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一种智能车轮存储库的三轴移行机、存储系统及存储方法

文献发布时间:2023-06-19 18:46:07


一种智能车轮存储库的三轴移行机、存储系统及存储方法

技术领域

本发明涉及库存技术领域,具体涉及一种智能车轮存储库的三轴移行机、存储系统及存储方法,适用于多种不同品类轮胎及车轮总成的自动入库、码放存储、排序出库的过程,并且具有实现对接前后端产线系统的功能。

背景技术

在车辆智能化生产过程中,所有零部件总成都需要按车辆生产排序队列做到同步、精准、及时的供应;而车轮总成因为其属于配置或选配外观件的特殊性往往零件种类非常繁多且相似度高,对于存储以及排序配送的要求非常高。传统的仓储方式为料框、托盘、料架等形式,存在以下技术缺陷:缺乏出库及存储的灵活性,在出库的转运过程中需要带着料框、托盘、料架等转运装置一起转运,占用了较大的空间,难以满足同步、精准、及时的零件供货要求。

WMS系统是仓库管理系统(WarehouseManagement System)的缩写,仓库管理系统是通过入库业务、出库业务、仓库调拨、库存调拨和虚仓管理等功能,对批次管理、物料对应、库存盘点、质检管理、虚仓管理和即时库存管理等功能综合运用的管理系统,有效控制并跟踪仓库业务的物流和成本管理全过程,实现或完善企业的仓储信息管理。该系统可以独立执行库存操作,也可与其他系统的单据和凭证等结合使用,可为企业提供更为完整企业物流管理流程和财务管理信息。

MES系统是一套面向制造企业车间执行层的生产信息化管理系统。MES可以为企业提供包括制造数据管理、计划排程管理、生产调度管理、库存管理、质量管理、人力资源管理、工作中心/设备管理、工具工装管理、采购管理、成本管理、项目看板管理、生产过程控制、底层数据集成分析、上层数据集成分解等管理模块,为企业打造一个扎实、可靠、全面、可行的制造协同管理平台。

仍存在以下技术缺陷:车轮存储库存管理时,无法实现与上、下游产线对接,无法根据订单灵活调整库存库位,无法精准实时的排序出库。

因此,如何设计一种智能车轮存储库的三轴移行机、存储系统及存储方法,成为急需解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题,本发明提供一种智能车轮存储库的三轴移行机、存储系统及存储方法,以解决上述至少一种技术问题。

本发明的技术方案是:一种智能车轮存储库的三轴移行机,安装在桁架上,所述桁架包括对称布置的立柱,所有立柱的顶面均设置有U型结构梁,U型结构梁包括平行布置的纵梁,U型结构的闭合端为横杆,任意一根纵梁的顶面均设置有纵移导轨,纵移导轨上设置有能沿着纵梁方向运动的横梁,横梁上设置有能沿着其长度方向运动的抓手立柱,抓手立柱上设置有沿着其长度方向运动的抓手,抓手上设置有四根抱臂,每根抱臂的底部均设置有向着抓手中心布置的楔块,四根抱臂在待抓取车轮总成的外圈对称布置,四根抱臂分别与四个气缸的活塞端连接,气缸的固定端安装在抓手座上,对角线上的抱臂在各自气缸的带动下相对运动,从而抱紧或放开车轮总成。

本发明通过横梁沿着纵梁方向运动,实现了三轴移行机在X轴方向的运动,通过抓手立柱沿着横梁长度方向运动,实现了三轴移行机在Y轴方向的运动,通过抓手沿着抓手立柱的长度方向运动,实现了三轴移行机在Z轴方向的运动;抱臂底部的楔块卡入轮胎底部圆弧面,四根抱臂在各自气缸的带动下夹待抓取车轮总成,实现了车轮总成的抱夹,在出库的转运过程中不需要带着转运装置一起转运,占用空间小,出库及存储灵活,能满足同步、精准、及时的零件供货要求。

本发明提供一种智能车轮存储库的存储方法,包括入库方法,所述入库方法包括以下步骤:

