一种立体仓库与机床配合使用的全自动产线的制作方法

本发明属于智能仓储物流与自动化机加工，具体涉及一种立体仓库与机床配合使用的全自动产线。

背景技术：

1、随着传统制造业持续升级改造，生产模式从早期的单机设备加工逐步向复合加工中心与智能化产线演进，生产环节的自动化与无人化需求愈发突出。在大型工件机加工领域，工件体积与重量普遍较大，生产流转过程对搬运精度与作业效率都有较高要求，传统的人工辅助生产模式已逐渐难以适配现代智能制造的发展节奏。

2、当前大型工件的机加工生产中，立体仓储与机床加工始终是两个相互独立的作业环节，二者之间的工件流转完全依靠人工完成。常规作业方式为操作人员操控叉车或行车，将待加工的大型工件吊运至机床中部的工作平台上，通过人工多次调整完成工件的位置校准，随后启动机床开展相关机加工作业，待机床加工完成后，再通过叉车或行车将加工完毕的工件从工作台上吊运转移，以此往复完成单批次工件的加工流转。

3、这种依赖人工转运的生产模式存在多方面的技术缺陷。首先在作业效率与安全性方面，大型工件自重与外形尺寸较大，人工吊运过程中需要反复调整位置以匹配机床工作台的定位要求，整体作业效率低下，且人工操控重型搬运设备作业时，存在工件晃动坠落与设备碰撞的安全隐患，无法实现稳定可控的连续化生产。其次在空间利用方面，受限于搬运方式与存储条件，大型工件无法实现立体化堆叠存放，只能在车间地面平铺摆放，会占用大量的生产场地空间，直接推高工厂的场地使用成本，也不利于车间的现场布局。再者在现场环境方面，机加工完成后的工件表面会残留大量切削液与金属铁屑，在吊运转运过程中，废液与铁屑会随意滴落至车间地面，造成生产场地污染，需要额外配置人工进行定期清扫，增加了工厂的清洁运营成本。

4、此外，现有重载立体仓库技术大多应用于独立的仓储场景，仅能完成货物的入库存储与出库转运功能，无法直接与机床加工设备实现信号交互与协同作业，仓储环节与加工环节之间始终存在人工衔接，难以真正实现从毛坯存储到机床加工的全流程自动化运行。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提出一种立体仓库与机床配合使用的全自动产线，用以解决现有大型工件机加工生产中立体仓储与机床加工环节相互独立，难以真正实现工件从毛坯存储到机床加工的全流程自动化运行的技术问题。

2、本发明提供的立体仓库与机床配合使用的全自动产线的技术方案是：

3、立体仓库与机床配合使用的全自动产线，包括堆垛机和固定安装在地面上的重载货架、机床和接驳台；

4、重载货架用于立体堆叠存储工件；机床用于对工件进行机加工；接驳台用于与外部转运设备对接以输入工件毛坯或输出加工完成后的工件；

5、所述堆垛机上设有用于取放工件的货叉，并配置有齿轮齿条行走驱动组件与激光定位系统，齿轮齿条行走驱动组件用于驱动堆垛机在重载货架的巷道内部水平往返移动，以在接驳台、重载货架与机床之间自动转运工件；激光定位系统用于实时采集堆垛机相对于重载货架、机床以及接驳台的位置信息，与所述齿轮齿条行走驱动组件相互配合，以引导堆垛机上的货叉对准机床、重载货架或接驳台进行工件的装卸作业。

6、本发明的有益效果为：本发明通过将重载货架、机床、接驳台与堆垛机整合为一体化产线，打破了立体仓储与机床加工环节之间的人工衔接，由堆垛机替代人工操控叉车或行车完成工件在接驳台、重载货架与机床之间的自动转运，避免了传统人工吊运作业中的坠落与碰撞安全隐患，提高了整体作业效率与生产连续性；通过重载货架实现工件的立体堆叠存储，解决了大型工件平铺摆放占用大量生产场地空间的问题，降低了车间的场地使用成本。本发明通过齿轮齿条行走驱动组件提供刚性机械传动，配合激光定位系统实时采集位置信息，减少了人工多次调整校准位置的误差，能够引导货叉精准对准机床、重载货架或接驳台进行装卸作业，保证了重载工况下的对位精度。

