3:上位机发送穿梭车装货信号给仓库PLC，仓库PLC通过变频器控制穿梭车驱动电机正反转，将货物运到堆垛机3的载物台上；
[0039]步骤4:上位机选择目标储物通道进行存货，储物通道检测元件检测目标储物通道是否已存放有货物;若有货物，则堆垛机3不移动;若没有货物，则堆垛机3移动至目标储物通道；
[0040]步骤5:仓库PLC通过第一变频器和第二变频器分别控制水平移动电机和升降电机转动，两电机先加速后减速，直到到达目标储物通道后停止转动；
[0041 ]步骤6:到达目标储物通道后，仓库PLC控制穿梭车驱动电机正反转，将货物存放到储物通道上；
[0042]步骤7:重复步骤I至步骤6直到上位机发出停止存货信号为止；
[0043]取货方法的步骤如下:
[0044]步骤I:上位机发送取货信号和需要取货的目标储物通道位置给仓库PLC，选择目标储物通道进行取货，储物通道检测元件检测目标储物通道是否已存放有货物;若没有货物，则堆垛机3不移动;若有货物，则堆垛机3移动至目标储物通道；
[0045]步骤2:仓库PLC通过第一变频器和第二变频器分别控制水平移动电机和升降电机转动，两电机先加速后减速，直到到达目标储物通道后停止转动；
[0046]步骤3:到达目标储物通道后，仓库PLC控制穿梭车驱动电机正反转，将货物取到堆垛机3的载物台上；
[0047]步骤4:仓库PLC通过第一变频器和第二变频器分别控制水平移动电机和升降电机转动，两电机先加速后减速，直到到达取货输送机5入口处停止转动；
[0048]步骤5:到取货输送机5入口处后，仓库PLC控制穿梭车驱动电机正反转，将货物放到取货运输机5入口处；
[0049]步骤6:当取货输送机入口检测传感器检测到取货输送机5入口处有货物时，输送机PLC通过第四变频器控制取货输送机驱动电机启动，将货物运出，当取货输送机出口检测传感器检测到货物后，取货输送机驱动电机停止；
[0050]步骤7:重复步骤I到步骤6直到上位机发出停止取货信号为止。
[0051 ]所述堆垛机3移动至目标储物通道的过程中，需要对堆垛机3进行准确的定位，其中定位点的选取为储物通道的几何中心，该几何中心对应于堆垛机3立柱上的点为堆垛机3竖直方向定位点，该几何中心对应于地轨上的点为堆垛机3水平方向的定位点，每个定位点处都安装有认址片；每当水平方向认址器和竖直方向认器址经过定位点时，水平方向认址片和竖直方向认址片便会向其对应的认址器发送一个脉冲信号，认址器接收这个脉冲信号后，将脉冲信号发送给仓库PLC的计数器进行存储;所述仓库PLC内部的计数器Cl存储水平方向认址器发来的当前地址，计数器C2存储竖直方向认址器发来的当前地址，所述仓库PLC内部计数器Cl和C2的存储值用来确定堆垛机3的当前位置距目标储物通道的距离，堆垛机3每向目标储物通道移动一个储物通道的距离，则仓库PLC计数器Cl和C2中的计数值便减I，当计数器Cl和计数器C2中计数值为O时，则表示堆垛机在目标储物通道处。
[0052]所述堆垛机3到目标储物通道间的运行轨迹采用先水平后竖直的方式进行，即水平方向移动到位后，再进行竖直方向的移动;述堆垛机3到目标储物通道间的运行速度要满足如下关系:
[0053]当堆垛机3处于空载状态时，堆垛机的移动速度如下:
[0054]当堆垛机3的当前位置距目标储物通道的通道数S>10时，其空载速度Vl=40m/min;
[0055]当堆垛机3的当前位置距目标储物通道的通道数3〈S〈6时，其空载速度Vl=25m/min;
[0056]当堆垛机3的当前位置距目标储物通道的通道数5<3时，其空载速度￥1=10111/1^11;
[0057]当堆垛机3上载有货物时，堆垛机的移动速度如下:
[0058]当堆垛机3的当前位置距目标储物通道的通道数S>10时，其速度V2=35m/min;
[0059]当堆垛机3的当前位置距目标储物通道的通道数3〈S〈6时，其速度V2=20m/min;
[0060]当堆垛机3的当前位置距目标储物通道的通道数SS3时，其速度V2=5m/min。
[0061]采用加速控制是为了避免目标储物通道距离太远，而浪费堆垛机运行过程中的时间，采用减速控制是为了避免在定位过程中因惯性而造成的定位不准确。
