一种用于车轮的智能立体仓库及其作业方法与流程

1.本发明涉及生产装备的立体仓储技术领域，具体是一种用于车轮的智能立体仓库及其作业方法。


背景技术：

2.现有车轮的智能存储库，具有存储和选配功能，车轮是指火车或者地铁的等轨道车的轮对，每节车厢有两个转向架，每个转向架配置两个轮对，即每节车厢需要四个轮对，这四个轮对的车轮外径尺寸偏差需要在一定范围内，轮对出库时，在存储库中选配车轮尺寸最接近的四个轮对；目前车轮存储采用平面存储，存储占地面积大；入库时，通过空中桁架机器人从存储区域外抓取车轮，放置在存放位置，出库时，通过空中桁架机器人从存放位置抓取车轮，运行至存储区域外再放置在出库点，空中桁架机器人运行路径长，节拍慢。


技术实现要素：

3.针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于车轮的智能立体仓库及其作业方法，来解决上述背景技术中提到的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：用于铁路车辆车轮的立体仓库包括支架组件、桁架机器人、入库系统、出库系统和计算机系统，每组支架组件包括两个v型座，车轮的轮缘放置在v型座上，支架组件为水平和高度均错开交叉排列的双层结构，包括底层支架组件和高层支架组件；通过桁架机器人将位于入库系统的车轮放置在设定的支架组件上，完成入库作业；计算机系统根据需出库要求，将设定支架组件上的车轮吊起放置在出库系统完成出库作业。
5.作为本发明进一步的方案：所述的立体仓库包括步进输送机，入库系统包括入库点和入库装置，入库装置包括入库输送机，出库系统包括出库装置和出库点，出库装置包括出库输送机，入库输送机和出库输送机实现车轮在立体仓库内部的输送。
6.作为本发明进一步的方案：所述的立体仓库包括上下两层的纵向轨道，上下两层的纵向轨道均设有一台以上的桁架机器人，上层的桁架机器人抓取车轮升起至高位，被抓取的车轮的最低点高于下层的桁架机器人的最高点。
7.作为本发明进一步的方案：所述的步进输送机包括v型面板，v型面板包括纵向面板和横向面板，车轮在纵向面板上是纵向放置的，在横向面板上是横向布置的。
8.作为本发明进一步的方案：所述的出库装置包括机械手臂，机械手臂使立体仓库外的车轮抓取至入库输送机上，使得出库输送机上的车轮抓取至立体仓库外，完成出库。
9.作为本发明进一步的方案：所述的录入装置包括键盘和条码扫描枪或两维码扫码枪，输出装置包括显示器。
10.所述的车轮包括车轮信息，设车轮的长度为a，步进输送机每次动作的步进距离为b，全长为nb，分成n个区域，分别为1区、2区、
……
、n区，则车轮在步进输送机上密布时，两相邻车轮的中心距等于b，且b大于a；计算机系统包括录入装置、输出装置和数据库，数据库包
括地址，地址包括入库点地址、入库装置地址、步进输送机地址、桁架机器人地址、支架组件地址、出库装置地址和出库点地址，步进输送机地址对应于1区、2区、
……
、n区分别有1区地址、2区地址、
……
、n区地址，车轮的入库作业包括如下主要步骤：1）位于入库点的车轮经录入装置将车轮信息输入至入库点地址中；2）车轮经入库装置脱离入库点时，入库点地址中的车轮信息移至入库装置地址中；3）车轮经入库装置放置在步进输送机的1区时，入库装置地址中的车轮信息移至对应的步进输送机地址中的1区地址内；4）车轮经步进输送机从1区运行至m区，则1区地址中的车轮信息移至m区地址中；5）m区的车轮被桁架机器人吊起时，m区地址中的车轮信息移至桁架机器人地址中；6）桁架机器人中的车轮放置在设定的支架组件上，桁架机器人地址中的车轮信息移至设定的支架组件地址中，至此完成车轮的入库作业；车轮的出库作业包括如下主要步骤：1）计算机系统根据需要找到设定的支架组件地址中的车轮信息满足出库要求；2）设定支架组件上的车轮被桁架机器人吊起时，设定的支架组件地址中的车轮信息移至桁架机器人地址中；3）桁架机器人中的车轮放置在步进输送机的k区时，桁架机器人地址中的车轮信息移至k区地址中；4）车轮经步进输送机从k区运行至n区，则k区地址中的车轮信息移至n区地址中；5）车轮经出库装置脱离n区时，n区地址中的车轮信息移至出库装置地址中；6）车轮经出库装置放置在出库点时，出库装置地址中的车轮信息移至出库点地址，至此完成车轮的出库作业；入库装置将车轮放置在步进输送机上，桁架机器人从步进输送机上取走车轮，桁架机器人将车轮放置在步进输送机上，出库装置从步进输送机上取走车轮，都是在步进输送机停止运行状态下进行作业的。
