一种自动化仓储物流系统的制作方法

本发明涉及智能仓储设备技术领域，具体是一种自动化仓储物流系统。

背景技术：

仓储物流就是利用自建或租赁库房、场地、储存、保管、装卸搬运、配送货物。传统的仓储定义是从物资储备的角度给出的。现代“仓储”不是传统意义上的“仓库”、“仓库管理”，而是在经济全球化与供应链一体化背景下的仓储，是现代物流系统中的仓储。它表示一项活动或一个过程，是以满足供应链上下游的需求为目的，在特定的有形或无形的场所、运用现代技术对物品的进出、库存、分拣、包装、配送及其信息进行有效的计划、执行和控制的物流活动。

现代化的仓储系统中的核心设备一般都是堆垛机，利用堆垛机进行货物的进出、分拣、包装及配送，而目前市场上的堆垛机没有使用mes和mes系统，无法实现完全的智能化工作，工作效率低；一般的堆垛机都只能实现物流管理的功能，而在仓储物流管理中，有时会引发火情，严重还会引发爆炸，安全性不高；一般的仓储管理中用的堆垛机运行速度差且精度低，影响了工作效率。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种自动化仓储物流系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种自动化仓储物流系统，包括堆垛机装置、车间管理系统mes、智能仓库管理软件系统wms和设备控制软件系统wcs，堆垛机装置采用单立柱装置，具体包括位置行走升降系统、距离控制系统、货物取放系统、安全保障系统、通讯系统、plc控制系统和行走动态供电系统，堆垛机装置受控于wms系统，并由wcs系统控制plc控制系统进行工作；

自动化仓储物流系统的工作流程具体包括：

a、货物正常入库流程；

b、货物出库流程；

c、安全自动处理流程；

d、仓库火情、防爆处理流程。

进一步的：所述行走升降系统包括行走驱动系统和升降驱动系统，行走驱动系统包括行走系统和驱动行走系统工作的行走驱动电机，行走系统为轨道式行走装置，通过水平方向上设置的第一安全限位装置对行走系统行走的行程进行限位控制，升降驱动系统包括升降系统和升降驱动电机，升降系统为链条式升降装置，并通过竖直方向上的设置的第二安全限位装置对升降系统升降的行程进行限位控制，行走驱动系统和升降驱动系统的运动控制方式为：采用plc控制器及运动控制专用控制器软件精确控制运动姿态，行走方向采用五段速度控制，升降采用三段速度控制；

所述位置距离控制系统包括激光测距装置，利用激光测距装置实时精确获取堆垛机位置水平方向和竖直方向的坐标，经过数据处理实时传送给plc控制器。

进一步的：所述货物取放系统包括货叉，货叉进行伸缩工作实现货物的取放，货物平稳放置在在升降台上，并通过电动卷帘实现升降台的打开和关闭，电动卷帘的开关由plc控制器控制，货叉的位置控制采用高精度编码器反馈位置状况，并按实时位置状况，精确调整伸缩速度，使得货叉停止准确。

进一步的：所述安全保障系统包括货物位置控制系统、钢丝绳安全运行系统、货物防火系统和货物防爆系统，货物位置控制系统由货物位置检测装置构成，货物位置检测装置对货物的位置进行实时检测，由plc控制器控制行走驱动系统和升降驱动系统对货物的位置进行实时控制；钢丝绳安全运行系统包括钢丝绳检测器，钢丝绳检测器对钢丝绳的工作状态进行实时检测，当发现钢丝绳有断裂情况时，由plc控制器控制发出警报，提醒工作人员注意进行更换；货物防火系统包括灭火装置，灭火装置为烟感二氧化碳灭火装置，当烟雾传感器检测到有烟雾时由plc控制器控制二氧化碳灭火装置自动对货物进行灭火；货物防爆系统包括防爆箱，防爆箱为防爆隔离箱。

进一步的：所述通讯系统包括本机通讯系统和无线通讯系统，本机通讯系统和无线通讯系统分别用于对堆垛机装置进行手动控制和无线控制；

所述plc控制系统包括plc软件控制系统和库位控制数据库，plc软件控制系统即为电控箱，电控箱内置plc控制器，plc控制器可采用基恩士kv-7500型plc；

所述行走动态供电系统为滑触线供电装置，滑触线供电装置由滑触线供电，为整个堆垛机提供用电需求。

进一步的：所述货物正常入库流程具体包括：

a1、货物到达仓库入口后进行货物扫码，扫码信息发送至wms系统，wms系统获取货物信息进行库位的分配，wcs系统通知堆垛机装置的plc控制系统控制堆垛机装置进行工作；