[0062]以上所述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。
【主权项】
1.一种自动化立体仓库，其特征在于:它包括若干并列布置的货架组，所述货架组包括两排并列布置的货架(2)及设于两排货架(2)间的堆垛机(3)，所述堆垛机(3)能在同组货架组内的两个货架(2)上存取货物;所述堆垛机(3)包括设于同组货架组间的巷道(1)、置于巷道(I)内的地轨、置于地轨上的可往复运动的机体、设于机体上的立柱、设于立柱上可上下运动的载货台及设于载货台上的穿梭车;所述堆垛机上安装有仓库控制系统，所述仓库控制系统包括接在仓库PLC输入端上的堆垛机定位检测元件、接在仓库PLC输出端上的第一变频器和第二变频器、接在第一变频器上的水平移动电机和穿梭车驱动电机及接在第二变频器上的升降电机。2.如权利要求1所述的自动化立体仓库，其特征在于:所述货架(2)为单排的贯通式货架，其中货架(2)由顶梁(6)和若干支柱(7)组合构成架体，架体上设有若干储物通道，其中任一储物通道内均设有平行布置的两导轨(8)，所述导轨(8)与货架支柱(7)通过牛腿(9)连接;所述导轨(8)可以供穿梭车在储物通道内运动进而存取货物。3.如权利要求2所述的自动化立体仓库，其特征在于:所述同组货架组间的巷道(I)入口处设有输送机，所述输送机分为存货输送机(4)和取货输送机(5);所述存货输送机(4)和取货输送机(5)分别置于地轨的两侧。4.一种采用上述权利要求3所述的自动化立体仓库的控制系统，其特征在于:所述自动化立体仓库的控制系统包括仓库控制系统、运输机控制系统和上位机;所述仓库控制统和运输机控制系统各采用一个PLC作为主控器，上位机通过总线的方式分别与两个PLC进行连接;所述仓库控制系统用于货物在仓库中的存取控制;所述运输控制系统用于运输机在运输货物过程中的启停控制;所述上位机对两个PLC的信号进行接收和向两个PLC发出控制信号。5.如权利要求4所述的自动化立体仓库的控制系统，其特征在于:所述仓库控制系统中，仓库PLC输入端上还接有储物通道检测元件;所述仓库PLC输入端上的堆垛机定位检测元件由认址器和认址片构成;其中安装在堆垛机(3)机体上随机体往复移动的认址器为水平方向认址器，其相应的认址片安装在地轨上;其中安装在堆垛机(3)载货台上随载货台上下移动的认址器为竖直方向认址器，其相应的认址片安装在堆垛机(3)的立柱上;所述储物通道检测元件，安装在每个储物通道内； 所述堆垛机定位检测元件检测堆垛机(3)的位置，将检测到的位置信号以脉冲的形式发送给仓库PLC;所述储物通道检测元件检测储物通道内是否有货物存在，将检测到的货物有无信号以数字量的形式发送给仓库PLC;所述第一变频器用于控制水平移动电机和穿梭车驱动电机的速度;所述第二变频器用于控制升降电机的速度。6.如权利要求5所述的自动化立体仓库的控制系统，其特征在于:所述输送机控制系统安装在输送机上，所述输送机控制系统包括接在输送机PLC输入端上的存货输送机入口检测传感器、存货输送机出口检测传感器、取货输送机入口检测传感器和取货输送机出口检测传感器、接在输送机PLC输出端上的第三变频器和第四变频器、接在第三变频器上的存货输送机驱动电机及接在第四变频器上的取货输送机驱动电机； 所述存货输送机入口检测传感器和存货输送机出口检测传感器分别设在存货输送机(4)入口处和出口处，检测存货输送机(4)入口和出口是否有货物，将检测到的货物有无信号以数字量的形式发送给输送机PLC;所述取货输送机入口检测传感器和取货输送机出口检测传感器分别设在取货输送机(5)入口处和出口处，检测取货输送机(5)入口和出口是否有货物，将检测到的货物有无信号以数字量的形式发送给输送机PLC;第三变频器和第四变频器分别用于存货输送机驱动电机和取货输送机驱动电机的速度控制。
【文档编号】B65G1/137GK205589848SQ201521056321
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2015年12月17日
【发明人】李伊
【申请人】德阳九鼎智远知识产权运营有限公司