一种立体货架智能加工管理装置论文和设计-赵明辉

全文摘要

本实用新型涉及一种立体货架智能加工管理装置，其包括包括并排设置的多个立体货架、与立体货架同向设置的送料小车、设于送料小车远离立体货架一侧的第一加工中心与第二加工中心、分别设于第一加工中心和第二加工中心与送料小车之间的第一装卡工装与第二装卡工装；还包括对待加工工件实现自动控制的上位管理系统，所述上位管理系统包括基本信息录入、编辑加工内容、编辑作业计划、载入列表和回收列表五大模块，基本信息录入输入加工工件所需的基本信息，编辑加工内容将基本信息与立体货架、第一加工中心、第二加工中心、第一装卡工装和第二装卡工装进行绑定。本实用新型具有对立体货架上的工件进行自动加工的效果。

主设计要求

1.一种立体货架智能加工管理装置，其特征在于：包括并排设置的多个立体货架(1)、与立体货架(1)同向设置的送料小车(2)、设于送料小车(2)远离立体货架(1)一侧的第一加工中心(3)与第二加工中心(4)、分别设于第一加工中心(3)和第二加工中心(4)与送料小车(2)之间的第一装卡工装(5)与第二装卡工装(6)；还包括对待加工工件实现自动控制的上位管理系统(7)，所述上位管理系统(7)包括基本信息录入(71)、编辑加工内容(72)、编辑作业计划(73)、载入列表(74)和回收列表(75)五大模块，基本信息录入(71)输入加工工件所需的基本信息，编辑加工内容(72)将基本信息与立体货架(1)、第一加工中心(3)、第二加工中心(4)、第一装卡工装(5)和第二装卡工装(6)进行绑定，并根据多个编辑加工内容(72)制定作业计划，在确定相应的作业计划之后装入列表对工件进行加工，在工件加工成成品之后回收列表(75)。

设计方案

2.根据权利要求1所述的立体货架智能加工管理装置，其特征在于：还包括FMS信息监控系统(9)，信息监控系统包括监控、加工顺序、回收顺序和机床程序四个模块，监控模块包括状态显示、历史报警、搬送指示、托盘详细、机床-托盘一览和货架托盘一览；状态监视实时显示机床、搬运小车、立体货架(1)、装卡工装与托盘的状态，历史报警用于显示机床、搬运车以及HS作业的历史报警情况；搬运指示为通过键盘键入数据来进行人工搬运，用于断电等突发情况，托盘详细显示托盘的详细画面，机床-托盘为显示相应机床以及其加工过的托盘编号一览表，货架-图片为显示单个货架以及其其上盛放的托盘编号一览表。

3.根据权利要求2所述的立体货架智能加工管理装置，其特征在于：所述加工顺序模块包括加工顺序列表以及加工顺序编辑模块，加工顺序列表为按照顺序实时显示装入待加工工件之后的列表，加工顺序编辑对已装入的待加工工件的加工顺序进行变更，并对代加工工件的加工等级，其包括解除全部待机、待机解除、待机指定、特急指定以及常规指定进行变更。

4.根据权利要求2所述的立体货架智能加工管理装置，其特征在于：所述回收顺序模块包括回收顺序列表以及回收顺序变更模块，回收顺利列表显示已经加工的完成品的列表，并按照回收的顺序实时显示HS正在返回的工件；回收顺序变更对已经完成的完成品进行变更，以及对HS正在返回工件的回收顺序进行变更；机床程序具有程序列表与程序编辑两个模块，程序列表显示所有已经编辑完成的NC程序，程序编辑对所有的NC程序进行编辑，并且上位管理系统(7)上设置有显示加工信息的触摸屏终端。

5.根据权利要求1所述的立体货架智能加工管理装置，其特征在于：所述编辑加工内容(72)包括设置编辑工序、绑定托盘、绑定装卡工装、绑定机床以及绑定机床程序；所述编辑工序确定需要加工的成品的名称，并根据成品的名称设计加工成所需的成品的加工步骤；而后绑定托盘将加工步骤中所用的工件其对应的托盘名称绑定，并截取相对应的编码；绑定装卡工装再根据工件加工所需的加工步骤选用所需的装卡工装；而后绑定机床与绑定机床程序选用所用的加工中心与加工程序对工件进行加工。

