[发明专利]一种自动化立体仓库及其控制系统

摘要

本发明公开了一种自动化立体仓库及其控制系统，涉及仓储技术领域，它包括若干并列布置的货架组，所述货架组包括两排并列布置的货架及设于两排货架间的堆垛机，所述堆垛机能在同组货架组内的两个货架上存取货物。本发明解决了现有货架堆放货物低，占地面积大的问题，无需预留大量的叉车通道，无需工作人员进行高空存货。其空间利用率高，占地面积少，存储货物安全可靠。

主权项

1.一种自动化立体仓库，其特征在于：它包括若干并列布置的货架组，所述货架组包括两排并列布置的货架（2）及设于两排货架（2）间的堆垛机（3），所述堆垛机（3）能在同组货架组内的两个货架（2）上存取货物；所述货架（2）为单排的贯通式货架，其中货架（2）由顶梁（6）和若干支柱（7）组合构成架体，架体上设有若干储物通道，其中任一储物通道内均设有平行布置的两导轨（8），所述导轨（8）与支柱（7）通过牛腿（9）连接，所述导轨用于承载货物;所述支柱将架体分隔成多列，每列内均设置有若干储物通道；所述支柱上设置有若干导轨，使每个储物通道由支柱和导轨构成，其中每个储物通道底部均设置有导轨，所述导轨用于放置并支撑货物；在每列内，相邻两个储物通道在竖直方向相互连通；所述堆垛机（3）包括设于同组货架组间的巷道（1）、置于巷道（1）内的地轨、置于地轨上的可往复运动的机体、设于机体上的立柱、设于立柱上可上下运动的载货台及设于载货台上的穿梭车；所述穿梭车可在任一储物通道内的导轨上运动存取货物；所述同组货架组间的巷道（1）入口处设有输送机，所述输送机分为存货输送机（4）和取货输送机（5）；所述存货输送机(4）和取货输送机（5）分别置于地轨的两侧；所述自动化立体仓库还包括控制系统，所述控制系统包括仓库控制系统、输送机控制系统和上位机；所述仓库控制系统和输送机控制系统各采用一个PLC作为主控器，上位机通过总线的方式分别与两个PLC进行连接；所述仓库控制系统用于货物在仓库中的存取控制；所述输送机控制系统用于输送机在运输货物过程中的启停控制；所述上位机对两个PLC的信号进行接收和向两个PLC发出控制信号；所述仓库控制系统安装在堆垛机上，所述仓库控制系统包括接在仓库PLC输入端上的堆垛机定位检测元件和储物通道检测元件、接在仓库PLC输出端上的第一变频器和第二变频器、接在第一变频器上的水平移动电机和穿梭车驱动电机及接在第二变频器上的升降电机；所述堆垛机定位检测元件由认址器和认址片构成；其中安装在堆垛机（3）机体上随机体往复移动的认址器为水平方向认址器，其相应的认址片安装在地轨上；其中安装在堆垛机（3）载货台上随载货台上下移动的认址器为竖直方向认址器，其相应的认址片安装在堆垛机（3）的立柱上；所述储物通道检测元件，安装在每个储物通道内;所述堆垛机定位检测元件检测堆垛机（3）的位置，将检测到的位置信号以脉冲的形式发送给仓库PLC；所述储物通道检测元件检测储物通道内是否有货物存在，将检测到的货物有无信号以数字量的形式发送给仓库PLC；所述第一变频器用于控制水平移动电机和穿梭车驱动电机的速度；所述第二变频器用于控制升降电机的速度；所述输送机控制系统安装在输送机上，所述输送机控制系统包括接在输送机PLC输入端上的存货输送机入口检测传感器、存货输送机出口检测传感器、取货输送机入口检测传感器和取货输送机出口检测传感器、接在输送机PLC输出端上的第三变频器和第四变频器、接在第三变频器上的存货输送机驱动电机及接在第四变频器上的取货输送机驱动电机；所述存货输送机入口检测传感器和存货输送机出口检测传感器分别设在存货输送机（4）入口处和出口处，检测存货输送机（4）入口和出口是否有货物，将检测到的货物有无信号以数字量的形式发送给输送机PLC；所述取货输送机入口检测