申请/专利权人：云南财经大学

申请日：2018-04-21

公开（公告）日：2024-06-07

公开（公告）号：CN110386388B

主分类号：B65G1/04

分类号：B65G1/04

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.07#授权;2019.11.22#实质审查的生效;2019.10.29#公开

摘要：本发明提供一种退台式立体仓储及机器人取货自动化系统，退台式立体仓储系统位于取货站台的上游位置的一侧，存储不同规格的单元物料垛，自动取货直角机器人能够拾取退台式立体仓储系统上的单元物料并送到所述取货站台；其中，所述的退台式立体仓储系统具有叠置的多件自动滚珠链板输送机，位于上方的自动滚珠链板输送机比位于下方的自动滚珠链板输送机后退一个单元物料垛的长度。本发明结构简单，自动化程度高，可广泛应用到卷烟、医药、日用消费品、洗涤用品等多种物流配送中心及自动化生产线上的单元化物料的自动缓存领域。

主权项：1.一种退台式立体仓储及机器人取货自动化系统，其特征在于：退台式立体仓储系统位于取货站台的上游位置的一侧，存储不同规格的单元物料垛，自动取货直角机器人能够拾取退台式立体仓储系统最终端的单元物料并供应给所述取货站台；其中，所述的退台式立体仓储系统具有多列叠置的多层自动滚珠链板输送机，位于上方的自动滚珠链板输送机比位于下方的自动滚珠链板输送机后退一个单元物料垛的长度，在每层自动滚珠链板输送机的终端配置有输送机取货站台，输送机取货站台的输送速度比自动滚珠链板输送机快；在每层自动滚珠链板输送机的终端上方设有当该层自动滚珠链板输送机的最前端单元物料垛被输送至取货站台后用于阻挡后面的单元物料垛继续向终端移动的退台限位机构或固定式退台限位机构，在输送机取货站台的终端设有限位挡板；所述限位挡板包括固定在各层自动滚珠链板输送机终端位置的限位挡板固定板以及固定在所述限位挡板固定板上并朝上伸出的限位橡胶板；所述自动取货直角机器人包括水平纵向右导轨运动副与水平纵向左导轨运动副，水平横向导轨运动副跨置于水平纵向右导轨运动副与水平纵向左导轨运动副之间，使水平横向导轨运动副能够沿水平纵向自由移动；垂向固定立柱与所述水平横向导轨运动副固定连接而能够同步移动，垂向运动机构可垂向滑移地与垂向固定立柱连接，自动取货吸盘固定在垂向运动机构的下端，并带有气动自动吸附机构。