7、进一步的，所述接驳台沿所述巷道的延伸方向并排间隔设置有多个，机床沿所述巷道的延伸方向并排间隔设置有多个；接驳台和机床上的工件放置位均朝向所述巷道。

8、有益效果：使得多台机床与多个接驳台集中排布于巷道侧旁，堆垛机沿巷道单一路线即可连续对应各个机床与接驳台，缩短了转运路线，支持多台机床并行开展机加工作业，大幅提升了产线的整体转运效率。

9、进一步的，相邻两个机床之间的间隙位置设置有工件临时存储架，工件临时存储架的顶部与重载货架连接。

10、有益效果：工件临时存储架可以就近暂存待加工或已加工完毕的工件，减少了堆垛机频繁往返于重载货架之间的移动行程，缩短了转运时间；工件临时存储架的顶部与重载货架连接，能够借助重载货架形成稳固的力学支撑，保证工件临时存储架的整体刚度与稳定性。

11、进一步的，所述堆垛机的底部对应设置有地轨，重载货架的顶部沿巷道的延伸方向设置有天轨，堆垛机的顶部与天轨滑动配合，堆垛机的底部与地轨滑动配合。

12、有益效果：地轨和天轨构成了堆垛机上下两端的导向与限位结构，防止堆垛机在承载大重量工件快速移动时发生晃动或倾斜，保障了堆垛机在巷道内水平往返移动时的运行平稳性与作业安全性。

13、进一步的，所述齿轮齿条行走驱动组件包括行走电机、行走齿轮和行走齿条，行走齿条沿巷道的延伸方向长铺，并且与所述地轨平行间隔布置，行走齿轮固定安装在行走电机的输出轴端，行走齿轮与行走齿条相互啮合。

14、有益效果：齿轮齿条啮合传动的结构形式具备较强的承载能力与传动刚性，重载工况下不会出现传动打滑，能够稳定输出行走驱动力，同时能够保证堆垛机的位移精度，有利于实现堆垛机的精准定位。

15、进一步的，所述重载货架设有自下至上分布的多层用于放置工件的存储工位，接驳台和机床与存储工位分别位于巷道的两侧，所述货叉为双向伸缩货叉。

16、有益效果：重载货架沿上下方向设置多层存储工位，拓展了高度方向的存储空间，接驳台与机床同存储工位分设在巷道两侧，配合货叉的双向伸缩功能，使堆垛机无需旋转即可直接朝向巷道两侧分别完成取放工件动作，简化了作业流程。

17、进一步的，所述重载货架上具有至少两种尺寸不同的存储工位。

18、有益效果：能够根据工件的实际外形尺寸实施分类存储，合理分配不同大小工位的仓储空间，提高了重载货架对不同规格工件的存储适应能力。

19、进一步的，还包括导液收集系统，导液收集系统包括固定安装于地面上的地面导液槽以及设置在堆垛机上的接液机构；堆垛机包括载货台，所述货叉安装在载货台上，接液机构包括安装在载货台底部的载货台接液盘以及位于堆垛机底部的堆垛机导液槽；载货台接液盘用于承接工件表面滴落的切削液与金属铁屑，并通过堆垛机导液槽将切削液导流汇集至地面导液槽内。

20、有益效果：能够在工件转运全程中承接滴落的切削液与金属铁屑，避免其滴落污染生产场地，减少人工清洁的工作量，保持生产现场的整洁。

21、进一步的，所述载货台接液盘在上下方向上投影覆盖载货台在上下方向上的投影，载货台接液盘的四周开设有出液口，出液口的正下方对应堆垛机导液槽的槽体区域；堆垛机导液槽随堆垛机同步移动，并始终保持位于地面导液槽的槽口上方。

22、有益效果：能够确保工件滴落的切削液与金属铁屑全部落入载货台接液盘内，在堆垛机水平往返移动的整个过程中，切削液均能顺利汇入地面导液槽内，避免了液体外溢渗漏的风险。

23、进一步的，所述堆垛机还包括设置在载货台两侧的门形检测架，门形检测架上设置有光电检测开关组件；光电检测开关组件包括沿门形检测架两侧相对设置的光电发射端和光电接收端，光电发射端发射的光束横跨工件的取放路径，用于在所述货叉取放工件时检测工件的在位状态与外形超限状态。

24、有益效果：光电检测开关组件能够在货叉取放工件时，自动检测工件的在位状态与外形超限状态，及时识别工件缺失或外形超差的情况，避免货叉无效作业，也防止超限工件在转运过程中碰撞设备，提升作业的安全性与运行可靠性。