传感器和取货输送机出口检测传感器分别设在取货输送机（5）入口处和出口处，检测取货输送机（5）入口和出口是否有货物，将检测到的货物有无信号以数字量的形式发送给输送机PLC；第三变频器和第四变频器分别用于存货输送机驱动电机和取货输送机驱动电机的速度控制；所述自动化立体仓库还包括存货方法和取货方法；存货方法的步骤如下：步骤1：上位机发送存货和位置信号给仓库控制系统，使堆垛机（3）移动到存货输送机（4）出口处；步骤2：将货物放到存货输送机（4）上，存货输送机入口检测传感器检测到存货输送机（4）入口处有货物，同时存货输送机出口检测传感器检测到存货输送机（4）出口处没货物时，输送机PLC通过第三变频器控制存货输送机驱动电机启动，将存货输送机（4）入口处的货物运送到存货输送机（4）出口处，当存货输送机出口检测传感器检测到货物后，输送机PLC通过第三变频器控制存货输送机驱动电机停止；步骤3：上位机发送穿梭车装货信号给仓库PLC，仓库PLC通过变频器控制穿梭车驱动电机正反转，将货物运到堆垛机（3）的载物台上；步骤4：上位机选择目标储物通道进行存货，储物通道检测元件检测目标储物通道是否已存放有货物；若有货物，则堆垛机（3）不移动；若没有货物，则堆垛机（3）移动至目标储物通道；步骤5：仓库PLC通过第一变频器和第二变频器分别控制水平移动电机和升降电机转动，两电机先加速后减速，直到到达目标储物通道后停止转动；步骤6：到达目标储物通道后，仓库PLC控制穿梭车驱动电机正反转，将货物存放到储物通道上；步骤7：重复步骤1至步骤6直到上位机发出停止存货信号为止；取货方法的步骤如下：步骤1：上位机发送取货信号和需要取货的目标储物通道位置给仓库PLC，选择目标储物通道进行取货，储物通道检测元件检测目标储物通道是否已存放有货物；若没有货物，则堆垛机（3）不移动；若有货物，则堆垛机（3）移动至目标储物通道；步骤2：仓库PLC通过第一变频器和第二变频器分别控制水平移动电机和升降电机转动，两电机先加速后减速，直到到达目标储物通道后停止转动；步骤3：到达目标储物通道后，仓库PLC控制穿梭车驱动电机正反转，将货物取到堆垛机（3）的载物台上；步骤4：仓库PLC通过第一变频器和第二变频器分别控制水平移动电机和升降电机转动，两电机先加速后减速，直到到达取货输送机（5）入口处停止转动；步骤5：到取货输送机（5）入口处后，仓库PLC控制穿梭车驱动电机正反转，将货物放到取货输送机（5）入口处；步骤6：当取货输送机入口检测传感器检测到取货输送机（5）入口处有货物时，输送机PLC通过第四变频器控制取货输送机驱动电机启动，将货物运出，当取货输送机出口检测传感器检测到货物后，取货输送机驱动电机停止；步骤7：重复步骤1到步骤6直到上位机发出停止取货信号为止；所述堆垛机（3）移动至目标储物通道的过程中，需要对堆垛机（3）进行准确的定位，其中定位点的选取为储物通道的几何中心，该几何中心对应于堆垛机（3）立柱上的点为堆垛机（3）竖直方向定位点，该几何中心对应于地轨上的点为堆垛机（3）水平方向的定位点，每个定位点处都安装有认址片；每当水平方向认址器和竖直方向认器址经过定位点时，水平方向认址片和竖直方向认址片便会向其对应的认址器发送一个脉冲信号，认址器接收这个脉冲信号后，将脉冲信号发送给仓库PLC的计数器进行存储；所述仓库PLC内部的计数器C1存储水平方向认址器发来的当前地址，计数器C2存储竖直方向认址器发来的当前地址，所述仓库PLC内部计数器C1和C2的存储值用来确定堆垛机（3）的当前位置距目标储物通道的距离，堆垛机（3）每向目标储物通道移动一个储物通道的距离，则仓库PLC计数器C1和C2中的计数值便减1，当计数器C1和计数器C2中计数值为0时，则表示堆垛机在目标储物通道处。