a2、堆垛机装置按数据库库位坐标控制堆垛机的工作，进行货物的取放，具体包括货叉伸出、货叉上升、货叉收回；

a3、进行货物重量的检测和货物长宽高位置的检测，货物超重超限时由plc控制系统进行报警提示，其中最大的物料尺寸不得超过1950mm×750mm×400mm；

a4、当货物检测完成合格后，行走系统工作进行加速、小加速、高速行走同时货叉上升、减速、小减速、到达库位停止实现货物的运输；

a5、货物输送到达库位后，货叉带货伸出下降到货物放置在货架上，货叉收回，堆垛机返回；

a6、堆垛机装置向wms系统上报货物入库任务完成。

进一步的：所述货物出库流程具体包括：

b1、mes系统发送出库要求，由wms发送出货库位信息，由wcs系统通知堆垛机装置的plc控制系统，堆垛机装置按数据库库位坐标控制堆垛机进行工作；

b2、plc控制系统控制行走系统和升降系统工作，进行加速、小加速、高速行走同时货叉上升、减速、小减速、到达出库位置停止实现货物的运输；

b3、到达出库位置后plc控制系统通知wcs系统，顶升机构升起，货叉带着货物伸出，货叉下降将货物放在升降架上后货叉收回，接着顶升机构下降到位完成货物的出库输送；

b4、堆垛机装置向wms系统上报货物出库任务完成。

进一步的：所述安全自动处理流程具体包括：

c1、当堆垛机的钢丝绳断裂时，检测监控系统通知堆垛机plc控制系统，plc控制系统控制升降电机停止工作，安全钳将升降台卡死防止货物下掉，然后进行警报提示并将故障上报至mes系统进行更换钢丝绳，当钢丝绳更换完成后工作人员按恢复运行按钮，此时安全钳松开，plc控制系统进行系统状态的检测，当恢复正常时上传通报mes系统，继续进行任务；

c2、当系统货物超限或超载时，堆垛机装置拒绝执行任务并发出警报通知工作人员，plc控制系统进行故障的上报将故障上报至mes系统，同时wms系统暂停堆垛机的任务，安排现场人员按故障的内容进行处理，处理完成后，堆垛机装置进行自我检测，当检测正常时上报正常信号至mes，wms系统正常工作通过wcs系统控制堆垛机装置继续任务的进行。

进一步的：所述仓库火情、防爆处理流程具体包括：

d1、当仓库温度感应系统监测到有库位温度急剧上升时通知wms系统，此时堆垛机停止发送新任务，温度感应系统超越wms直接通知堆垛机plc库位信息，堆垛机进入灭火防爆程序流程，堆垛机高速抵达异常库位，货叉伸出取回货物，货物收回堆垛机中位，堆垛机防火卷帘关闭，向内喷洒干冰灭火降温，堆垛机快速向防爆箱运动，到达防爆箱位，卷帘打开货叉伸出，货物到防爆箱上，抬升货叉，收回货叉，货物掉进防爆箱，货叉收回，完成防爆任务；

d2、当仓库烟雾感应系统检测到异常火灾烟雾时，系统判断烟雾点，wms通知堆垛机plc具体库位信息，堆垛机进入灭火防爆程序流程，堆垛机高速抵达异常库位，货叉伸出取回货物，货物收回堆垛机中位，堆垛机防火卷帘关闭，向内喷洒干冰灭火降温，堆垛机快速向防爆箱运动，到达防爆箱位，卷帘打开货叉伸出，货物到防爆箱上，抬升货叉，收回货叉，货物掉进防爆箱，货叉收回，完成防火任务。

进一步的：堆垛机正常工作时：行走系统的水平行走速度最大为80m/min，升降系统的竖直移动速度最大为20m/min，运动精度为±5mm，货叉运动精度为±3mm，穿梭车运行的最大速度为60m/min，运动精度±5mm。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明一种自动化仓储物流系统，采用堆垛机为主要设备，而堆垛机主要受控于智能仓库管理软件wms，并通过设备控制软件wcs联络本机的plc控制系统完成任务，使得堆垛机可以按照系统的任务分配，自动完成出入库任务，无需人员参与运作；而公司出货的信息只是通过客户的erp系统，链接wms系统即可自动通过堆垛机实现出货任务的自动完成，生产任务的完成则通过mes生产管理系统控制wms智能仓储系统由wcs控制堆垛机完成任务；本发明完全智能化高效工作，无需人为操作，保证了工作的准确无误。同时本堆垛机具备安全自动处理系统和火灾防爆的自动处理系统，使得系统的运行安全高效可靠，同时因为本堆垛机采用的是单立柱，重量相对较轻，运动惯性小，控制更稳定，行走更准确，同时更节省电力。

