特变电条料堆垛机、储存拣选系统及拣选方法与流程

1.本发明涉及物流技术领域，特别是涉及一种应用于特变电变压器生产制造行业的特变电条料堆垛机，以及一种使用该堆垛机的特变电条料储存拣选系统和拣选方法。


背景技术：

2.卷料/条料/硅钢卷料/硅钢卷/钢卷：都是一种东西，不同钢号卷成的钢卷，是制作变压器的原料之一。钢卷内径一样，长度(或叫宽度，即轴向长度)不同，长度以5mm为间隔单位，30mm到1050mm(某项目204种)多种型号，而且钢号不同大约有几种(三四种，导致这个项目理论上204x4＝816种)，导致卷料种类理论上很多种，实际生产中也会有很多种。多个卷料串在一起称作一轴卷料。纵剪：整轴的钢卷经过纵剪后，剪成不同长度的钢卷。整轴纵剪后，这整轴的每个卷料长度不同，纵剪后卷料入库。横剪：将卷料展开，剪成钢片。卷料横剪后导致卷料外径变小(大约一定直径的卷料还会入库，所以库里有未经过横剪和经过横剪的卷料，导致卷料种类更多)。根据卷料长度不同，有200、400、800等不同横剪生产线。小纵剪线：已经纵剪过的卷料再次到一个小型纵剪线纵剪成长度更小的卷料。包装线：由于生产或者外销，未经过横剪的不同长度的卷料组合后(不一定是整轴卷料纵切后直接包装)包装，外销。卷料间隙：几个卷料在存储，拣选，转运对接时卷之间轴向间隔一定距离，避免两卷之间摩擦碰撞损坏。
3.现有卷料立体库，都是人工出库拣选，没有库内拣选，工人把整轴钢卷出库，在托架(托盘)上用行车起吊拣选，因此仓储无法实现自动拣选；卷料上。现有卷料立体库的生产工艺流程：整轴卷料根据生产需要纵剪后入库，根据生产需要1、出库包装；2、横剪线横剪；3、小纵剪线纵剪。横剪剩余回库。小纵剪后回库或去横剪。
4.现有卷料立体库中，由于卷料相对于载货台的位置变动很大，而且一轴卷料可能1到n多个条码，无法使用固定的条码识别器，因而只能采用人工出库拣选，没有库内拣选。人工出库拣选具有以下问题：1、耗费劳动力；2、物流效率制约生产设备的效率；3、人工拣选行车起吊导致硅钢卷料卷边，导致报废，损耗率高，导致成本上升。


技术实现要素：

5.为解决上述问题，本发明公开了一种特变电条料堆垛机，包括：移动平台，进行第一水平方向上的往复运动；垂直导轨，设置于该移动平台，并垂直于水平面；升降平台，沿该垂直导轨进行垂直方向的往复运动；货叉，设置于该升降平台，包括工作臂，该工作臂沿第二水平方向移动，以对特变电条料的卷料进行存取操作或堆垛拆垛操作，或沿第三水平方向移动，以对该卷料进行出库操作或入库操作；该第一水平方向垂直于该第二水平方向；图像传感器，设置于该升降平台，且该图像传感器指向该工作臂的承载位置。
6.优选的，该图像传感器具有1个或多个，当该图像传感器具有多个时，围绕该工作臂设置。
7.进一步的，该移动平台包括水平驱动装置，该移动平台由该水平驱动装置驱动进
行沿上导轨和下导轨的往复运动，其中，该上导轨和该下导轨相互平行并沿该第一水平方向延伸，该移动平台的上端与该上导轨啮合，该移动平台的下端与该下导轨啮合；该升降平台通过垂直驱动装置进行垂直往复运动；该货叉还包括：旋转基座、旋转驱动装置、水平导轨和伸缩驱动装置，其中，该旋转基座与该升降平台活动连接，并由该旋转驱动装置驱动进行水平面内的旋转，该水平导轨设置于该旋转基座，该工作臂由该伸缩驱动装置驱动进行伸出或收回，并由该旋转基座的转动以带动该工作臂转向该第二水平方向或该第三水平方向。
8.本发明还提出一种特变电条料储存拣选系统，包括：货架，包括多个货位，每个该货位设置有悬挂特变电条料的卷料的悬臂；如前所述的特变电条料堆垛机；出入库装置，设置于出入库工位；控制装置，与该堆垛机和该出入库装置通信连接，以控制对该卷料的存取操作、堆垛拆垛操作和出入库操作。
9.优选的，该货架包括：用于存储该卷料的存储货架和用于对该卷料进行分选的拣选货架；该特变电条料堆垛机包括第一堆垛机和第二堆垛机；其中，以该第一堆垛机对该存储货架上的卷料进行存取操作，以该第二堆垛机对该拣选货架上的卷料进行堆垛拆垛操作和拣选操作；该特变电条料储存拣选系统还包括：转接装置，该转接设备设置于转接工位，以进行该卷转在该第一堆垛机和该第二堆垛机之间的转接。