全文数据：退台式立体仓储及机器人取货自动化系统技术领域本发明属于自动化物流设备技术领域，具体涉及单元物料配送分拣领域的多规格纸箱装箱工艺方法及设备，特别是卷烟配送订单的多规格装箱工艺方法及其设备。背景技术目前，随着我国现代流通机制的建立，物流产业发展非常迅速，对现代技术的应用也越来越普及，追求集光、机、电、信息技术为一体的、高效率的自动化物流系统成为现代化物料产业发展的方向。物流配送中心的建设，实现了物流业务的高效率，也实现了物流成本的有效降低。但是，依然有一些环节，还没有得到科学、合理的解决，如卷烟配送中心的订单包件问题，长期以来，一直采用热缩膜包装技术，这种包装技术存在①能耗高，普遍采用隧道式加热方式，能耗高，其功率超过28kW；②成本高，据实际调查，平均每个包件不含人工工资、不含能耗成本、不含设备折旧成本，超过1.1元；③不环保，热缩膜不能及时降解，造成白色污染。本发明基于节能、成本、环保三方面的因素，重新思考配送中心单元物料订单的包装问题，提供系统的解决方案。发明内容本发明的目的是将单元物料配送的订单包件设计为多种规格的包装形式，采用多种规格的配送订单纸箱，在计算机系统的支持下，智能地进行订单包件的包装。单元物料的配送订单多规格纸箱包装工艺。为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种退台式立体仓储及机器人取货自动化系统，其特征在于：退台式立体仓储系统位于取货站台的上游位置的一侧，存储不同规格的单元物料垛，自动取货直角机器人能够拾取退台式立体仓储系统最终端的单元物料并供应给所述取货站台；其中，所述的退台式立体仓储系统具有至少一列叠置的多层自动滚珠链板输送机，位于上方的自动滚珠链板输送机比位于下方的自动滚珠链板输送机后退一个单元物料垛的长度。所述的退台式立体仓储及机器人取货自动化系统，其中：在每层自动滚珠链板输送机的通道两侧都装有护栏。所述的退台式立体仓储及机器人取货自动化系统，其中：在每层自动滚珠链板输送机的终端配置有输送机取货站台，输送机取货站台的输送速度比自动滚珠链板输送机快。所述的退台式立体仓储及机器人取货自动化系统，其中：在每层自动滚珠链板输送机的终端上方设有当该层自动滚珠链板输送机的最前端单元物料垛被输送至取货站台后用于阻挡后面的单元物料垛继续向终端移动的退台限位机构或固定式退台限位机构，在输送机取货站台的终端设有限位挡板。所述的退台式立体仓储及机器人取货自动化系统，其中：所述多层自动滚珠链板输送机具有N层，N为大于1的自然数；其中：第一层到第N-1层自动滚珠链板输送机的退台限位机构分别固定在第二层到第N层自动滚珠链板输送机的终端位置；而第N层自动滚珠链板输送机的固定式退台限位机构用立柱固定。所述的退台式立体仓储及机器人取货自动化系统，其中：所述退台限位机构以及所述固定式退台限位机构分别包括：退台限位气缸、退台限位轴以及退台限位导套，所述退台限位机构的退台限位气缸固定在自动滚珠链板输送机的最终端位置，所述固定式退台限位机构的退台限位气缸用所述立柱固定，所述退台限位轴与所述退台限位导套通过螺纹连接并能够朝下伸出，所述退台限位导套由所述退台限位气缸驱动而能够旋转。所述的退台式立体仓储及机器人取货自动化系统，其中：所述限位挡板包括固定在各层自动滚珠链板输送机终端位置的限位挡板固定板以及固定在所述限位挡板固定板上并朝上伸出的限位橡胶板。所述的退台式立体仓储及机器人取货自动化系统，其中：每层自动滚珠链板输送机由各自的仓储系统支撑立柱支撑，所述的退台式立体仓储及机器人取货自动化系统，其中：所述自动取货直角机器人包括水平纵向右导轨运动副与水平纵向左导轨运动副，水平横向导轨运动副跨置于水平纵向右导轨运动副与水平纵向左导轨运动副之间，使水平横向导轨运动副能够沿水平纵向自由移动；垂向固定立柱与所述水平横向导轨运动副固定连接而能够同步移动，垂向运动机构可垂向滑移地与垂向固定立柱连接，自动取货吸盘固定在垂向运动机构的下端，并带有气动自动吸附机构。本发明结构简单，自动化程度高，可广泛应用到卷烟、医药、日用消费品、洗涤用品等多种物流配送中心单元化物料的订单包件的包装领域。附图说明图1为退台式立体仓储及机器人取货自动化系统的工作流程图；图2a、图2b分别自动取货直角机器人俯视图与立面图；图3a、图3b分别为退台式立体仓储系统平面图与系统立面图；图3c为固定式退台限位机构的结构示意图；图3d为限位挡板的结构示意图；图3e为另一种退台式立体仓储系统的平面图；图4a、图4b分别为卷烟配送订单烟箱退台式立体仓储系统平面图与立面图。附图标记说明：1-取货站台；2-自动取货直角机器人；301-仓储系统支撑立柱；302-护栏；303-固定式退台限位机构；304-自动滚珠链板输送机；305-退台限位机构；退台限位气缸3051；退台限位轴3052；退台限位导套3053；306-输送机取货站台；307-限位挡板；限位挡板固定板3071；橡胶限位柱3072；卷烟配送订单烟箱退台式立体仓储及取货系统T3，T301-卷烟配送订单烟箱仓储系统支撑立柱；T302-卷烟配送订单烟箱护栏；T303-卷烟配送订单烟箱固定式退台限位机构；T304-卷烟配送订单烟箱自动滚珠链板输送机；T305-卷烟配送订单烟箱退台限位机构；T306-卷烟配送订单烟箱输送机取货站台；T307-卷烟配送订单烟箱限位挡板。具体实施方式下面结合附图对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。本发明提供的退台式立体仓储及机器人取货自动化系统，其工艺方法如图1所示，主要是退台式立体仓储系统根据订单信息，准备不同规格的纸箱例如：1～10、11～15、16～20、21～25四种单元物料订单包件纸箱，而自动取货直角机器人2则从退台式立体仓储系统中拾取合适规格的纸箱，并将拾取的纸箱传递到取货站台1。