相较于目前市场上现有的堆垛机没有使用mes和mes系统，无法实现完全的智能化工作，本发明中的堆垛机是完全受mes系统和wms系统控制的，能同时满足生产中货物的自动储存，也能满足外来物料的自动入库，同时还可以同一般公司的erp物料管理系统联网，共同管理仓库，控制堆垛机自能化按要求完成各事项任务，同时因为本发明使用全部是激光测距高精度位置检测系统，以及完善的堆垛机运动控制系统，使得堆垛机运行速度更快，而且更准确，同时因为防火防爆系统的引入使得本机比之前的堆垛机设备运行更加安全。

附图说明

图1为本发明中堆垛机的结构示意图。

图2为本发明中堆垛机的侧视图。

图3为本发明中的系统连接框图。

图中：1-行走驱动系统、2-升降驱动系统、3-行走系统、4-升降驱动电机、5-激光测距装置、6-货叉、7-第一安全限位装置、701-第二安全限位装置、8-升降台、9-电动卷帘、10-货物、11-货物位置检测装置、12-钢丝绳检测器、13-灭火装置、14-防爆箱、15-电控箱、16-滑触线供电装置。

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他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～3，本发明公开了一种自动化仓储物流系统，包括堆垛机装置、车间管理系统mes、智能仓库管理软件wms和设备控制软件wcs，堆垛机装置采用单立柱装置，具体包括位置行走升降系统、距离控制系统、货物取放系统、安全保障系统、通讯系统、plc控制系统和行走动态供电系统，堆垛机装置受控于智能仓库管理软件wms，并由设备控制软件wcs控制plc控制系统进行工作；

所述行走升降系统包括行走驱动系统1和升降驱动系统2，行走驱动系统包括行走系统3和驱动行走系统3工作的行走驱动电机，行走系统3为轨道式行走装置，通过水平方向上设置的第一安全限位装置7对行走系统3行走的行程进行限位控制，升降驱动系统包括升降系统和升降驱动电机4，升降系统为链条式升降装置，并通过竖直方向上的设置的第二安全限位装置701对升降系统升降的行程进行限位控制，行走驱动系统1和升降驱动系统2的运动控制方式为：采用plc控制器及运动控制专用控制器软件精确控制运动姿态，行走方向采用五段速度控制，升降采用三段速度控制；

所述位置距离控制系统包括激光测距装置5，利用激光测距装置5实时精确获取堆垛机位置水平方向和竖直方向的坐标，经过数据处理实时传送给plc控制器；

所述货物取放系统包括货叉6，货叉6进行伸缩工作实现货物10的取放，货物10平稳放置在在升降台8上，并通过电动卷帘9实现升降台8的打开和关闭，电动卷帘9的开关由plc控制器控制，货叉6的位置控制采用高精度编码器反馈位置状况，并按实时位置状况，精确调整伸缩速度，使得货叉停止准确；

所述安全保障系统包括货物位置控制系统、钢丝绳安全运行系统、货物防火系统和货物防爆系统，货物位置控制系统由货物位置检测装置11构成，货物位置检测装置11对货物10的位置进行实时检测，由plc控制器控制行走驱动系统1和升降驱动系统2对货物10的位置进行实时控制；钢丝绳安全运行系统包括钢丝绳检测器12，钢丝绳检测器12对钢丝绳的工作状态进行实时检测，当发现钢丝绳有断裂情况时，由plc控制器控制发出警报，提醒工作人员注意进行更换；货物防火系统包括灭火装置13，灭火装置13为烟感二氧化碳灭火装置，当烟雾传感器检测到有烟雾时由plc控制器控制二氧化碳灭火装置自动对货物进行灭火；货物防爆系统包括防爆箱14，防爆箱14为防爆隔离箱；

所述通讯系统包括本机通讯系统和无线通讯系统，本机通讯系统和无线通讯系统分别用于对堆垛机装置进行手动控制和无线控制；

所述plc控制系统包括plc软件控制系统和库位控制数据库，plc软件控制系统即为电控箱15，电控箱15内置plc控制器，plc控制器可采用基恩士kv-7500型plc；

所述行走动态供电系统为滑触线供电装置16，滑触线供电装置16由滑触线供电，为整个堆垛机提供用电需求；

自动化仓储物流系统的工作流程为：

a、货物正常入库流程，具体包括：

a1、货物到达仓库入口后进行货物扫码，扫码信息发送至wms系统，wms系统获取货物信息进行库位的分配，wcs系统通知堆垛机装置的plc控制系统控制堆垛机装置进行工作；

