一种物料入库系统及物料入库方法

技术领域

本发明涉及生产制造技术领域，尤其涉及一种物料入库系统及物料入库方法。

背景技术

目前，在生产制造过程中，常采用AGV小车与敞开式工作站直接交互，机器人抓取AGV小车上的物料进行入库操作，当工作站内机构运动时，为了躲避机器人的动作，现场工作人员或参观人员需要与工作站保持一定的安全距离，设备在使用以及维护过程中，具有很大的安全隐患。

基于此，亟需一种物料入库系统及物料入库方法，以解决上述存在的问题。

发明内容

基于以上所述，本发明的目的在于提供一种物料入库系统及物料入库方法，实现了工作人员或参观人员可近距离操作或参观，提高了设备使用的安全性，便于操作人员对设备调试和维护。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，提供一种物料入库系统，包括：

工作台,所述工作台靠近进料区一侧的上方设置有围栏，所述围栏上设置有进料口和安全门组件，所述安全门组件包括安全门和第一驱动件，所述第一驱动件驱动连接于所述安全门，以带动所述安全门开启或封闭所述进料口；

AGV小车，其设置有伸缩组件，所述伸缩组件包括承载板，所述承载板用于放置物料，所述伸缩组件用于将所述承载板移动至所述工作台上；

所述安全门包括开启位、第一工作位和第二工作位，所述安全门处于所述开启位时，所述进料口为开启状态；所述安全门处于所述第一工作位时，所述安全门的底壁与所述进料口的底壁之间设置有间隙，所述间隙用于避让所述伸缩组件；所述安全门处于所述第二工作位时，所述进料口为封闭状态。

作为一种物料入库系统的优选技术方案，还包括检测单元，所述检测单元包括信号发送传感器和第一信号接收传感器，所述信号发送传感器设置于所述安全门的内壁，所述第一信号接收传感器设置于所述围栏的内壁上，所述信号发送传感器与所述第一信号接收传感器处于同一高度时，所述安全门处于所述第一工作位。

作为一种物料入库系统的优选技术方案，所述检测单元还包括第二信号接收传感器，所述第二信号接收传感器设置于所述围栏的内壁上，所述信号发送传感器与所述第二信号接收传感器处于同一高度时，所述安全门处于所述第二工作位。

作为一种物料入库系统的优选技术方案，所述第一驱动件为第一气缸，所述第一气缸安装于所述围栏的内壁上，所述第一气缸的输出端连接于所述安全门。

作为一种物料入库系统的优选技术方案，所述第一气缸上设置有磁性开关传感器，用于检测所述安全门是否完全开启和/或完全关闭。

作为一种物料入库系统的优选技术方案，所述安全门的底壁设置有缓冲垫，所述安全门上设置有可视窗口，所述可视窗口安装有玻璃。

作为一种物料入库系统的优选技术方案，所述伸缩组件还包括伸缩板和第二驱动件，所述第二驱动件驱动连接于所述承载板，所述AGV小车设置有导向部，所述伸缩板滑动连接于所述导向部，所述承载板滑动连接于所述伸缩板。

作为一种物料入库系统的优选技术方案，所述伸缩板为多个，相邻所述伸缩板之间滑动连接。

作为一种物料入库系统的优选技术方案，所述工作台上方设置有机械手，所述机械手用于将所述承载板上的所述物料入库。

作为一种物料入库系统的优选技术方案，还包括控制单元，所述控制单元通过所述通讯接口与所述AGV小车连接，所述控制单元还与所述安全门组件电连接，所述控制单元控制所述第一驱动件伸缩，所述控制单元控制所述伸缩组件伸缩。

作为一种物料入库系统的优选技术方案，所述控制单元为可编程逻辑控制器PLC，所述通讯接口为应用于过程控制接口OPC。

另一方面，提供一种物料入库方法，采用以上任一项所述的物料入库系统，所述物料入库方法包括以下步骤：

S1、AGV小车移动至工作台的进口区一侧；

S2、安全门移动至开启位；

S3、承载板经进料口伸出至工作台上方；

S4、安全门移动至第一工作位；

S5、机械手将承载板上的物料入库，若入库完成，进行步骤S6；

S6、安全门移动至开启位；

S7、承载板复位缩回；

S8、安全门移动至第二工作位；

S9、AGV小车离开。

作为一种物料入库方法的优选技术方案，在所述S4步骤中，还包括检测信号发送传感器与第一信号接收传感器是否进行信号传输，若是，进行所述S5步骤。

作为一种物料入库方法的优选技术方案，在所述S8步骤中，还包括检测信号发送传感器与第二信号接收传感器是否进行信号传输，若是，进行所述S9步骤。

作为一种物料入库方法的优选技术方案，在所述S1步骤中，还包括控制单元通过通讯接口与所述AGV小车建立连接，控制单元还与所述安全门电连接，在所述S2至S8步骤中，所述控制单元控制所述安全门移动和/或所述控制单元控制所述承载板伸缩。