如图2a、图2b所示，自动取货直角机器人2由水平纵向右导轨运动副201含支撑件，水平横向导轨运动副202，水平纵向左导轨运动副203含支撑件，右边支撑立柱204前后两件，自动取货吸盘205，支撑梁206，垂向固定立柱207，垂向运动机构208，以及左边支撑立柱209前后两件组成。其中：两个右边支撑立柱204与两个左边支撑立柱209置于退台式立体仓储系统3的外侧四角位置，水平纵向右导轨运动副201跨置于两个右边支撑立柱204的顶端，并用支撑梁206加固，水平纵向左导轨运动副203跨置于两个左边支撑立柱209的顶端，并用支撑梁206加固，水平横向导轨运动副202跨置于水平纵向右导轨运动副201与水平纵向左导轨运动副203之间，使水平横向导轨运动副202能够沿水平纵向自由移动；垂向固定立柱207与所述水平横向导轨运动副202固定连接而能够同步移动，垂向运动机构208可垂向滑移地与垂向固定立柱207，自动取货吸盘205固定在垂向运动机构208的下端，带有气动自动吸附机构，从而能够相对垂向固定立柱207作垂向位移，用于自动拣取、放置多规格订单纸箱。如图3a、图3b所示，退台式立体仓储系统3由多件仓储系统支撑立柱301，护栏302多件，固定式退台限位机构303多件，自动滚珠链板输送机304多件，退台限位机构305多件，输送机取货站台306多件，以及限位挡板307多件组成。其中：多件自动滚珠链板输送机304叠置，以供放置不同规格的单元物料订单包件纸箱例如：1～10、11～15、16～20、21～25四种单元物料订单包件纸箱，位于上方的自动滚珠链板输送机比位于下方的自动滚珠链板输送机后退一个单元物料订单包件纸箱的长度；每层自动滚珠链板输送机304由各自的仓储系统支撑立柱301支撑，在每层自动滚珠链板输送机304的通道两侧都装有护栏302，用来保护单元物料配送订单包件单元物料垛在输送时，不会偏出通道；并在每层自动滚珠链板输送机304的终端配置有输送机取货站台306，输送机取货站台306的输送速度比自动滚珠链板输送机304快得多，从而使单垛的单元物料配送订单包件单元物料垛与成批的单元物料配送订单包件单元物料垛容易分离；在每层自动滚珠链板输送机304的终端上方设有退台限位机构305或者固定式退台限位机构303，待最前面的单元物料配送订单包件单元物料垛进入输送机取货站台306后，退台限位机构305或者固定式退台限位机构303做出伸长动作，将后续的单元物料配送订单包件单元物料垛拦住；在输送机取货站台306的终端设有限位挡板307，用于防止单元物料配送订单包件单元物料垛从终端位置掉落。如图3b所示，所述多层自动滚珠链板输送机304具有N层，N为大于1的自然数；其中：第一层到第N-1层自动滚珠链板输送机304的退台限位机构305分别固定在第二层到第N层自动滚珠链板输送机304的终端位置；而第N层自动滚珠链板输送机304的固定式退台限位机构303用立柱固定。如图3c所示，为退台限位机构305的结构示意图，所述退台限位机构305包括：退台限位气缸3051、退台限位轴3052以及退台限位导套3053，所述退台限位气缸3051固定在自动滚珠链板输送机304的最终端位置，所述退台限位轴3052与所述退台限位导套3053通过螺纹连接并能够朝下伸出，所述退台限位导套3053由所述退台限位气缸3051驱动而能够旋转。当所述退台限位气缸3051驱动所述退台限位导套3053旋转时，通过螺纹传递动力，可使所述退台限位轴3052相对所述退台限位导套3053上下伸缩。而所述固定式退台限位机构303的结构与退台限位机构305的结构相同，只是固定式退台限位机构303的退台限位气缸用立柱固定，所述立柱可以是自动滚珠链板输送机304的仓储系统支撑立柱301，也可以是自动取货直角机器人2的右边支撑立柱204或者左边支撑立柱209。再如图3d所示，所述限位挡板307包括固定在各层自动滚珠链板输送机304终端位置的限位挡板固定板3071以及固定在所述限位挡板固定板3071上并朝上伸出的限位橡胶板3072。如图4a、图4b所示的一个较佳实施例，卷烟配送订单烟箱退台式立体仓储及取货系统T3，由卷烟配送订单烟箱仓储系统支撑立柱T3018件，卷烟配送订单烟箱护栏T3028件，卷烟配送订单烟箱固定式退台限位机构T3032件，卷烟配送订单烟箱自动滚珠链板输送机T3044件，卷烟配送订单烟箱退台限位机构T3054件，卷烟配送订单烟箱输送机取货站台T3064个，卷烟配送订单烟箱限位挡板T3072件等组成。由卷烟配送订单烟箱仓储系统支撑立柱T301、卷烟配送订单烟箱自动滚珠链板输送机T304、卷烟配送订单烟箱输送机取货站台T306等组成通道的卷烟配送订单烟箱退台式立体仓储系统，其目的是每个通道都装有卷烟配送订单烟箱护栏T302、卷烟配送订单烟箱固定式退台限位机构T303、卷烟配送订单烟箱退台限位机构T305、卷烟配送订单烟箱限位挡板T307，构成卷烟配送订单烟箱仓储系统的主体。使用卷烟配送订单烟箱自动滚珠链板输送机T304，卷烟配送订单烟箱退台限位机构T305作用时，构成零压输送，挡住最前面不同规格的卷烟配送订单烟箱包件单元物料垛，后续的卷烟配送订单烟箱垛可以源源不断的输送进巷道，护栏T302的作用是保护卷烟配送订单烟箱垛在输送时，不会偏出通道。卷烟配送订单烟箱输送机取货站台T306的输送速度比自动滚珠链板输送机T304快得多，从而使单垛的卷烟配送订单烟箱垛与成批的卷烟配送订单烟箱垛分离，卷烟配送订单烟箱限位挡板T307限制单垛的卷烟配送订单烟箱垛位置，保障自动取货直角机器人2的正确作业。最后，总结本发明具有的特点：1、本发明的结构简单实用，节约建设成本与维护成本；2、本发明的配送单元物料垛从后端补货进储存通道，节约仓储空间；3、本发明的退台式自动化立体仓储系统，由输送机站台构成的退台，能够方便直角坐标机器人取货。4、本发明除了本说明书中描述的直角坐标机器人以外，对于其他可以安装在系统内的不同机器人都可以使用；5、本发明能广泛应用到化工、烟叶、医药、家具、农产品等多种类规范包装的单元物料分拣配送中心，适用范围广。