10.本发明还提出一种特变电条料拣选方法，包括：获取挂载于某货位上的卷料的图像信息；根据该图像信息获取该卷料的属性信息，该属性信息包括该卷料的宽度信息、长度信息和类型信息及其与相邻卷料之间的间距信息；若该间距信息小于拣选阈值，则将对应的卷料标记为废卷料；反之，则将该宽度信息、该长度信息和该类型信息，对该特变电条料储存拣选系统的数据库中的预存数据进行比对，并对错误数据进行更新；根据该宽度信息、该长度信息和该类型信息对所有该卷料进行分类拣选操作，并在分类拣选操作时，同步清理废卷料。
11.优选的，通过控制该特变电条料储存拣选系统的特变电条料堆垛机运行至该货位，以使该特变电条料堆垛机上的图像传感器获取该图像信息。
12.进一步的，入库时，获取待入库卷料的图像信息以获取入库属性信息，根据该入库属性信息，将该入库卷料组合为一轴卷料，以挂载至该货位上进行存储；出库时，获取待出库卷料的图像信息以获取出库属性信息，根据该出库属性信息，清理废卷料，将该出库卷料拆分为单个卷料，并将需要出库的卷料进行出库，将剩余的该待出库卷料重新组合为一轴卷料，以挂载至该货位上进行存储。
附图说明
13.图1是本发明的特变电条料堆垛机结构示意图。
14.图2是本发明的货叉结构示意图。
15.图3是本发明的视觉传感器位置示意图。
16.图4是本发明一实施例的特变电条料储存拣选系统结构示意图。
17.图5是本发明一实施例的特变电条料储存拣选系统局部结构示意图。
18.图6是本发明另一实施例的特变电条料储存拣选系统结构示意图。
19.图7是本发明的特变电条料拣选方法流程图。
20.其中，附图标记为：
21.1：移动平台
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11：水平驱动装置
22.12：上导轨
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13：下导轨
23.2：垂直导轨
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3：升降平台
24.31：垂直驱动装置
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4：货叉
25.41：旋转基座
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42：旋转驱动装置
26.43：水平导轨
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44：伸缩驱动装置
27.45：工作臂
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5：卷料
28.6：视觉传感器
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100：存储堆垛机
29.200：拣选堆垛机
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300：存储货架
30.400：拣选货架
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500：出入库装置
31.600：转接装置
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700：控制装置
32.100'：堆垛机
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300'：货架
具体实施方式
33.下面结合附图对本发明的具体实施方式做出进一步的详细说明，所描述的实施例仅仅是本发明的一种实施例，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付出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。