6.根据权利要求1所述的立体货架智能加工管理装置，其特征在于：所述基本信息录入(71)包括录入作业名、材料、客户、物料名、托盘码和工装编码。

7.根据权利要求1所述的立体货架智能加工管理装置，其特征在于：所述编辑作业计划(73)包括作业日程计划、作业列表以及制造订单列表，作业日程计划为根据订单列表来指定的制造计划；作业列表为不同制造计划下的工序计划；所述制造订单列表用于新建订单、修改订单与删除订单。

8.根据权利要求1所述的立体货架智能加工管理装置，其特征在于：还包括HS终端显示系统(8)，HS终端显示系统(8)包括装入、回收、监视与系统管理四个模块，装入模块根据作业日程计划显示装入列表，并从中选择所要装入的工件；回收模块显示保管在货架上的完成品、HS返回与NG产品列表，并从列表中选择要回收的工具，在工件加工的过程中监视模块对整个系统进行监视，系统管理将监视模块返回为原状态。

9.根据权利要求8所述的立体货架智能加工管理装置，其特征在于：所述监视模块包括显示机床状态、显示搬运状态、显示HS状态以及显示监视状态；显示机床状态为通过传感器显示机床处于加工、停止与报警三种状态；显示搬运状态为通过传感器显示搬运小车处于搬运中、停止以及报警状态；显示HS状态为通过传感器显示立体货架(1)处于装入与回收的状态；显示监视状态为通过不同的颜色分别显示搬运车、托盘、机床、货架以及HS的不同的状态。

10.根据权利要求8所述的立体货架智能加工管理装置，其特征在于：所述系统管理模块用于对机床、搬运车以及HS作业的报警复位。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及立体货架智能加工的技术领域，尤其是涉及一种立体货架智能加工管理装置。

背景技术

现代社会是一个高科技、信息化、凡事讲究高效率的社会，科技已经进军到了各个领域。智能技术是一个热门话题，机械加工朝智能方向发展是大势所趋，是否坚定的走智能化道路及能否坚定的走下去，直接关系到企业的发展前景和在市场竞争中的存亡。目前在进行机械加工时均是从立体货架上取货，而后在将货物拿出，并送到机床上进行加工与组装。

现有技术中，可参考的授权公告号为CN1958409B的中国专利，其公开了一种立体货架，堆垛机包括升降机、升降装置、升降装置上的升降平台和升降平台上在堆垛机装卸货物时平行于货架轨道方向的升降平台轨道，还包括沿升降平台轨道行走的装卸小车，装卸小车包括基架、载货装置、行走装置、驱动装置、升降装置和载货装置辅助支撑机构，辅助支撑机构连接载货装置和基架并沿载货装置的边缘相对布置，驱动装置与行走装置及升降装置连接；立体货架包括立体构架和其上的多个存货位，存货位包括两条分别固连在立体构架上位于同一水平面内的存货架，位于该存货架下方适当距离并与其固连的轨道。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：该对比文件解决了立体货架的宽度受限问题以保证立体货架的装载效率，但是目前立体货架的取货与对立体货架货物的加工是独立的，需要人工将货物送到机床位置进行加工，此外，机械加工企业仍然采用传统的管理模式，使机械加工管理水平较低，对于劳动力的依赖程度较高，整体科技发展水平较低，机械加工智能化发展程度不高。生产模式落后，管理水平低，机械智能化操作程度不高是目前机械加工行业存在的主要问题之一。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种对立体货架上的工件进行自动加工的立体货架智能加工管理装置。

本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种立体货架智能加工管理装置，包括并排设置的多个立体货架、与立体货架同向设置的送料小车、设于送料小车远离立体货架一侧的第一加工中心与第二加工中心、分别设于第一加工中心和第二加工中心与送料小车之间的第一装卡工装与第二装卡工装；还包括对待加工工件实现自动控制的上位管理系统，所述上位管理系统包括基本信息录入、编辑加工内容、编辑作业计划、载入列表和回收列表五大模块，基本信息录入输入加工工件所需的基本信息，编辑加工内容将基本信息与立体货架、第一加工中心、第二加工中心、第一装卡工装和第二装卡工装进行绑定，并根据多个编辑加工内容制定作业计划，在确定相应的作业计划之后装入列表对工件进行加工，在工件加工成成品之后回收列表。