P1.叉车驶入库区,

叉车驶入时触发库区门口安全光幕,此时桁架的抓手部件禁止进入料框区域作业;

P2.料框定位,车轮总成由叉车运输至指定区域,通过一个3面闭合的钢结构对料框进行限位,钢结构入口处成外宽内窄形,方便对料框进行导向,使料框更为顺畅的进入限位装置;

P3.扫描料框条形码,料框定位完毕后,条形码扫码器扫描料框条形码,轮型在出厂前与相应料框二维码已绑定;

P4.叉车脱离料框;

P5.WMS系统指定库位;

P6.库位取轮,

三轴移行机接收库位信息,移动至料框位置进行取轮;

P7.移动至料框位置进行取轮,通过照相识别系统,调整抓手8与车轮总成位置保持同心,下方抱臂9抓取车轮总成,每次抓取4个车轮总成;

P8.车轮总成放置,

三轴移行机将抓取的车轮总成放置于空置库位;

P9.WMS系统入库,

放置完毕后,设备系统通知WMS系统入库完成;

P10.WMS系统反馈库存信息至MES系统;

P11.空料框回收,

当料框内6台份车轮总成被取完后,叉车将料框叉离工位。

本发明采用设备系统与WMS系统双向连通,设备系统从WMS系统获取库位信息,通过PLC控制三轴移行机完成车轮总成的入库工作,并通知WMS系统入库完成,通过WMS系统连接MES系统,完成MES系统库存信息的更新,能根据订单灵活调整库存库位,使得更多生产中的离线环节转变为在线环节,这样做能够精细化数字化控制、减少库存、减少上下料环节、减少人工介入,使得零件供应及存储无论在生产精益化还是在智能化上都得到了很大提升。

附图说明

图1为本发明的三轴移行机安装结构三维图。

图2为图1的A部放大图。

图3为本发明的抓手安装结构三维图。

图4为图3的B部放大图。

图5为本发明的工作流程图。

图6为本发明的入库流程图。

图中:1.立柱;2.纵梁;3.横梁;4.抓手立柱;5.纵移导轨;6.横移导轨;7.纵向移行滑块;8.抓手;9.抱臂;10.连接座;11.滑块导轨副;12.气缸;13.抓手座。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

参阅图1-6,本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本发明可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下,仍均应落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时,本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语,亦仅为便于叙述的明了,而非用以限定本发明可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容下,当亦视为本发明可实施的范畴。

实施例一、一种智能车轮存储库的三轴移行机,参考图1、图2、图3、图4,安装在桁架上,所述桁架包括对称布置的立柱1,所有立柱1的顶面均设置有U型结构梁,U型结构梁包括平行布置的纵梁2,U型结构的闭合端为横杆,任意一根纵梁2的顶面均设置有纵移导轨5,纵移导轨5上设置有能沿着纵梁2方向运动的横梁3,横梁3上设置有能沿着其长度方向运动的抓手立柱4,抓手立柱4上设置有沿着其长度方向运动的抓手8,抓手8上设置有四根抱臂9,每根抱臂9的底部均设置有向着抓手8中心布置的楔块,四根抱臂9在待抓取车轮总成的外圈对称布置,四根抱臂9分别与四个气缸12的活塞端连接,气缸12的固定端安装在抓手座13上,对角线上的抱臂9在各自气缸12的带动下相对运动,从而抱紧或放开车轮总成。本发明通过横梁沿着纵梁方向运动,实现了三轴移行机在X轴方向的运动,通过抓手立柱沿着横梁长度方向运动,实现了三轴移行机在Y轴方向的运动,通过抓手沿着抓手立柱的长度方向运动,实现了三轴移行机在Z轴方向的运动;抱臂底部的楔块卡入轮胎底部圆弧面,四根抱臂在各自气缸的带动下夹待抓取车轮总成,实现了车轮总成的抱夹,在出库的转运过程中不需要带着转运装置一起转运,占用空间小,出库及存储灵活,能满足同步、精准、及时的零件供货要求。

