双存取口升降横移立体库的制作方法

1.本实用新型涉及智能仓储领域，具体涉及一种双存取口升降横移立体库。


背景技术：

2.智能化物流仓储是数字化车间、数字化工厂的重要组成部分，是未来物流仓储的主流发展方向。随着车间的生产任务逐年递增，当前仓库状态的库房已无法适应未来的任务需求，同时库房设施落后造成的出入库效率低下也将严重制约车间综合产能提升，成为产品制造链条中的瓶颈。
3.近年来，车间为缓解库房容量紧张的状态，增设了隔板货架，大幅度提高了车间现有场地的空间利用率，但受到当前库房高度的限制，已经无法进一步增加存储空间。
4.目前，物流仓储使用的立体库一般只有一个取货口，当空间足够大时，车间通常配置多个独立的立体库从不同的取货口独立取货，每个立体库都需要独立的提取车、控制系统。而双存取口立体库控制系统复杂，各存取口之间存取货物易出现干扰。此外，立体库通常采用测量光栅或者面型光幕来实现货物测高，具有成本高，损坏后需要整根更换，安装方式不灵活等缺点。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是解决现有技术中存在的双存取口存取货物易出现干扰以及货物测高成本高、安装方式不灵活的问题，而提供了一种双存取口升降横移立体库。
6.为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：
7.一种双存取口升降横移立体库，包括立体框架式结构、设置在立体框架式结构上的第一存取口和第二存取口、托盘输送单元、提取车运动系统以及电气系统；所述托盘输送单元位于存取口与提取车运动系统之间；所述电气系统包括可编程控制器plc；其特殊之处在于：
8.还包括分别设置在第一存取口和第二存取口处的安全单元；所述安全单元包括位于托盘输送单元前端的安全光幕和位于托盘输送单元后端的测高光幕；所述安全光幕包括第一左右支撑杆以及设置在第一左右支撑杆上的多个第一对射开关组；所述多个第一对射开关组的间距相等；所述测高光幕包括第二左右支撑杆以及设置在第二左右支撑杆上的多个第二对射开关组；多个第二对射开关组的高度略大于待入库不同货物的高度；所述安全光幕最上端的第一对射开关组高度大于所述测高光幕最上端的第二对射开关组高度；
9.所述电气系统还包括存取口互锁单元；所述存取口互锁单元包括第一存取口接触器、第二存取口接触器、第一与门电路、第二与门电路；所述第一与门电路和第二与门电路均包括两个二极管；第一与门电路的两个二极管负极分别接plc吸合信号及第二存取口接触器常闭触点；第一存取口接触器线圈的一端接第一与门电路的两个二极管正极，另一端接地；第二与门电路的两个二极管负极分别接plc吸合信号及第一存取口接触器常闭触点；第二存取口接触器线圈的一端接第二与门电路的两个二极管正极，另一端接地。
10.进一步地，所述第一存取口和第二存取口位于不同楼层或不同高度。
11.进一步地，所述第一对射开关组和第二对射开关组均为对射光电传感器。
12.进一步地，所述测高光幕的多个第二对射开关组间距可调。
13.本实用新型相比现有技术的有益效果是：
14.本实用新型提供的双存取口升降横移立体库，由于设置了两个存取口，所以加入了存取口互锁单元，不同的存取口入库、出库互相制约，防止误操作，避免不同存取口同时入库、出库引发故障；通过测高光幕可有效监测货物高度在运动状态下的最高点，使测量高度误差达到最低，优化了立体库的存储空间；采用对射开关实现测高光幕，有效降低了成本，同时可以动态测试货物最高点。
附图说明
15.图1是本实用新型双存取口升降横移立体库的内部结构俯视图；
16.图2是本实用新型双存取口升降横移立体库的侧视图；
17.图3是本实用新型中测高光幕的结构示意图；
18.图4是本实用新型中电气系统组成框图；
19.图5是本实用新型中存取口互锁单元的示意图；
20.图6是本实用新型货物入库流程图；
21.图中，1
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提升电机，2
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水平直线导轨，3
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水平电机，4
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托盘输送单元，5
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第一存取口，6
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提升框架，7
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提取车，8
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第二存取口，9
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安全光幕，10
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测高光幕，11
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第二左右支撑杆，12
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第二对射开关组。
具体实施方式
22.为使本实用新型的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的双存取口升降横移立体库作进一步详细说明。
23.如图1、图2所示，双存取口升降横移立体库包括立体框架式结构、设置在立体框架式结构上的第一存取口5和第二存取口8、托盘输送单元4、提取车运动系统、电气系统，托盘输送单元4位于存取口与提取车运动系统之间。该立体库以托盘为存储单元，通过提取车运动系统的升降、左右水平运动以及托盘输送单元4的前后水平运动，将存放货物的托盘取到操作者面前或送到货柜合适位置。
