一种堆垛机系统及其控制方法与流程

本发明涉及一种堆垛机及其控制方法领域，特别是一种智能堆垛机及其控制方法。

背景技术：

仓储自动化管理是现代货物流通体系里非常重要的技术，因此，现代的生产销售型企业的发展速度很大程度上受到仓储管理效率的制约。高效的仓储管理不但可以加快货物流通的速度，降低物流成本，还可以实现对货物的有效控制和高效管理。

仓储配送业务对技术及时间的需求和我国目前电子商务行业的迅速发展及仓储配送jit(justintime)服务的要求分不开。现阶段企业应用的自动化立体仓储中，自动化堆垛机（plcprogrammablelogiccontroller设备）一般都是直线轨道存取货物，也就是必须配套直线轨道及货架，这样则要较大空间的立体仓库和较多数量的自动化堆垛机，对于中小型的企业来说，仓储配送空间及一次性投入成本限制了其往自动化仓储配送的发展步伐。在很多企业中都是使用了plc与wcs（warehousecontrolsystem仓储控制系统）信息进行二次转换，增加了设备成本及使用的局限性。

目前立体自动化仓储的认址技术大多使用条码认址，而条码在南方会因受南方潮湿天气影响，会发生形变、霉变或者脱落等情况，使得货位定位效率很低，对仓储正常运行造成较大的影响。

技术实现要素：

为了解决上述存在的问题，本发明提出了一种堆垛机系统及其控制方法。

本发明实施例提出了一种堆垛机系统，该系统包括：堆垛机和货架，所述堆垛机进一步包括红外线收发器和rfid读卡器，所述货架进一步包括金属挡板和rfid标签；

所述红外线收发器用于发出红外线，并接受金属挡板反射回来的信号，根据所述信号反射回来的信号判断堆垛机所在库位；

所述rfid读卡器用于读取rfid标签的信息，根据读取rfid标签的信息确定货位。

优选的，所述金属挡板位于货架的底部面向轨道一侧。

优选的，所述rfid标签位于货架面向轨道一侧或者货位进出口的侧面。

优选的，进一步包括平板电脑和pc电脑，所述平板电脑与所述堆垛机通过rs-458接口连接，所述平板电脑用于接收堆垛机发送的数据，通过平板电脑上的无线网络，将数据发送给所述pc电脑。

优选的，所述pc电脑通过无线网络设备与平板电脑通信，所述pc电脑中运行有仓储控制系统，所述仓储控制系统用于根据所述堆垛机发送的数据计算及处理后将结果通过无线网络返回给所述平板电脑，所述平板电脑根据结果写入堆垛机可识别的操作指令，然后所述堆垛机直接执行操作指令。

本发明实施例还提出了一种堆垛机系统控制方法，该方法包括步骤：

s1：通过rfid读卡器发射rfid扫描信号；

s2：读取rfid标签信息，获得货位的位置信息；

s3：根据货位的位置信息，行驶到货位对应的库位，调整机械臂到货位对应的高度。

优选的，所述步骤s3进一步包括步骤：

s31：通过红外线收发器检测第n个金属挡板，获知处在第n个库位。

优选的，所述步骤s3进一步包括步骤：

s32：通过rfid读卡器检测机械臂是否到达所述rfid标签对应的货位。

优选的，进一步包括步骤：

s4：通过机械臂将货物放入所述rfid标签对应的货位，或者将所述rfid标签对应货位的货物取出。

优选的，进一步包括步骤：

s0：接收下位pc电脑发过来的货位编号，根据货位编号获知货位对应的库位。

与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：该堆垛机系统将光电检测与rfid标签定位技术相结合，使得堆垛机可以预先得知货位的位置，无需逐个货位扫描检测并判断是否到达指定位置，提高了堆垛机的工作效率。同时避免了条码定位技术受南方的天气潮湿影响堆垛机认址的准确性的问题。