作为一种物料入库方法的优选技术方案，在所述S2步骤中，还包括检测所述安全门的移动至所述开启位的第一时间，若所述第一时间大于第一预设时间进行报警；和/或

在所述S3步骤中，还包括检测所述承载板的移动至所述工作台的上方的第二时间，若所述第二时间大于第二预设时间进行报警；和/或

在所述S4步骤中，还包括检测所述安全门的移动至所述第一工作位的第三时间，若所述第三时间大于第三预设时间进行报警；和/或

在所述S6步骤中，还包括检测所述安全门的移动至所述开启位的第四时间，若所述第四时间大于第四预设时间进行报警；和/或

在所述S7步骤中，还包括检测所述承载板复位缩回的第五时间，若所述第五时间大于第五预设时间进行报警；和/或

在所述S8步骤中，还包括检测所述安全门的移动至所述第二工作位的第六时间，若所述第六时间大于第六预设时间进行报警。

作为一种物料入库方法的优选技术方案，在所述S2步骤和/或所述S6步骤中，还包括使用磁性开关传感器检测所述安全门是否移动至所述开启位；和/或

在所述S8步骤中，还包括使用磁性开关传感器检测所述安全门是否移动至所述第二工作位。

本发明的有益效果为：

本发明提供一种物料入库系统，工作时，AGV小车先移动至工作台的进口区一侧；安全门移动至开启位；承载板经进料口伸出至工作台上方；安全门移动至第一工作位；机械手将承载板上的物料入库；安全门移动至开启位；承载板复位缩回；安全门移动至第二工作位；AGV小车离开。本发明中通过伸缩组件将物料传送至工作台的上方，AGV小车承载物料的平台由固定式转为可伸缩式，减少机械手的动作幅度；同时，设置围栏，且机械手对物料进行操作时，使工作人员或参观人员与机械手之间通过围栏和安全门格挡，工作人员或参观人员可近距离操作或参观，提高了设备使用的安全性，便于操作人员对设备调试和维护。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本发明具体实施方式提供的物料入库系统的结构示意图；

图2是本发明具体实施方式提供的物料入库系统的部分结构示意图；

图3是本发明具体实施方式提供的AGV小车的结构示意图；

图4是本发明具体实施方式提供的物料入库方法的流程图。

图中标记如下：

1、工作台；

2、围栏；

3、安全门组件；31、安全门；32、第一驱动件；33、磁性开关传感器；

4、AGV小车；

5、伸缩组件；51、承载板；52、伸缩板；

6、检测单元；61、信号发送传感器；62、第一信号接收传感器；63、第二信号接收传感器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

目前，在生产制造过程中，常采用AGV小车与敞开式工作站直接交互，机器人抓取AGV小车上的物料进行入库操作，当工作站内机构运动时，为了躲避机器人的动作，现场工作人员或参观人员需要与工作站保持一定的安全距离，设备在使用以及维护过程中，具有很大的安全隐患。

为解决上述问题，如图1-图3所示，本实施例提供一种物料入库系统，该物料入库系统包括工作台1和AGV小车4，工作台1靠近进料区一侧的上方设置有围栏2，围栏2上设置有进料口和安全门组件3，安全门组件3包括安全门31和第一驱动件32，第一驱动件32驱动连接于安全门31，以带动安全门31开启或封闭进料口；AGV小车4设置有伸缩组件5，伸缩组件5包括承载板51，承载板51用于放置物料，伸缩组件5用于将承载板51移动至工作台1上；安全门31包括开启位、第一工作位和第二工作位，安全门31处于开启位时，进料口为开启状态；安全门31处于第一工作位时，安全门31的底壁与进料口的底壁之间设置有间隙，间隙用于避让伸缩组件5；安全门31处于第二工作位时，进料口为封闭状态。本实施例中，工作台1上方设置有机械手，机械手用于将承载板51上的物料入库。本实施例中，工作台1的四周均设置有围栏2，提高了设备使用的安全性，便于操作人员从工作台1的四周对设备观察及维护。