实施例二、在实施例一的基础上,一根所述纵移导轨5的顶面设置有纵向移行滑块7,第一电机与PLC连接,第一电机驱动纵向移行滑块7运动,另一根纵移导轨5顶面设置有随动滑块,横梁3位于纵向移行滑块7与随动滑块之间。本发明采用横梁的两端分别设置纵向移行滑块、随动滑块,第一电机在PLC控制下驱动纵向移行滑块运动时,带动横梁沿着纵梁方向运动,实现了三轴移行机在X轴方向的运动。

实施例三、在实施例一的基础上,所述横梁3上设置有横移导轨6,横移导轨6上设置有移行轮,抓手立柱4通过第二电机驱动移行轮在横移导轨6上移动;抓手立柱4上还设置有第三电机,第三电机输出端设置有齿轮,抓手8上设置有齿条,齿条与齿轮啮合,第三电机驱动抓手8上下运动;第二电机、第三电机分别与PLC连接。本发明通过第二电机在PLC控制下驱动移行轮带动抓手立柱在横移导轨上移动,实现了三轴移行机在Y轴方向的运动;第三电机在PLC控制下驱动第三电机输出端齿轮的转动,齿条与齿轮啮合,带动抓手上下运动,实现了三轴移行机在Z轴方向的运动。

实施例四、在实施例一的基础上,任意一根所述抱臂9在对角线上均设置有滑块导轨副11,滑块导轨副11分别位于抓手座13的顶面和底面,任意一件滑块导轨副11上均设置有连接座10,连接座10与靠近其一端的抱臂9连接。本发明通过连接座在滑块导轨副上滑动,对与连接座连接的抱臂进行导向。

实施例五、一种智能车轮存储库的存储方法,参考图6,包括入库方法、出库方法、应急上线方法、检修方法,其中所述入库方法包括以下步骤:

P1.叉车驶入库区,

叉车驶入时触发库区门口安全光幕,此时桁架的抓手部件禁止进入料框区域作业;

P2.料框定位,车轮总成由叉车运输至指定区域,通过一个3面闭合的钢结构对料框进行限位,钢结构入口处成外宽内窄形,方便对料框进行导向,使料框更为顺畅的进入限位装置;

P3.扫描料框条形码,料框定位完毕后,条形码扫码器扫描料框条形码,轮型在出厂前与相应料框二维码已绑定;

P4.叉车脱离料框;

P5.WMS系统指定库位;

P6.库位取轮,

三轴移行机接收库位信息,移动至料框位置进行取轮;

P7.移动至料框位置进行取轮,通过照相识别系统,调整抓手8与车轮总成位置保持同心,下方抱臂9抓取车轮总成,每次抓取4个车轮总成;

P8.车轮总成放置,

三轴移行机将抓取的车轮总成放置于空置库位;

P9.WMS系统入库,

放置完毕后,设备系统通知WMS系统入库完成;

P10.WMS系统反馈库存信息至MES系统;

P11.空料框回收,

当料框内6台份车轮总成被取完后,叉车将料框叉离工位。

本发明采用设备系统与WMS系统双向连通,设备系统从WMS系统获取库位信息,通过PLC控制三轴移行机完成车轮总成的入库工作,并通知WMS系统入库完成,通过WMS系统连接MES系统,完成MES系统库存信息的更新,能根据订单灵活调整库存库位,使得更多生产中的离线环节转变为在线环节,这样做能够精细化数字化控制、减少库存、减少上下料环节、减少人工介入,使得零件供应及存储无论在生产精益化还是在智能化上都得到了很大提升。

实施例六、在实施例五的基础上,参考图5,所述出库方法包括以下步骤:

Q1.WMS系统从小鹏MES系统或IBL系统队列并解析成对应轮型信息;

Q2.WMS系统发送轮型所在库位及车轮总成数量给设备系统;

Q3.库位取轮,三轴移行机接收库位信息,移至相应库位抓取车轮总成,车轮总成遵循先进先出的原则,每次抓取4个车轮总成,摆放至出料辊道;