通过采用上述技术方案，系统运行开始前，操作者输入标准工序数据(物料号、加工工序、托盘代码、工装代码、加工机床、NC 程序等)、制造计划数据(订单号、物料号、加工个数等)作为加工准备数据。通过输入制造计划数据，触摸屏终端将显示工件装入列表，然后通过发出装入指示，将所需的托盘搬送到装夹工位。将工件装入托盘，并通过指示设定完成，可自动将托盘(工件)搬送到立体货架，按照加工顺序对搬送到机床（第一加工中心或第二加工中心）的托盘进行加工。加工完成的托盘被搬送到立体货架的同时，触摸屏终端显示工件回收列表，随后通过发出回收指示，将完成品托盘搬送到第一装卡工装或者第二装卡工装。从托盘卸下工件，并通过回收完成指示结束回收作业，重复此程序工件的自动加工。

本实用新型进一步设置为：还包括FMS信息监控系统，信息监控系统包括监控、加工顺序、回收顺序和机床程序四个模块，监控模块包括状态显示、历史报警、搬送指示、托盘详细、机床-托盘一览和货架托盘一览；状态监视实时显示机床、搬运小车、立体货架、装卡工装与托盘的状态，历史报警用于显示机床、搬运车以及HS作业的历史报警情况；搬运指示为通过键盘键入数据来进行人工搬运，用于断电等突发情况，托盘详细显示托盘的详细画面，机床-托盘为显示相应机床以及其加工过的托盘编号一览表，货架-图片为显示单个货架以及其其上盛放的托盘编号一览表。

通过采用上述技术方案，通过对整个系统的信息进行管理从而减少工件加工的失误率，提高加工的效率。

本实用新型进一步设置为：所述加工顺序模块包括加工顺序列表以及加工顺序编辑模块，加工顺序列表为按照顺序实时显示装入待加工工件之后的列表，加工顺序编辑对已装入的待加工工件的加工顺序进行变更，并对代加工工件的加工等级，其包括解除全部待机、待机解除、待机指定、特急指定以及常规指定进行变更。

通过采用上述技术方案，通过设置相应的加工顺序从而实现对不同工件的有序加工，防止乱套。

本实用新型进一步设置为：所述回收顺序模块包括回收顺序列表以及回收顺序变更模块，回收顺利列表显示已经加工的完成品的列表，并按照回收的顺序实时显示HS正在返回的工件；回收顺序变更对已经完成的完成品进行变更，以及对HS正在返回工件的回收顺序进行变更；机床程序具有程序列表与程序编辑两个模块，程序列表显示所有已经编辑完成的NC程序，程序编辑对所有的NC程序进行编辑。并且上位管理系统上设置有显示加工信息的触摸屏终端。

通过采用上述技术方案，通过对加工完成的成品进行有序回收从而保证成品能够有序的摆放，以方便出厂。

本实用新型进一步设置为：所述编辑加工内容包括设置编辑工序、绑定托盘、绑定装卡工装、绑定机床以及绑定机床程序；所述编辑工序确定需要加工的成品的名称，并根据成品的名称设计加工成所需的成品的加工步骤；而后绑定托盘将加工步骤中所用的工件其对应的托盘名称绑定，并截取相对应的编码；绑定装卡工装再根据工件加工所需的加工步骤选用所需的装卡工装；而后绑定机床与绑定机床程序选用所用的加工中心与加工程序对工件进行加工。

通过采用上述技术方案，通过对工序、托盘、装卡工装、机床以及机床程序进行依次设置从而实现在对工件加工时，根据所绑定的信息来实现自动化的加工。

本实用新型进一步设置为：所述基本信息录入包括录入作业名、材料、客户、物料名、托盘码和工装编码。

通过采用上述技术方案，在录入作业名、材料、客户、物料名、托盘码和工装编码之后，能够直接调用这些信息并与加工工件的内容进行匹配。

本实用新型进一步设置为：所述编辑作业计划包括作业日程计划、作业列表以及制造订单列表，作业日程计划为根据订单列表来指定的制造计划；作业列表为不同制造计划下的工序计划；所述制造订单列表用于新建订单、修改订单与删除订单。

通过采用上述技术方案，设置作业计划能够对不同订单进行有序处理。

本实用新型进一步设置为：还包括HS终端显示系统，HS终端显示系统包括装入、回收、监视与系统管理四个模块，装入模块根据作业日程计划显示装入列表，并从中选择所要装入的工件；回收模块显示保管在货架上的完成品、HS返回与NG产品列表，并从列表中选择要回收的工具，在工件加工的过程中监视模块对整个系统进行监视，系统管理将监视模块返回为原状态。