11.所述的立体仓库的x纵向为步进输送机的水平长度方向，垂直于x的水平方向为y横向，在x-y直角座标系中，支架组件的座标为，步进输送机中座标为x2，支架组件地址中包括x1和y的数值，支架组件包括第1组件、第2组件、
……
、第r组件，对应的支架组件地址分别为组件1地址、组件2地址、
……
、组件r地址，对应的座标分别为、、
……
、；对应1区、2区、
……
、n区的座标分别为x21、x22、
……
、x2n，则x21=b、x22=2b、
……
、x2n=n b。
12.综上所述， 本发明，由于地面的支架组件为水平和高度均错开交叉排列的双层结构，车轮放置在支架组件上也成双层放置，增加单位面积内车轮的存储数量；同时，在立体仓库内设有入库系统和出库系统，车轮通过入步进输送机送入存储区域内，桁架机器人实现车轮在步进输送机和支架组件之间转运，同时可以使车轮的地址和车轮信息准确传递，使车轮在出入库时，桁架机器人的运行路程均缩短，提高工作效率，加快出入库的节拍。
附图说明
13.图1是立体仓库2的结构示意图；
图2是支架组件3包括底层支架组件31和高层支架组件32的结构示意图，也是支架组件3在水平和高度均错开交叉排列的双层结构；图3是车轮1放置在v型座3-1上，呈上下高度错开的两层布置的结构示意图；图4是立体仓库2设有上下两层的纵向轨道4x，上下两层的桁架机器人4增加车轮1转运的效率；图5是上层的桁架机器人4抓取车轮1升起至高位，不影响下层的桁架机器人4的运行的结构示意图；图6是步进输送机8是板链输送机，采用纵向面板8v1，车轮1在纵向面板8v1上是纵向放置的结构示意图；图7是步进输送机8采用横向面板8v2的双板链输送机，车轮1在横向面板8v2上是横向布置的结构示意图；图中的1是车轮；2是立体仓库；3是支架组件；3-1是v型座； 31是底层支架组件；32是高层支架组件；4是桁架机器人；4x是纵向轨道；5是入库系统；包括入库点5a和入库装置5b；5a是入库点；5b是入库装置；6是出库系统，包括出库装置6a和出库点6b；6a是出库装置；6b是出库点；8是步进输送机；8a是入库输送机；8b是出库输送机；8v 是v型面板；8v1是纵向面板；8v2是横向面板。
具体实施方式
14.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。
15.请参阅图1～7本发明实施例中，用于铁路车辆的车轮1的立体仓库2包括支架组件3、桁架机器人4、入库系统5、出库系统6和计算机系统，每组支架组件3包括两个v型座3-1，车轮1的轮缘放置在v型座3-1上，支架组件3为水平和高度均错开交叉排列的双层结构，包括底层支架组件31和高层支架组件32；入库时，通过桁架机器人4将位于入库系统5的车轮1放置在设定的支架组件3上，完成入库作业；出库时，计算机系统根据需出库要求，将设定支架组件3上的车轮1吊起放置在出库系统6完成出库作业。
16.桁架机器人4包括纵向轨道4x、纵向机架、横向轨道、升降装置和抓取装置，纵向机架在纵向轨道上运行，横向轨道安装在纵向机架上，升降装置安装在横向小车上，位于升降装置底部的抓取装置取放车轮。
17.底层支架组件31上的车轮1需进行出库作业，且其上方有位于高层支架组件32上的车轮1时，可以通过桁架机器人4先对高层支架组件32上的车轮1进行移位作业，腾出其上方空间，车轮1在地面的支架组件3是双层布置，计算机系统通过数据的分析，在空档期提前把合理高层支架组件32上的车轮1进行移位作业，不影响底层支架组件31上的车轮1的取放。
18.所述的立体仓库2包括上下两层的纵向轨道4x，上下两层的纵向轨道4x均设有一台以上的桁架机器人4，上层的桁架机器人4抓取车轮1升起至高位，被抓取的车轮1的最低点高于下层的桁架机器人4的最高点。
19.所述的步进输送机8包括v型面板8v，v型面板8v包括纵向面板8v1和横向面板8v2，车轮1在纵向面板8v1上是纵向放置的，在横向面板8v2上是横向布置的。
20.所述的出库装置6a包括机械手臂6a1，机械手臂6a1使立体仓库2外的车轮1抓取至入库输送机8a上，使得出库输送机8b上的车轮1抓取至立体仓库2外，完成出库。