Q4.轮型识别,

在识别工位对轮型进行核对,轮型正确进入总装线,轮型错误进入下线分流辊道;

Q5.输送进入总装,

整垛车轮总成经过举升机上升至上层寄运线输送进入总装;

Q6.发出车轮总成,

WMS系统反馈给小鹏MES系统,车轮总成已发出。

本发明采用设备系统与WMS系统双向连通,WMS系统与MES系统双向连通,WMS系统将从MES系统得到的对应轮型信息发给设备系统,通过PLC控制三轴移行机完成车轮总成的出库工作,并通知WMS系统入库完成,WMS系统反馈给MES系统,完成MES系统库存信息的更新,实现了与上、下游产线对接,根据订单灵活调整库存库位,同时精准实时的排序出库,使得零件供应及存储无论在生产精益化还是在智能化上都得到了很大提升。

实施例七、在实施例六的基础上,所述应急上线方法包括以下步骤:在步骤Q4的轮型识别中,人工将错误轮型下线后,人工补充正确的车轮总成应急上线,码放在地面辊道处,进入步骤Q3库位取轮。

本发明采用人工将错误轮型下线,人工补充正确的车轮总成应急上线,通过手动管理库位功能,解决了设备系统因库存不足造成工作停顿。

实施例八、在实施例七的基础上,所述检修方法包括以下步骤:

R1.在料框区域配置检修区域及应急出口;

R2.设备系统包括一键检修模式,一键检修模式根据实时订单,确认库中存有订单中不含的车轮总成,设备系统将在空闲时将车轮总成移除,进入不合格辊道下线,在应急出口排出,并作出相应的警报或提示。本发明采用一键检修模式,通过设备系统在空闲时将车轮总成移除,避免了产生呆滞库存的问题。

实施例九、一种智能车轮存储库的存储系统,包括WMS系统、MES系统,其特征在于:所述WMS系统与设备系统双向连通,设备系统包括PLC、照相识别系统、条形码扫码模块,条形码扫码模块包括条形码扫码器,条形码扫码器扫描料框条形码识别确认轮型,无法确认时发出警报,由人工判断处理,

①人工确认轮型正确,允许车轮总成入库,放置完毕后,设备系统通知WMS系统入库完成,WMS系统反馈库存信息至MES系统;

②人工确认轮型错误,发出指令给叉车,叉车将料框撤回;

所述设备系统还包括订单获取模块,WMS系统从MES系统获取对应轮型信息,并发送轮型所在库位及车轮总成数量给订单获取模块,订单获取模块比对后,

①库存不足,发出入库指令;

②库存足够,向PLC发出指令控制三轴移行机抓取车轮总成,在轮型识别正确后送入总装车间,通知WMS系统出库完成,WMS系统反馈库存信息至MES系统。

具体实施时,本发明的排序库功能:1.直观的库存管理系统界面(库存情况及整体信息),并可分级管理操作:服务级(供应商调整设备内部参数),管理级(用户管理,轮型管理等),操作级(普通操作设备);2.系统通过自动扫码(贴于料框上)获取入库信息;3.入库空框更换提示及换框安全防护功能;4.入库后系统自动记录虚拟库位信息,如轮型,入库时间,零件数量等;5.系统具有智能库位管理功能,可实现优化库位、提升库存率、高效进出库、确保先进先出(批次级)及呆滞件处理等;同时操作界面提供手动管理库位功能;6.软件可实现库存盘点,库位使用率,报表输出功能;7.系统可接收总装MES发送的精准的整车生产序列进行零件解析,并指导PLC控制三轴移行机进行智能出库;8.三轴移行机抓取过程进行视觉防错及调整;确保安全抓取;9.系统接收周期性总装排序队列,根据库存情况,可对补料进行提示;10.桁架机械手采用伺服驱动,分为X-Y-Z轴独立驱动控制;车轮总成的抓取采用四柱抱臂抱夹型式,抱臂底部带有向内楔块卡入轮胎底部圆弧面,可稳定夹持最大250kg重量。

以上仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术分类

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