工作时，AGV小车4先移动至工作台1的进口区一侧；安全门31移动至开启位；承载板51经进料口伸出至工作台1上方；安全门31移动至第一工作位；机械手将承载板51上的物料入库；安全门31移动至开启位；承载板51复位缩回；安全门31移动至第二工作位；AGV小车4离开。本发明中通过伸缩组件5将物料传送至工作台1的上方，AGV小车4承载物料的平台由固定式转为可伸缩式，减少机械手的动作幅度；同时，设置围栏2，且机械手对物料进行操作时，使工作人员或参观人员与机械手之间通过围栏2和安全门31格挡，工作人员或参观人员可近距离操作或参观，提高了设备使用的安全性，便于操作人员对设备调试和维护。

优选地，如图2所示，该物料入库系统还包括检测单元6，检测单元6包括信号发送传感器61和第一信号接收传感器62，信号发送传感器61设置于安全门31的内壁，第一信号接收传感器62设置于围栏2的内壁上，信号发送传感器61与第一信号接收传感器62处于同一高度时，信号发送传感器61与第一信号接收传感器62之间信号传输，安全门31处于第一工作位。检测单元6还包括第二信号接收传感器63，第二信号接收传感器63设置于围栏2的内壁上，信号发送传感器61与第二信号接收传感器63处于同一高度时，信号发送传感器61与第二信号接收传感器63之间信号传输，安全门31处于第二工作位。通过信号发送传感器61、第一信号接收传感器62和第二信号接收传感器63的设置，便于对安全门31的位置进行检测及调节，提高设备可控性。本实施例中，信号发送传感器61、第一信号接收传感器62和第二信号接收传感器63为安全传感器。

优选地，第一驱动件32为第一气缸，第一气缸安装于围栏2的内壁上，第一气缸的输出端连接于安全门31，第一气缸上设置有磁性开关传感器33，磁性开关传感器33用于检测安全门31是否完全开启和/或完全关闭。亦即，当第一气缸缩回打开安全门31时，通过磁性开关传感器33检测安全门31打开到位后，再进行下一步动作。第一气缸能够驱动安全门31移动至开启位，当第一气缸失电时，安全门31可依靠自身重力移动至第一工作位或第二工作位。

为了减少安全门31依靠自身重力下落时对伸缩组件5或进料口的冲击。优选地，安全门31的底壁设置有缓冲垫，用于对安全门31下落时的缓冲，减少对伸缩组件5或进料口的冲击。

进一步优选地，安全门31上设置有可视窗口，可视窗口安装有玻璃。操作人员可通过可视窗口观察工作台1的情况。

进一步地，如图3所示，伸缩组件5还包括伸缩板52和第二驱动件，第二驱动件驱动连接于承载板51，AGV小车4设置有导向部，伸缩板52滑动连接于导向部，承载板51滑动连接于伸缩板52。其中，导向部可以为滑槽或滑杆，第二驱动件驱动承载板51移动时，承载板51相对伸缩板52滑动，当承载板51滑动一定距离后，承载板51与伸缩板52卡接，承载板51驱动伸缩板52相对导向部滑动。第二驱动件为电机。

优选地，伸缩板52为多个，相邻伸缩板52之间滑动连接，以提高承载板51的滑动行程。

进一步地，该物料入库系统还包括控制单元，控制单元与安全门组件3直接电连接，控制单元控制第一驱动件32伸缩，且控制单元通过通讯接口通讯连接于AGV小车4，控制单元控制所述伸缩组件5伸缩。于本实施例中，控制单元为可编程逻辑控制器PLC(以下简称PLC)，通讯接口为应用于过程控制接口OPC(以下简称OPC)。需要说明的是，PLC和OPC为本领域技术人员的常用技术手段，此处不再赘述其原理。

具体地，当AGV小车4停靠工作台1附近的指定位置后，AGV小车4与PLC通过OPC建立连接，第一驱动件32直接与PLC连接，PLC控制第一驱动件32缩回，使得安全门31打开，磁性开关传感器33检测安全门31打开到位，PLC通过OPC驱动承载板51伸出，AGV小车4通过OPC告知PLC承载板51伸出到位，PLC通过取消第一驱动件32的缩回，使得安全门31靠重力作用关闭，由于承载板51存在一定高度，信号发送传感器61与第一信号接收传感器62处于同一高度以构成安全回路，此时安全门31处于第一工作位，开始物料入库流程。