21.所述的立体仓库2包括步进输送机8，车轮1包括车轮信息，设车轮1的长度为a，步进输送机8每次动作的步进距离为b，全长为nb，分成n个区域，分别为1区、2区、
……
、n区，则车轮1在步进输送机8上密布时，两相邻车轮1的中心距等于b，且b大于a。
22.计算机系统包括录入装置、输出装置和数据库，数据库包括地址，地址包括入库点地址、入库装置地址、步进输送机地址、桁架机器人地址、支架组件地址、出库装置地址和出库点地址，步进输送机地址对应于1区、2区、
……
、n区分别有1区地址、2区地址、
……
、n区地址，车轮的入库作业包括如下主要步骤：1）位于入库点5a的车轮1经录入装置将车轮信息输入至入库点地址中；2）车轮1经入库装置5b脱离入库点5a时，入库点地址中的车轮信息移至入库装置地址中；3）车轮1经入库装置5b放置在步进输送机8的1区时，入库装置地址中的车轮信息移至对应的步进输送机地址中的1区地址内；4）车轮1经步进输送机8从1区运行至m区，则1区地址中的车轮信息移至m区地址中；5）m区的车轮1被桁架机器人4吊起时，m区地址中的车轮信息移至桁架机器人地址中；6）桁架机器人4中的车轮1放置在设定的支架组件3上，桁架机器人地址中的车轮信息移至设定的支架组件地址中，至此完成车轮1的入库作业。
23.车轮1的出库作业包括如下主要步骤：1）计算机系统根据需要找到设定的支架组件地址中的车轮信息11满足出库要求；2设定支架组件3上的车轮1被桁架机器人4吊起时，设定的支架组件地址中的车轮信息移至桁架机器人地址中；3）桁架机器人4中的车轮1放置在步进输送机8的k区时，桁架机器人地址中的车轮信息移至k区地址中；4）车轮1经步进输送机8从k区运行至n区，则k区地址中的车轮信息移至n区地址中；5）车轮1经出库装置6a脱离n区时，n区地址中的车轮信息移至出库装置地址中；6）车轮1经出库装置6a放置在出库点6b时，出库装置地址中的车轮信息移至出库点地址，至此完成车轮1的出库作业；入库装置5b将车轮1放置在步进输送机8上，桁架机器人4从步进输送机8上取走车轮1，桁架机器人4将车轮1放置在步进输送机8上，出库装置6a从步进输送机8上取走车轮1，都是在步进输送机8停止运行状态下进行作业的。
24.需要说明的是：在数据库内的地址中的车轮信息传递的软件设计中，也可以简化设计，如不设置桁架机器人地址，入库时把步进输送机抓取位置的地址上的车轮信息直接移至设定的支架组件3的地址上，出库时把需出库支架组件3地址上的车轮信息直接移至步
进输送机8放置位置的地址上。
25.但万一发生如停电或控制失灵时，可能会出现相关地址中的车轮信息实际上是错误的，易导致车轮选配作业出现严重质量问题。
26.所述的立体仓库2的x纵向为步进输送机8的水平长度方向，垂直于x的水平方向为y横向，在x-y直角座标系中，支架组件3的座标为（x1，y），步进输送机8中座标为x2，支架组件地址中包括x1和y的数值，支架组件3包括1组件、2组件、
……
、r组件，对应的支架组件地址分别为组件1地址、组件2地址、
……
、组件r地址，对应的座标（x1，y）分别为（x11,y1）、（x12,y2）、
……
、（x1r,yr）；对应1区、2区、
……
、n区的座标分别为x21、x22、
……
、x2n，则x21=b、x22=2b、
……
、x2n=n b。
27.计算机系统根据步进输送机8的运行，可以计算出步进输送机8上的车轮1的x2值，桁架机器人4根据x2值对步进输送机8进行取放车轮1，根据x1，y对支架组件3进行取放车轮1。
28.所述的录入装置包括键盘和条码扫描枪或两维码扫码枪，输出装置包括显示器。
29.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制，本发明中，还需要说明的是，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体成型连接，也可以是机械连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以通过具体情况理解术语在本发明中的具体含义。
30.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。