自動化四向車貨架（jià）

產品簡介

電子商務與智能製造技（jì）術推動了自動化立體倉庫的快速發展與創新，在現代物流（liú）業中更加注重考慮物流係統整體的密度以及數字化、智能、信息化集成（chéng）應用（yòng），而不是僅考慮單一設備和係統的能力，產（chǎn）生了“密集倉儲（chǔ）”的概念[1,2]。在（zài）物流產業的快（kuài）速發展過程用中，需（xū）要對（duì）物流倉（cāng）儲（chǔ）係統（tǒng）進行全麵規劃和創新設（shè）計。與普（pǔ）通立體倉庫相比（bǐ），密集倉儲土地利用率和（hé）空間利用（yòng）率上可（kě）提高20%~100% 左右，同時作業效率可提高20%，運行能耗可降低（dī）30%，單元投資成本可節（jiē）約10% 左右（yòu）, 密集倉儲（chǔ）係統因而越來越多地受到行業的關注，其市場（chǎng）發（fā）展（zhǎn）前景廣闊[3]。作（zuò）為麵向密集倉儲的重要搬運設備，智能托盤式四向穿梭車（以下簡稱（chēng）四向車）是一（yī）種智（zhì）能（néng）型軌道導引自動換向（xiàng）變軌的搬運設備，在電控係統控製下，通過編（biān）碼器、RFID、光電傳感器等數字化技術精（jīng）確定位（wèi）各個（gè）輸入、輸出工位，配置智（zhì）能化調度係統，接收物料後進行自動往複穿梭搬運，四向（xiàng）車無需人員操作，運行速度快、智能化程度高，適用於各種物流存儲係（xì）統，能夠促（cù）進（jìn）單元物料（liào）快速實現（xiàn）平麵（miàn）自動輸送。在智能化調度係（xì）統（tǒng）的驅使下，多層（céng）多車協同並行作業，從而實現精（jīng）準、高（gāo）效的作業模式，為企業的物流存儲（chǔ）係統提供新的物流解決方案

   關鍵（jiàn）機構設計

      數字化控（kòng）製及通（tōng）訊技術

    四向車采用PLC 及工控機技術，實現邏輯控製，結合底層路徑自學習算法，確保高（gāo）速運行、精準定位、安（ān）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成接口，將（jiāng）傳感器模塊、供電模塊、無線通訊模塊以及（jí）執行機構模塊等集成（chéng），實現整車運動（dòng）導引（yǐn）、驅動控製、執行機構操作，安全防護等工作。密集庫中采用（yòng）Zigbee 無線通訊方式，上位控製器通過Zigbee 主模塊向（xiàng）四向車下達任務指令，任務指令傳遞至PLC 完成計算處理後，轉變（biàn）成（chéng）具體的控製信號（hào）並輸（shū）送至控製執行機構（gòu）運（yùn）動的驅動（dòng）控製模塊中，在該模塊中對驅動直流電機進行調（diào）速，進而控製執行機（jī）構完成相應動作。在這一過程進行中，各類傳感器和RFID 係統將采集的定位、檢測、故障（zhàng）等信息通過Zigbee 子模塊反饋給上位器，並由狀態（tài）顯示器反饋給倉庫操（cāo）作人員，實現四向車動態（tài）信息的雙向傳遞。控製係統結構如圖4 所示。

     密集倉儲係統的智（zhì）能調度技（jì）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（mì）集倉儲係統采用多任務模式，為保證四向車集（jí）群全局效率提升，需製定合理有效的智能調度（dù）策略。智能化調（diào）度包括庫區分配、任（rèn）務優（yōu）先級劃（huá）定、貨位分配、路徑規劃等。在WCS 控製下（xià），密集庫中各設備基於實時路（lù）徑規劃完成多任務並行作（zuò）業；設備運行狀態實現3D 可視（shì）化監測（cè）；作業終端基於可視化界麵對多設備、入出庫作業、多（duō）深位貨物狀態（tài）進行（háng）監控，並（bìng）根據（jù）作業數據分析完成遠程診斷。密集倉儲係統（tǒng）調度（dù）架構如圖5 所示（shì）。

    作業（yè）能（néng）力（lì）評估（gū）

     四向車的作業能力（lì）受（shòu）倉庫訂單任務、調度技術、存儲策略（luè）、作業模式、設備技術參數等因素的影響，其高低直接（jiē）影響密集倉儲係統的效率（lǜ）。四向車在垂直交叉軌道上切換方（fāng）向完成貨物的水平出（chū）入庫（kù），具備單一作（zuò）業和複合作業兩種模式。

       在單一作業模式（shì）中，四向車一個周（zhōu）期內隻完成一個出（入）庫任務；在複合作業模式中，設備一個周期內完成入庫和出庫（kù）兩個任務。在基於每層一台四（sì）向車的係統配置下:

      1）在單一作業模式中，四向車入庫作業（yè）和（hé）出庫的作業時間相同，假設每層四向車的平均（jun1）單一作業時間為t1, 則該模式（shì）下的出入庫能力η1 可計算為

    2）在複合（hé）作業模式中，假（jiǎ）設四向車的平均複合作業為t2, 則對應的出入庫η2 為

 

      案例四向車已在某公司密集庫項目中得到實際應用。該密集庫實現化工成品、半（bàn）成品存儲，整盤入出及揀選（xuǎn）出庫等功能，總的占地麵積為1 765 m2，貨架總體高度為12 m，共有貨位（wèi）4122 個。單元托盤尺寸為1 200mm×1 100 mm×1 200mm/1400mm( 長× 寬（kuān）× 高)，單元最大載重為1000 kg（含托（tuō）盤）。倉庫中整體入出庫量不少於150 托/h，設備配置有四向車（chē）8 台，提升機3 台，輸送機（jī）係（xì）統6套。根據該企業對現代化物流的不同需求，在做大（dà）量的需求調研和分析後，設計出一套符合該企業需求、性價比高、可拓展的方案，經實際測試該密集存儲係統項目建成後與傳統立體庫相比，庫容量提高了35%，設備運行用電量能耗降低了30%。

       優越性能

     ① 提高空間利用率：其空間利用率為（wéi）普通平庫的3-5倍； 

      ② 利用係統（tǒng）對貨品進行準確無誤（wù）的管理，減少了（le）在存儲貨物中出現的差錯； 

      ③ 貨物在運送（sòng）中實現自動化，減少貨物的破（pò）損率（lǜ）； 

      ④ 從（cóng）傳統的“結（jié）果導向”轉（zhuǎn）變成“過程控製”，從（cóng）傳統的“數據錄入”轉 變成“數據采集”； 

      ⑤ 先進的物流係統（tǒng），提高企業生產管理水平；

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

       案例圖（tú）片

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