24.提取车运动系统包括升降运动单元和水平运动单元。
25.升降运动单元：托盘的升降运动就是依靠提取车7的升降运动来实现的，立体库底座上安装有提升电机1，提升电机1带动链轮转动，链轮上的四根链条与提取车7连接，通过提升框架6上下移动实现提取车7的上下运动。
26.水平运动单元：水平电机3安装在提升框架6上，通过水平电机3驱动同步带使提取车7在水平直线导轨2上左右水平移动。采用水平直线导轨2和同步带结合的方式，保证提取车7快速水平移动和快速定位。
27.第一存取口5和第二存取口8处分别设置有安全单元，安全单元包括位于托盘输送单元4前端的安全光幕9以及位于托盘输送单元4后端的测高光幕10。
28.安全光幕9包括第一左右支撑杆以及设置在第一左右支撑杆上的多个第一对射开
关组，多个第一对射开关组的间距相等。
29.如图3所示，测高光幕10包括第二左右支撑杆11以及设置在第二左右支撑杆11上的多个第二对射开关组12，多个第二对射开关组12的高度略大于待入库货物的不同高度。测高光幕10的作用是当存放货物的托盘进入立体库时能自动检测货物的高度，在立体库中找到合适的存储位置，当托盘盛装货物的高度超过定义的允许高度时，能立即报警并停止工作，防止超高尺寸货物进入存放区。
30.测高光幕10主要分为线型测高、面型测高、立体网格型测高。考虑到货物的顶端不平齐的特点，以及托盘运送到提取车7上时会有轻微的抖动，本实施例中运用两列对射光电传感器组成了线型测高光幕。托盘连同货物通过托盘输送单元4往提取车7上放置时，托盘连同货物会动态地经过测高光幕10，这样测高光幕10可以检测出货物在运行状态下的最高点，从而分配合适的储位。
31.运用对射开关组成测高光幕10，相对于使用密集度高的成品测量光栅，具有成本低，测量间距可以按照实际使用的货物高度种类灵活设置的优点。本设计中，货物的高度主要为90cm，100cm，230cm，测量间距设计为150cm。根据货物的不同高度，给不同的货物分配合适的储位，当货物高度大于450mm时，产生报警信号。
32.考虑到长时间存储货物后，托盘底部会有轻度变形，或者货物太重，对托盘底部会有轻度压缩，在选择对射开关的测量精度时，需充分考虑形变的范围。本实施例中，采用的对射开关测量精度为≤
±
7mm。托盘的形变在测量精度范围内。
33.考虑到存取口处存取货物需要将货物抬离一定的高度，所以安全光幕9最上端的第一对射开关组高度大于测高光幕10最上端的第二对射开关组12高度。
34.如图4所示，电气系统包括可编程控制器plc、工控机、变频器、存取口互锁单元等，用于实现设备的运行控制和安全保护。
35.电气系统以可编程控制器plc为核心，plc向上联接工控机，接受物料的输送指令，向下联接输送设备实现底层输送设备的驱动、物料的检测与识别，完成物料输送的过程控制及信息的传递。工控机为人机输入，同时货柜上装有多种确认电机运转位置的传感器和用于安全互锁的装置。它们通过数字i/o口将信号传递到plc，plc通过读取各传感器的信号来控制电机运转，达到可靠定位、安全运行。如果在操作过程中发生某些故障，将迅速在工控机上显示出来，同时还可显示其它各种信息以提示操作者正确操作。
36.如图5所示，存取口互锁单元包括第一存取口接触器、第二存取口接触器、第一与门电路、第二与门电路，第一与门电路和第二与门电路均包括两个二极管。第一与门电路的两个二极管负极分别接plc吸合信号及第二存取口接触器常闭触点，两个二极管正极上拉到24v；第一存取口接触器线圈的一端接第一与门电路的两个二极管正极，另一端接地。第二与门电路的两个二极管负极分别接第二plc吸合信号及第一存取口接触器常闭触点，两个二极管正极上拉到24v；第二存取口接触器线圈的一端接第二与门电路的两个二极管正极，另一端接地。
37.本实施例中，存取口互锁单元选用的施耐德直流接触器有两个常开触点，两个常闭触点，以及线圈接口a1，a2。接触器的工作原理是线圈接口a1为24v，a2接地时，常开触点闭合，常闭触点断开。
38.根据接触器的这个特点，存取口互锁单元的工作原理如下：用1楼的第二存取口接
触器常闭触点控制2楼的第一存取口接触器线圈电路，2楼的第一存取口接触器常闭触点控制1楼的第二存取口接触器线圈电路，当plc发送触点吸合命令发送给1楼的第二存取口接触器线圈时，1楼的第二存取口接触器常闭触点切断2楼的第一存取口接触器线圈电路，使2楼的第一存取口接触器电路无法同时吸合，从而达到只有1楼的第二存取口可以正常操作的目的。同时在软件中也有信号互锁设计，当某一个存取口工作时，其他存取口操作失效。
39.考虑到一般的门电路高电压一般为5v，而接触器的线圈信号为24v，本技术中运用了两个二极管自行组成与门电路，只有当plc吸合信号和接触器1常闭触点信号都为高时，接触器2线圈电路电压a1才为24v，接触器2常开触点电路吸合，同时接触器2常闭触点断开，导致接触器1线圈电路a1电压为零，接触器1触点电路断开。设备金属外壳可靠接地。
40.该立体库的工作原理如图6所示，立体库纵向分为三部分，前后两部分为物料区，中间为供提取车7上下运动的巷道。该立体库有多列货架单元作为储位，一台提取车7实现托盘在三个方向上的移动。提取车运动系统的升降、左右水平运动以及托盘输送单元4的水平运动构成了立体库的全套动作。这些动作通过自动控制方式协调、高效地完成托盘的存取任务。用户可直接输入物料名称、代码或输入物料所在的托盘号，提取车7将按照用户的指令，把所需托盘送到存取口或由存取口送回到柜内。
41.该立体库可在不同楼层分别设置一个存取口，同时每个存取口配置托盘输送单元4，方便操作者取放物料。
42.设备中采用了编码器进行闭环控制，并经过安全信号互锁，实现提取车7的精确定位，可有效消除链条拉伸造成的机械误差，定位精度高。
43.该立体库具有占地面积小、容量大的特点，比普通货架节约超过60％的存储空间；运行平稳、运行可靠、定位准确，存放、查找货物方便；采用安全光幕保护，测高光幕自动测高，智能化存取，权限设置等功能，具有操作安全、可靠等特点，可方便地应用于零件库的管理。