通过采用上述技术方案，通过对加工系统中的实时信息输送到后台进行监控，以保证能够对加工进行实时控制。

本实用新型进一步设置为：所述监视模块包括显示机床状态、显示搬运状态、显示HS状态以及显示监视状态；显示机床状态为通过传感器显示机床处于加工、停止与报警三种状态；显示搬运状态为通过传感器显示搬运小车处于搬运中、停止以及报警状态；显示HS状态为通过传感器显示立体货架处于装入与回收的状态；显示监视状态为通过不同的颜色分别显示搬运车、托盘、机床、货架以及HS的各种不同的状态。

通过采用上述技术方案，监视模块对工件的加工过程进行实时监控，在出现错误时能够及时报警，以保证工件加工的顺畅运行。

本实用新型进一步设置为：所述系统管理模块用于对机床、搬运车以及HS作业的报警复位。

通过采用上述技术方案，通过对机床、搬运车以及HS作业的报警装置进行及时复位以防止产生连续报警。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：

1.本实用新型通过设置上位管理系统来实现对工件的实时监控与自动加工；

2.本实用新型通过设置FMS信息监控系统来减少工件加工的失误率，提高加工效率；

3.本实用新型通过设置相应的加工顺序从而实现对不同工件的有序加工，防止乱套。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是本实用新型上位管理系统的流程示意图。

图3是本实用新型编辑作业计划的流程示意图。

图4是本实用新型HS终端显示系统的流程示意图。

图5是本实用新型FMS信息监控系统流程示意图。

图中，1、立体货架；2、送料小车；21、堆垛机；22、上下料工作台；23、滑轨；3、第一加工中心；31、第一手动操作站；4、第二加工中心；41、第二手动槽站；5、第一装卡工装；6、第二装卡工装；7、上位管理系统；71、基本信息录入；72、编辑加工内容；73、编辑作业计划；74、载入列表；75、回收列表；8、HS终端显示系统；9、FMS信息监控系统。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，为本实用新型公开的一种立体货架智能加工管理装置，包括立体货架1、送料小车2、第一加工中心3、第二加工中心4、第一装卡工装5、第二装卡工装6、第一手动操作站31和第二手动操作站。立体货架1共有若干个并且并排放置在地面上，送料小车2包括堆垛机21和上下料工作台22。堆垛机21的下方设有与立体货架1同向并且水平设置的滑轨23，堆垛机21滑移连接在滑轨23上，上下料工作台22水平设于工作台的内部，然后由堆垛机21将上下料工作台22上的工件运送到对应货架并码放到货架的对应位置上。并且每个工件的下方均承托有托盘，每个托盘均有其在立体货架1上对应的位置和编号。

第一装卡工装5、第二装卡工装6、第一手动操作站31和第二手动操作站沿滑轨23的方向并排设置并且设于滑轨23远离立体货架1的一侧，并且第一装卡工装5与第一手动操作站31相邻设置，第二装卡工装6与第二手动操作站相邻设置。并且第一装卡工装5、第二装卡工装6、第一手动操作站31和第二手动操作站均电连接上位管理系统7。第一加工中心3和第二加工中心4均有多个并分别设于第一装卡工装5与第二装卡工装6远离送料小车2的一侧。

如图2和图3所示，上位管理系统7包括基本信息录入71、编辑加工内容72、编辑作业计划73、载入列表74和回收列表75五大模块。基本信息录入71包括作业名、材料、客户、物料名、托盘码和工装编码。作业名为已经加工过的成品的名称；材料为各种不同加工成品的相应资料；客户为截至目前为止服务过的客户；物料名为位于立体货架1上的所有工件的名字，根据不同的情况为一种至多种；托盘码为盛放所有物料的对应托盘码的名字，每个托盘码均有其对应的工件名；工装编码为所有的装卡工装及其对应的编号。