附图说明

图1为本发明堆垛机系统的连接示意图；

图2为本发明堆垛机系统的轨道示意图；

图3为本发明堆垛机系统的货架俯视示意图；

图4为本发明堆垛机系统的货架侧视示意图；

图5为本发明堆垛机系统的堆垛机侧视结构示意图；

图6本发明堆垛机系统的控制方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

堆垛机1通过rs-458数据接口2与ipad平板电脑3连接，堆垛机1直接发送数据给上位平板电脑平板电脑3，利用ipad平板电脑3上的无线网络，经过无线网络设备router（路由器）4经过交换机5将数据发送到下位操作的pc电脑6，通过pc电脑6中运行的wcs（warehousecontrolsystem仓储控制系统）计算及处理后将结果通过无线网络返回给ipad平板电脑3，ipad平板电脑3根据结果写入堆垛机1可识别的操作指令，则堆垛机1直接执行操作指令。

堆垛机1通过rs-458接口2与上位平板电脑连接3，该接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗干扰能力强，即抗噪声干扰性好，所以在仓储内实现堆垛机1和pc6之间的数据转换，并且可以通过上位平板电脑3的无线功能把堆垛机1的信号通过局域网直接传输给下位操作pc6。此功能可以拓展到传输给云服务端。

无线网络设备router（路由器）4和交换机5是仓储内局域网的设备，用于接收和发送上位平板电脑3和下位操作pc6之间传送的信息。

上位平板电脑3通过rs485接口2连接堆垛机1，并且安装了wcs的自动化控制系统，可以和下位操作pc电脑6进行信息交换和直接控制堆垛机1的操作。

下位操作pc电脑6通过局域网接收和发送信息给上位平板电脑3,可以直接控制堆垛机1的运行。

根据堆垛机1的长度，可以准确计算了180度拐弯的轨道弧度，安全实现了180度掉头轨道，在一个仓储里面实现了一台堆垛机双向进出库的工作程序，可以节省仓储空间和减少了堆垛机的数量。

计算180度轨道的弧度：通过测量堆垛机前后轨道滑轮的长度，计算180度拐弯的弧度，为了降低噪音，本发明实施例使用了天轨和地轨组合的技术，可有效减少堆垛机的晃动造成噪音和楼层承压能力。

计算公式：f=mv^2/r

其中f是最大向心力（本实施例f为楼层承受力的2倍），m堆垛机的质量，v是最大速度，r是弧度的半径。

如图2所示，货架7的轨道和货架8的直行轨道通过弧度轨道9连接，弧度轨道9的直径为2r。

堆垛机的认址结构设计及原理：

1、堆垛机横坐标定位：在堆垛机1前进方向的靠近库位一侧，安装有红外线收发器11，在每个库位的中间位置安装一个金属挡板12，两个库位的金属挡板12有间隔13，当红外线收发器11经过金属挡板的时候就记录了库位的横坐标位置。

2、纵坐标定位：在每个库位的纵方向中间固定一个rfid标签14，每一个rfid标签对应一个货位，堆垛机1前进方向的靠近库位一侧，安装rfid的读卡器15，当读卡器读取了rfid标签14的信息后，就能确定货位了。然后根据wcs（warehousecontrolsystem仓储控制系统）中记录的货位高度，堆垛机1调整机械臂16的高度，到达指定的货位。

如图3、4及5所示，本发明实施例包含a、b两个货架，a货架包含a1、a2、a3、a4四个库位，b货架包含b1、b2、b3、b4四个库位，a1库位包含a11、a12、a13三个货位。

堆垛机1每经过一个库位时，就会经过一个间隔13，因间隔13没有金属挡板12，红外线收发器11接收不到红外信号，因此可以依序获知堆垛机1处在第几个库位。由于rfid的检测范围可以达到1-5米左右，rfid的读卡器15在距离货位1-5米左右的时候就可以读取到rfid标签14的信息，因此可以得知rfid标签14对应货位的库位和高度等信息，堆垛机1就可以根据库位和高度等信息，先行驶到指定的库位，再将机械臂16调整到指定高度，到达指定的货位。

如图6所示，本发明堆垛机系统的控制方法流程图如下：

s1：通过rfid读卡器发射rfid扫描信号；

s2：读取rfid标签信息，获得货位的位置信息；

s3：根据货位的位置信息，行驶到货位对应的库位，调整机械臂到货位对应的高度；

s4：存取货位上的货物

本仓储系统将光电检测与rfid标签定位技术相结合，使得堆垛机1可以预先得知货位的位置，无需逐个货位扫描检测并判断是否到达指定位置，提高了堆垛机1的工作效率，同时避免了条码定位技术受南方的天气潮湿影响堆垛机认址的准确性的问题。