34.本发明采用带有视觉识别装置的堆垛机，可以通过识别硅钢卷料条码以获取卷料的类型信息，以及获取货叉的工作臂上的卷料数量，每个卷料的长度，卷料之间间隙。存储货架采用悬臂式，存取方式采用悬挑式，货叉采用悬臂式旋转货叉。采用存储库和拣选库组合的形式，通过视觉识别，控制货叉悬挑距离，可实现从一轴卷料中拣选出所需的的单个卷料，并多个单个卷料重新组合成一轴卷料等，实现卷料的存储和库内拣选。
35.采用库内拣选的模式(存储库和拣选库组合，存储堆垛机把一轴卷料通过过渡设备转到拣选堆垛机上)，存储货架采用悬臂式，堆垛机货叉采用悬挑式旋转货叉。堆垛机载货台安装视觉识别系统，可监控卷料之间间隙、识别卷料长度、识别卷料上的条码，及货叉的工作臂上挂载卷料的数量。整个存储拣选过程中监控卷料之间的间隙，拣选流程为：拣选堆垛机挑取一轴卷料，视觉识别系统确认这轴卷料的信息(卷料数量，长度和型号)是否和wmc中的信息一直，然后根据卷料的长度，一个个分拣挂到悬臂货架上，根据生产需要，把单个卷料出库用于各横剪线或纵剪线。对于暂时不用的拣选区卷料再组合成一轴，回库到存储区。横剪线或者小纵剪线的未用完卷料先入库拣选库，重组后回库存储区。对于包装线，拣选堆垛机把拣选好的一轴卷料(全是未横剪过的)出库，包装用于外销。
36.拣选流程包括：
37.1、一轴卷料到拣选区拆成单个，挂于拣选区货架上，根据需要出库，过程为：根据wms取得此轴卷料信息，得知卷料长度，视觉识别对信息和实物进行校验，货叉挑一轴卷料放在悬臂货架上，堆垛机下降，回叉，回叉的距离略大于货叉最远端卷料的长度，堆垛机抬升，然后整个回叉到原位。从而实现货叉最远端的卷料拣选出来单个挂在货架上。
38.2、单个卷料重新组合是流程1的逆过程。把单个的卷料都在某一个货架上组合到
一起。然后一轴卷料回存储库，存储。
39.图1是本发明的特变电条料堆垛机结构示意图。如图1所示，具体来说，本发明的特变电条料堆垛机，包括：移动平台1、垂直导轨2、升降平台3和货叉4，其中，移动平台1可以在水平驱动装置11的驱动下，沿第一水平方向进行往复运动，移动平台1可以为agv小车或rgv小车，于本发明的实施例中，采用巷道式堆垛机，即移动平台1分别与上轨道12和下轨道13啮合，以沿上轨道12和下轨道13进行平移；垂直导轨2作为升降平台3在垂直方向上移动的轨道，设置于移动平台1上并垂直于移动平台1，升降平台3在垂直驱动装置31的驱动下，沿垂直方向进行往复运动，货叉4设置在升降平台3上，随升降平台3进行上下移动，将卷料5输送至不同位置。水平驱动装置11可以采用各种驱动形式，例如采用电机驱动主动轮或电机驱动齿轮齿条，以也可以采用液压驱动方式，垂直驱动装置31也可以采用各种驱动形式，例如采用电机驱动提升带(如钢丝绳或同步带等)或电机驱动齿轮齿条等。
40.图2是本发明的货叉结构示意图。如图2所示，货叉4包括旋转基座41、旋转驱动装置42、水平导轨43、伸缩驱动装置44和工作臂45，其中，旋转基座41可以在旋转驱动装置42的驱动下，在水平面内进行旋转，水平导轨43设置于旋转基座41，工作臂45设置于水平导轨43上，并可在伸缩驱动装置44的驱动下沿水平导轨43伸出或缩回，以将卷料5由货位取下或将卷料5挂到货位上。
41.图3是本发明的视觉传感器位置示意图。如图3所示，本发明的特变电条料堆垛机还包括视觉传感器6，设置于升降平台3上，当货叉4承载卷料5的时候，视觉传感器6朝向卷料5，以获取卷料5的存储信息，例如，卷料5的数量，每卷卷料5的长度，以及货叉上承载卷料5的型号、卷料5之间的间隙等。视觉传感器6安装在升降平台3两侧，因为货叉4旋转，所以采用了两个视觉传感器6，每个卷料的条码贴于卷料5的上半部份。页可以通过单个视觉传感器，每个卷料上部两侧各贴一个条码。