权利要求：1.一种退台式立体仓储及机器人取货自动化系统，其特征在于：退台式立体仓储系统位于取货站台的上游位置的一侧，存储不同规格的单元物料垛，自动取货直角机器人能够拾取退台式立体仓储系统最终端的单元物料并供应给所述取货站台；其中，所述的退台式立体仓储系统具有至少一列叠置的多层自动滚珠链板输送机，位于上方的自动滚珠链板输送机比位于下方的自动滚珠链板输送机后退一个单元物料垛的长度。2.根据权利要求1所述的退台式立体仓储及机器人取货自动化系统，其特征在于：在每层自动滚珠链板输送机的通道两侧都装有护栏。3.根据权利要求1或2所述的退台式立体仓储及机器人取货自动化系统，其特征在于：在每层自动滚珠链板输送机的终端配置有输送机取货站台，输送机取货站台的输送速度比自动滚珠链板输送机快。4.根据权利要求3所述的退台式立体仓储及机器人取货自动化系统，其特征在于：在每层自动滚珠链板输送机的终端上方设有当该层自动滚珠链板输送机的最前端单元物料垛被输送至取货站台后用于阻挡后面的单元物料垛继续向终端移动的退台限位机构或固定式退台限位机构，在输送机取货站台的终端设有限位挡板。5.根据权利要求4所述的退台式立体仓储及机器人取货自动化系统，其特征在于：所述多层自动滚珠链板输送机具有N层，N为大于1的自然数；其中：第一层到第N-1层自动滚珠链板输送机的退台限位机构分别固定在第二层到第N层自动滚珠链板输送机的终端位置；而第N层自动滚珠链板输送机的固定式退台限位机构用立柱固定。6.根据权利要求5所述的退台式立体仓储及机器人取货自动化系统，其特征在于：所述退台限位机构以及所述固定式退台限位机构分别包括：退台限位气缸、退台限位轴以及退台限位导套，所述退台限位机构的退台限位气缸固定在自动滚珠链板输送机的最终端位置，所述固定式退台限位机构的退台限位气缸用所述立柱固定，所述退台限位轴与所述退台限位导套通过螺纹连接并能够朝下伸出，所述退台限位导套由所述退台限位气缸驱动而能够旋转。7.根据权利要求4-6其中任一项所述的退台式立体仓储及机器人取货自动化系统，其特征在于：所述限位挡板包括固定在各层自动滚珠链板输送机终端位置的限位挡板固定板以及固定在所述限位挡板固定板上并朝上伸出的限位橡胶板。8.根据权利要求1-7其中任一项所述的退台式立体仓储及机器人取货自动化系统，其特征在于：每层自动滚珠链板输送机由各自的仓储系统支撑立柱支撑。9.根据权利要求1-8其中任一项所述的退台式立体仓储及机器人取货自动化系统，其特征在于：所述自动取货直角机器人包括水平纵向右导轨运动副与水平纵向左导轨运动副，水平横向导轨运动副跨置于水平纵向右导轨运动副与水平纵向左导轨运动副之间，使水平横向导轨运动副能够沿水平纵向自由移动；垂向固定立柱与所述水平横向导轨运动副固定连接而能够同步移动，垂向运动机构可垂向滑移地与垂向固定立柱连接，自动取货吸盘固定在垂向运动机构的下端，并带有气动自动吸附机构。

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