当物料入库流程完成后，PLC控制承载板51缩回，使得安全门31打开，磁性开关传感器33检测安全门31打开到位，PLC通过OPC驱动承载板51缩回，AGV小车4通过OPC告知PLC承载板51缩回到位，PLC通过取消第一驱动件32的缩回，使得安全门31靠重力作用关闭，信号发送传感器61与第二信号接收传感器63处于同一高度以构成安全回路，此时安全门31处于第二工作位，开始组装流程，AGV小车4离开工作台1。

本实施例还提供一种物料入库方法，采用上述的物料入库系统，物料入库方法包括以下步骤：

S1、AGV小车4移动至工作台1的进口区一侧，AGV小车4可通过通讯接口与控制单元信号连接，安全门31可与控制单元直接信号连接。

S2、安全门31移动至开启位，以使伸缩组件5能够将承载物料的承载板51伸入工作台1的上方；在此过程中，第一气缸上的磁性开关传感器33检测安全门31是否移动至开启位(即完全开启)。在S2步骤中，还包括检测安全门31的移动至开启位的第一时间，若第一时间大于第一预设时间进行报警，以提醒操作人员检测安全门31的状态，提高设备的安全性。

S3、承载板51经进料口伸出至工作台1上方；

在S3步骤中，还包括检测承载板51的移动至工作台1的上方的第二时间，若第二时间大于第二预设时间进行报警，以提醒操作人员检测承载板51的状态，提高设备的安全性。

S4、安全门31移动至第一工作位，此时，第一气缸为断电状态，安全门31依靠自身重力下落至伸缩组件5上方；

在S4步骤中，还包括检测信号发送传感器61与第一信号接收传感器62是否进行信号传输(即信号发送传感器61与第一信号接收传感器62处于同一高度)，若是，进行S5步骤，若否，则表明安全门31未处于第一工作位；

还包括检测安全门31的移动至第一工作位的第三时间，若第三时间大于第三预设时间进行报警，以提醒操作人员检测安全门31的状态，提高设备的安全性。

S5、机械手将承载板51上的物料入库，若入库完成，进行步骤S6；

S6、安全门31移动至开启位，以使伸缩组件5能够复位缩回；在此过程中，第一气缸上的磁性开关传感器33检测安全门31是否移动至开启位(即完全开启)。

在S6步骤中，还包括检测安全门31的移动至开启位的第四时间，若第四时间大于第四预设时间进行报警，以提醒操作人员检测安全门31的状态，提高设备的安全性。

S7、承载板51复位缩回；

在S7步骤中，还包括检测承载板51复位缩回的第五时间，若第五时间大于第五预设时间进行报警，以提醒操作人员检测伸缩组件5的状态，提高设备的安全性。

S8、安全门31移动至第二工作位，此时，第一气缸为断电状态，安全门31依靠自身重力下落，封堵进料口；在此过程中，第一气缸上的磁性开关传感器33检测安全门31是否移动至第二工作位(即完全关闭)。

在S8步骤中，还包括检测信号发送传感器61与第二信号接收传感器63是否进行信号传输(即信号发送传感器61与第二信号接收传感器63处于同一高度)，若是，进行S9步骤，若否，则表明安全门31未处于第二工作位；

还包括检测安全门31的移动至第二工作位的第六时间，若第六时间大于第六预设时间进行报警，以提醒操作人员检测安全门31的状态，提高设备的安全性。

S9、AGV小车4离开。

需要特别说明的是，在步骤S2至S8步骤中，控制单元控制安全门31移动和/或控制单元控制承载板51伸缩，安全门31与控制单元之间直接电连接，AGV小车4与控制单元之间通过通讯接口进行无线的信号传输，以实现上述的物料入库方法。于本实施例中，控制单元为可编程逻辑控制器PLC，通讯接口为应用于过程控制接口OPC。具体地，采用PLC可控制安全门31的升降，PLC通过OPC获取AGV小车4的位置以及AGV小车4的承载板51的状态。需要说明的是，控制单元和通讯接口的相关作用原理已经在前述的物料入库系统中详细说明，其与物料入库方法中功能类似，故此处不再赘述。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。