42.图4是本发明一实施例的特变电条料储存拣选系统结构示意图，图5是本发明一实施例的特变电条料储存拣选系统局部结构示意图。如图4、图5所示，本发明的特变电条料储存拣选系统，包括存储堆垛机100、拣选堆垛机200、存储货架300、拣选货架400、出入库装置500、转接装置600和控制装置700，其中存储货架300和拣选货架400分别置于不同的巷道，均具有多个货位用于挂载卷料5，每个货位都设置有悬挂卷料的悬臂，存储堆垛机100对应存储货架300，在存储货架300前进行卷料的存取操作，拣选堆垛机200对应拣选货架400，在拣选货架400前进行卷料的分拣选取操作，在存储货架300与拣选货架400之间，通过转接装置600进行卷料5的转接，例如由存储堆垛机100从存储货架300上取下卷料，运行至转接装置600所在的转接工位，本发明的转接装置600采用一字臂机器人，两个对称悬臂之间，可实现180都回转，用于存储货架300和拣选货架400两个巷道间的过度，存储堆垛机100把一轴卷料挂到悬臂上，一字臂回转，拣选堆垛机200对接挑取卷料去拣选，以及拣选后卷料从拣选货架400到存储货架300的回料则是逆操作，控制装置700与存储堆垛机100、拣选堆垛机200、出入库装置500、转接装置600通信连接，以进行上述操作；也可以把存储货架300和拣选货架400放于一个巷道，存储堆垛机100与拣选堆垛机200合为同一堆垛机，即可存储也可拣选放，可一个巷道多台堆垛机增加效率，增加空间利用率。
43.图6是本发明另一实施例的特变电条料储存拣选系统结构示意图。如图6所示，于本发明的另一实施例中，为降低对场地空间的需求，用同一组堆垛机和货架同时承担卷料
存储和卷料拣选的功能，则特变电条料储存拣选系统包括堆垛机100'、货架300'、出入库装置500和控制装置700，其中堆垛机100'对应货架300'，货架300'可以分为存储区和拣选区，或指定存储货位和拣选货位，或根据实际存储情况临时指定存储货位和拣选货位，在货架300'前进行卷料的存取操作和卷料分拣选取，通过出入库装置500进行卷料5的出入库操作，控制装置700与堆垛机100'、出入库装置500通信连接。
44.图7是本发明的特变电条料拣选方法流程图。如图7所示，本发明的特变电条料拣选方法，具体包括：
45.步骤s1，获取挂载于某货位上的卷料的图像信息；
46.步骤s2，根据卷料的图像信息获取该卷料的属性信息，该属性信息包括货位上卷料的数量，卷料的宽度、长度和类型及该卷料与相邻卷料之间的间距；
47.步骤s3，判断卷料与相邻卷料之间的间距是否小于拣选阈值；
48.步骤s4，若该卷料与相邻卷料之间的间距信息小于拣选阈值，认为该卷料与相邻卷料距离过近，发生了接触摩擦，已导致毛边，则将该卷料标记为废卷料以准备进行清理；
49.步骤s5，若该卷料与相邻卷料之间的间距信息大于等于拣选阈值，则进行盘库工作，将该卷料的宽度、长度和类型等信息，与特变电条料储存拣选系统的数据库中的预存数据进行比对，将数据库中的对错误数据进行更新；
50.步骤s6，根据该卷料的宽度、长度和类型等信息，对货位上的所有卷料进行分类拣选操作，并在分类拣选操作时，同步清理废卷料；
51.步骤s7，入库时，获取待入库卷料的图像信息以获取入库属性信息(卷料的宽度、长度和类型等)，根据入库属性信息，清理废卷料，将入库卷料组合为一轴卷料，以挂载至指定货位上进行存储；
52.步骤s8，出库时，获取待出库卷料的图像信息以获取出库属性信息(卷料的宽度、长度和类型等)，根据出库属性信息，清理废卷料，将出库卷料拆分为单个卷料，并将需要出库的一个或多个卷料进行出库，将剩余的待出库卷料重新组合为一轴卷料，以挂载至原货位或指定的新货位上进行存储。
53.本发明的特变电条料拣选方法，通过控制特变电条料储存拣选系统的堆垛机运行至挂载卷料的货位，以使堆垛机上的图像传感器可以获取卷料的图像信息。
54.本发明的特变电条料储存拣选系统减小了劳动力的使用，提高了生产效率，减少了卷料损耗，实现卷料信息追溯。视觉传感器的视觉识别避免拣选时由于卷料长度问题，伸叉距离不对导致的掉卷。
55.本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。