a2、堆垛机装置按数据库库位坐标控制堆垛机的工作，进行货物的取放，具体包括货叉伸出、货叉上升、货叉收回；

a3、进行货物重量的检测和货物长宽高位置的检测，货物超重超限时由plc控制系统进行报警提示，其中最大的物料尺寸不得超过1950mm×750mm×400mm；

a4、当货物检测完成合格后，行走系统工作进行加速、小加速、高速行走同时货叉上升、减速、小减速、到达库位停止实现货物的运输；

a5、货物输送到达库位后，货叉带货伸出下降到货物放置在货架上，货叉收回，堆垛机返回；

a6、堆垛机装置向wms系统上报货物入库任务完成；

b、货物出库流程，具体包括：

b1、mes系统发送出库要求，由wms发送出货库位信息，由wcs系统通知堆垛机装置的plc控制系统，堆垛机装置按数据库库位坐标控制堆垛机进行工作；

b2、plc控制系统控制行走系统和升降系统工作，进行加速、小加速、高速行走同时货叉上升、减速、小减速、到达出库位置停止实现货物的运输；

b3、到达出库位置后plc控制系统通知wcs系统，顶升机构升起，货叉带着货物伸出，货叉下降将货物放在升降架上后货叉收回，接着顶升机构下降到位完成货物的出库输送；

b4、堆垛机装置向wms系统上报货物出库任务完成；

c、安全自动处理流程，具体包括：

c1、当堆垛机的钢丝绳断裂时，检测监控系统通知堆垛机plc控制系统，plc控制系统控制升降电机停止工作，安全钳将升降台卡死防止货物下掉，然后进行警报提示并将故障上报至mes系统进行更换钢丝绳，当钢丝绳更换完成后工作人员按恢复运行按钮，此时安全钳松开，plc控制系统进行系统状态的检测，当恢复正常时上传通报mes系统，继续进行任务；

c2、当系统货物超限或超载时，堆垛机装置拒绝执行任务并发出警报通知工作人员，plc控制系统进行故障的上报将故障上报至mes系统，同时wms系统暂停堆垛机的任务，安排现场人员按故障的内容进行处理，处理完成后，堆垛机装置进行自我检测，当检测正常时上报正常信号至mes，wms系统正常工作通过wcs系统控制堆垛机装置继续任务的进行；

d、仓库火情、防爆处理流程，具体包括：

d1、当仓库温度感应系统监测到有库位温度急剧上升时通知wms系统，此时堆垛机停止发送新任务，温度感应系统超越wms直接通知堆垛机plc库位信息，堆垛机进入灭火防爆程序流程，堆垛机高速抵达异常库位，货叉伸出取回货物，货物收回堆垛机中位，堆垛机防火卷帘关闭，向内喷洒干冰灭火降温，堆垛机快速向防爆箱运动，到达防爆箱位，卷帘打开货叉伸出，货物到防爆箱上，抬升货叉，收回货叉，货物掉进防爆箱，货叉收回，完成防爆任务；

d2、当仓库烟雾感应系统检测到异常火灾烟雾时，系统判断烟雾点，wms通知堆垛机plc具体库位信息，堆垛机进入灭火防爆程序流程，堆垛机高速抵达异常库位，货叉伸出取回货物，货物收回堆垛机中位，堆垛机防火卷帘关闭，向内喷洒干冰灭火降温，堆垛机快速向防爆箱运动，到达防爆箱位，卷帘打开货叉伸出，货物到防爆箱上，抬升货叉，收回货叉，货物掉进防爆箱，货叉收回，完成防火任务；

上述工作流程中，行走系统的水平行走速度最大为80m/min，升降系统的竖直移动速度最大为20m/min，运动精度为±5mm，货叉运动精度为±3mm，穿梭车运行的最大速度为60m/min，运动精度±5mm；

本发明一种自动化仓储物流系统，采用堆垛机为主要设备，而堆垛机主要受控于智能仓库管理软件wms，并通过设备控制软件wcs联络本机的plc控制系统完成任务，使得堆垛机可以按照系统的任务分配，自动完成出入库任务，无需人员参与运作；而公司出货的信息只是通过客户的erp系统，链接wms系统即可自动通过堆垛机实现出货任务的自动完成，生产任务的完成则通过mes生产管理系统控制wms智能仓储系统由wcs控制堆垛机完成任务；堆垛机完全智能化高效工作，无需人为操作，保证了工作的准确无误。同时本堆垛机具备安全自动处理系统和火灾防爆的自动处理系统，使得系统的运行安全高效可靠，同时因为本堆垛机采用的是单立柱，重量相对较轻，运动惯性小，控制更稳定，行走更准确，同时更节省电力。

相较于目前市场上现有的堆垛机没有使用mes和mes系统，无法实现完全的智能化工作，本发明中的堆垛机是完全受mes系统和wms系统控制的，能同时满足生产中货物的自动储存，也能满足外来物料的自动入库，同时还可以同一般公司的erp物料管理系统联网，共同管理仓库，控制堆垛机自能化按要求完成各事项任务，同时因为本发明使用全部是激光测距高精度位置检测系统，以及完善的堆垛机运动控制系统，使得堆垛机运行速度更快，而且更准确，同时因为防火防爆系统的引入使得本机比之前的堆垛机设备运行更加安全。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。