自動化四向車貨架

電子商務與智（zhì）能製造技術推動了自動（dòng）化（huà）立體倉庫的快速發展與創新，在現代物流業中更加（jiā）注重考（kǎo）慮物流係統整（zhěng）體（tǐ）的密度以及（jí）數字化、智能、信息化集成應用，而不是僅考慮單一設備和係統的能力，產生了“密集倉儲”的概念[1,2]。在物流產業的快速發展過程用中，需要對物流倉儲係統進（jìn）行全麵規（guī）劃和創新設計。與普通立體倉庫相比，密（mì）集倉（cāng）儲土地（dì）利（lì）用率和空間利用率（lǜ）上可提高20%~100% 左右，同時作業效率可提高20%，運行能耗可降低30%，單元投資成本可節約10% 左右, 密（mì）集倉儲係統因而越來越多地受到行業的關注，其（qí）市場發展前景廣闊[3]。作為麵向（xiàng）密集倉儲的重（chóng）要搬運設備（bèi），智能（néng）托盤式四向穿梭車（以下簡稱四（sì）向車）是（shì）一種智能（néng）型軌道導引自動（dòng）換向變軌的搬運設備，在電控係統（tǒng）控製（zhì）下，通過編碼器、RFID、光電傳感器等數字化技術精確定位各（gè）個輸入、輸出（chū）工位，配置智能化調度係統，接（jiē）收（shōu）物料後進行（háng）自動往複穿梭搬運，四向車無需人（rén）員操作，運（yùn）行速度（dù）快（kuài）、智能（néng）化程（chéng）度高，適用於各種物流存儲係統，能（néng）夠（gòu）促進單元物料快速實現平麵（miàn）自動輸（shū）送。在（zài）智能化調度係統的驅使下，多層多車協同（tóng）並行作業，從而實現精（jīng）準、高效的作（zuò）業模式，為企業（yè）的物流存儲係統提供新的物流解決方案

   關鍵機（jī）構設計

      數字化控製及（jí）通（tōng）訊技術

    四向車采用PLC 及工控機技術，實現邏輯控製，結合底層（céng）路徑自學習算（suàn）法，確保高速運行、精準定位、安全可靠。四向車選用SIMATIC S7 係列PLC 作為核心控製器，充分利（lì）用其豐富的擴展性集（jí）成接口，將傳感器模塊、供電模塊、無線通訊模塊（kuài）以及執行機（jī）構（gòu）模塊等集成，實現整（zhěng）車運動（dòng）導引、驅動控製、執（zhí）行機構操作（zuò），安全防護（hù）等工作。密集（jí）庫中采用Zigbee 無線通（tōng）訊（xùn）方式，上位控製器通過（guò）Zigbee 主模塊向四向車下達任務指令，任務（wù）指令傳遞至PLC 完成計算（suàn）處理後，轉變成具體的控（kòng）製信號並輸送至控製執行機構運動的（de）驅動控（kòng）製模塊中，在該模（mó）塊中對驅動（dòng）直流電機進（jìn）行調速，進而控製執行機構完成相應動作。在這（zhè）一過程進行中，各類傳感器和RFID 係統將（jiāng）采集的（de）定位、檢測、故障等信息（xī）通過Zigbee 子模塊反饋給上位器，並由狀態顯（xiǎn）示器反饋給（gěi）倉（cāng）庫操作人員，實現四向車動態信息的雙向傳遞（dì）。控製係統結構如圖（tú）4 所示。

     密（mì）集倉儲係統的智能調度技術

     基於WCS 可以實現作業任務設置、貨位決策優化、密集多深位存儲、多層多四向車作業調度等各種功能。密集倉儲（chǔ）係統采用多任務模式，為保證四向車集群全局效率提（tí）升，需製定（dìng）合理有效的智能調度策略。智能（néng）化調度包括庫區分配、任務優先級劃定、貨位分配、路徑規劃等。在WCS 控（kòng）製下，密集庫中各設備基於實時路徑規劃完成多任務並行作業；設備運（yùn）行狀態實現3D 可視化監（jiān）測；作業終端基於可視化界麵對多設備、入出庫作業、多深位貨物狀態進行監控，並根據作業（yè）數據分析完成遠程診（zhěn）斷。密集倉儲係統調度架構如（rú）圖5 所示。

    作業能力評估

     四向車的作業能力受倉（cāng）庫訂單任務、調度技術、存儲策略、作業模（mó）式（shì）、設（shè）備（bèi）技術參（cān）數等（děng）因素（sù）的（de）影響，其高低直接影響密（mì）集倉儲係統的效率。四向（xiàng）車在垂直交叉軌道上切換方向完成貨物（wù）的水平出入庫，具備單一作（zuò）業和複合作業兩種模式。

       在單一作（zuò）業模式中，四向（xiàng）車一個周期（qī）內隻完（wán）成一個出（入）庫（kù）任務；在複（fù）合作業（yè）模式中，設備一個周期內完成入庫和出庫兩個任（rèn）務。在（zài）基於每層一台四向車的係（xì）統配置下:

      1）在單（dān）一（yī）作業模式中，四向車入（rù）庫作業和出庫的作業時間相同，假（jiǎ）設每層四向車的平均單一作業時間為t1, 則該（gāi）模（mó）式下的（de）出入庫能力η1 可計算為

    2）在複合作業模式（shì）中（zhōng），假設四（sì）向車的平均複合作業（yè）為t2, 則對應的出入庫（kù）η2 為

 

      案例四向車已在某公司密集庫（kù）項（xiàng）目中（zhōng）得到實際應用。該（gāi）密集庫實現化工成品、半成品存儲（chǔ），整盤入出及揀選出庫等功能，總的（de）占地麵積為1 765 m2，貨架總體高度為（wéi）12 m，共有貨位4122 個。單元托盤尺寸為1 200mm×1 100 mm×1 200mm/1400mm( 長× 寬× 高)，單元最大載重（chóng）為（wéi）1000 kg（含托盤）。倉庫中整體入出庫量不少於150 托/h，設備配置有四向車8 台，提升機3 台，輸送機係（xì）統6套。根據該企（qǐ）業對現代化（huà）物流的不同需求，在做大量的需求調研和分析後（hòu），設計出一套符合該企業需求、性價比高、可（kě）拓展的方案，經（jīng）實際測試該密集存儲係統項目建成後與傳統立體庫相比（bǐ），庫容量提高了35%，設（shè）備運行用電量能耗（hào）降（jiàng）低了30%。

       優（yōu）越性能

     ① 提高空間利用率：其空（kōng）間利（lì）用率（lǜ）為普（pǔ）通平庫的3-5倍； 

      ② 利用係統對貨品進行準確無（wú）誤的管理，減少了在存儲（chǔ）貨（huò）物（wù）中出現的（de）差錯（cuò）； 

      ③ 貨物在運送（sòng）中實（shí）現自動（dòng）化，減少貨物的破損率； 

      ④ 從傳統的“結果導向”轉變（biàn）成“過程控製”，從傳統的“數據錄入”轉 變成“數據采集”； 

      ⑤ 先進的物流係統，提高企業生產管理水平；

      ⑥ 適用環境不受層高限製，適用於低於5米高倉庫和高於24米以上倉庫（kù）都很適用。

       案例圖片