编辑加工内容72包括设置编辑工序、绑定托盘、绑定装卡工装、绑定机床以及绑定机床程序，在设计编辑工序之前先确定需要加工的成品的名称，而后根据成品的名称设计加工成所需的成品的加工步骤；绑定托盘为该加工步骤中所用的工件其对应的托盘名称，并截取相对应的编码，如5-10，通过堆垛机21与上下料工作台22的配合按照加工步骤依次取下相应的托盘；绑定装卡工装为根据工件加工所需的加工步骤选用所需的装卡工装；绑定机床与绑定机床程序为加工工件所用的加工中心与所选用的加工中心内的加工程序，机床与机床程序均可以为一个或者多个。

作业计划为根据订单的顺序来确定该是否对该成品进行加工，编辑作业计划73包括作业日程计划、作业列表以及制造订单列表，作业日程计划为根据订单列表来指定的制造计划；作业列表为不同制造计划下的工序计划，制造订单列表用于新建订单、修改订单与删除订单。装入列表时根据所选定的列表进行成品的加工，回收列表75在工件加工成成品之后，对成品进行回收。

如图4所示，在上位管理系统7上设置HS终端显示系统8，HS终端显示系统8包括装入、回收、监视与系统管理四个模块，装入模块根据作业日程计划显示装入列表，并从中选择所要装入的工件；回收模块显示保管在货架上的完成品、HS返回与NG产品列表，并能够从列表中选择要回收的工具。

监视模块包括显示机床状态、显示搬运状态、显示HS状态以及显示监视状态。显示机床状态为通过传感器显示机床处于加工、停止与报警三种状态；显示搬运状态为通过传感器显示搬运小车处于搬运中、停止以及报警状态；显示HS状态为通过传感器显示立体货架1处于装入与回收的状态；显示监视状态为通过不同的颜色分别显示搬运车、托盘、机床、货架以及HS的各种不同的状态。系统管理模块用于对机床、搬运车以及HS作业的报警复位。

如图5所示，在上位管理系统7上设置FMS信息监控系统9，信息监控系统包括监控、加工顺序、回收顺序和机床程序四个模块，监控模块包括状态显示、历史报警、搬送指示、托盘详细、机床-托盘一览和货架托盘一览。状态监视实时显示机床、搬运小车、立体货架1、装卡工装与托盘的状态，历史报警用于显示机床、搬运车以及HS作业的历史报警情况；搬运指示为通过键盘键入数据来进行人工搬运，用于断电等突发情况，托盘详细能够显示托盘的详细画面，机床-托盘为显示相应机床（第一加工中心3或第二加工中心4）以及其加工过的托盘编号一览表，货架-图片为显示单个货架以及其其上盛放的托盘编号一览表。

加工顺序模块包括加工顺序列表以及加工顺序编辑模块，加工顺序列表为按照顺序实时显示装入待加工工件之后的列表，加工顺序编辑能够对已装入的待加工工件的加工顺序进行变更，并能够对代加工工件的加工等级，其包括解除全部待机、待机解除、待机指定、特急指定以及常规指定进行变更。

回收顺序模块包括回收顺序列表以及回收顺序变更模块，回收顺利列表能够显示已经加工的完成品的列表，并按照回收的顺序能够实时显示HS正在返回的工件；回收顺序变更能够对已经完成的完成品进行变更，以及对HS正在返回工件的回收顺序进行变更。机床程序具有程序列表与程序编辑两个模块，程序列表显示所有已经编辑完成的NC程序，程序编辑能够对所有的NC程序进行编辑。并且上位管理系统7上设置有显示加工信息的触摸屏终端。

本实施例的实施原理为：系统运行开始前，操作者输入标准工序数据(物料号、加工工序、托盘代码、工装代码、加工机床、NC 程序等)、制造计划数据(订单号、物料号、加工个数等)作为加工准备数据。通过输入制造计划数据，触摸屏终端将显示工件装入列表，然后通过发出装入指示，将所需的托盘搬送到装夹工位。将工件装入托盘，并通过指示设定完成，可自动将托盘(工件)搬送到立体货架1，按照加工顺序对搬送到机床（第一加工中心3或第二加工中心4）的托盘进行加工。加工完成的托盘被搬送到立体货架1的同时，触摸屏终端显示工件回收列表75，随后通过发出回收指示，将完成品托盘搬送到第一装卡工装5或者第二装卡工装6。从托盘卸下工件，并通过回收完成指示结束回收作业，重复此程序实现系统运行。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

设计图

一种立体货架智能加工管理装置论文和设计

一种立体货架智能加工管理装置论文和设计-赵明辉

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