自动（dòng）化四向车货架

产品简介

        电子商务与智能制造技（jì）术推动了自动化立体仓库的快速发展与（yǔ）创新，在现代物流（liú）业中更加（jiā）注重考虑物流系统整体的密度以及数字化、智能、信息化集成应用，而不是仅考虑单一设备和系统的能力，产生了“密（mì）集仓储”的（de）概（gài）念[1,2]。在（zài）物流产业的快速（sù）发（fā）展过程用中（zhōng），需（xū）要对物流仓储系统进行全面规划和创新设计。与（yǔ）普通立体仓库相比，密集仓储土地利用率和空间利用率上可提高20%~100% 左右，同时（shí）作业效率可提高20%，运行能耗可降（jiàng）低30%，单元投资（zī）成本可节约10% 左右, 密集仓储（chǔ）系统（tǒng）因（yīn）而越来越多地受到行业的关注，其市场发展（zhǎn）前景广阔[3]。作为面向密集仓储的重要搬运设备（bèi），智能托盘式四向（xiàng）穿梭车（以（yǐ）下简称四向车）是（shì）一种智能型轨道导引自动换向变轨（guǐ）的搬运（yùn）设备（bèi），在电控系统控制下，通过编码器、RFID、光电传感器等数字化技术精确定位各个输入、输出工位，配置智能化调度系统，接收物料后进行自动往复穿（chuān）梭搬运，四向车无需人员操作，运行速度（dù）快、智能化程度高，适用于各种物流存储（chǔ）系统，能够促进单元物（wù）料快速（sù）实现平面自（zì）动（dòng）输送。在智能化调度（dù）系统的驱（qū）使（shǐ）下，多层多车协同（tóng）并行作业，从而实现精准、高效的作（zuò）业模式（shì），为企业的物流存储系统提供新的物（wù）流解决方案

   关键（jiàn）机构设计

      数字化控制（zhì）及通讯技术

    四向车采用PLC 及工（gōng）控机技术，实现逻辑控制，结合底层路径（jìng）自学习算法，确保高速运行、精准定位、安全可靠（kào）。四向（xiàng）车选用（yòng）SIMATIC S7 系列PLC 作为核心控制器，充分利用（yòng）其丰富的扩展性集成（chéng）接口，将（jiāng）传（chuán）感器模（mó）块、供电模块、无线通讯模块以及执行（háng）机构模（mó）块等集成，实现整车运动导引、驱动控制、执行机构操作，安全防护等工作。密集库中（zhōng）采用Zigbee 无线通讯方式，上位（wèi）控制器通（tōng）过Zigbee 主模块向四向车下达任务（wù）指令，任务指令传递至PLC 完成计算处理后，转变成具体的控制信号并输送至控制执行机构运动的驱动控制模块中，在该模块中（zhōng）对驱动直流电机进行（háng）调速，进而控制执行机构完成相应动作。在这一过程进行中，各类传感器和RFID 系统将（jiāng）采集的定位、检测、故障等信息通过Zigbee 子模块（kuài）反馈给上位器，并由状态显示（shì）器反馈给仓库操作人员，实现四向车动态信息的（de）双向（xiàng）传递。控制系统结构如图4 所示。

     密集仓储（chǔ）系统的智（zhì）能调度技（jì）术

     基于WCS 可（kě）以实现作业任务设置、货位决策优化、密集多深位存储、多层多四向车作业调度等各种功能。密集仓储系统采用多任务模式，为保证四（sì）向车集（jí）群全局效率提升，需制定合理有效的智能调度策略。智能化调度包括库区分配、任务优先级划定、货（huò）位分配（pèi）、路径规划等。在WCS 控制下（xià），密集库中各设备基于实时路径规划完成多任务并行作业；设备运行状态实现3D 可视化监测；作业终端基于（yú）可视化界面对多（duō）设备、入出库作业、多深位（wèi）货物状态进行（háng）监控，并根据作业数据（jù）分析完成远程诊断。密集仓储系统调度（dù）架构如图（tú）5 所示。

    作业能力评估

     四向车的作业能（néng）力受仓库订单（dān）任务、调度技术、存储（chǔ）策略（luè）、作（zuò）业模式、设备技（jì）术参数等因素的影响，其高低直接影响密集仓储系统的（de）效率（lǜ）。四（sì）向车在垂直交（jiāo）叉（chā）轨道（dào）上切换方向完成货物的水平出入库，具备单一作业和复合作业两种模（mó）式。

       在（zài）单一作业模（mó）式中，四（sì）向车一个周（zhōu）期内只完成一个出（入）库任务；在复（fù）合作业模式中，设备（bèi）一个周期内完成入库和出库两个任务。在（zài）基于每层一台四向车的系统配置下:

      1）在单一（yī）作（zuò）业模式中，四（sì）向车入库作业和出库的作业时间相（xiàng）同，假设每层四向车的平均单一作业时间为t1, 则该模式下的出入库能力η1 可（kě）计算为

    2）在复（fù）合作业模式中，假设四向车的平均复合作业为t2, 则对应的（de）出入库η2 为

 

      案例四向（xiàng）车已在某（mǒu）公司密集库项目中得（dé）到实际应用（yòng）。该密集库实现化工成品、半（bàn）成品存储，整盘入出及拣选出库等功能，总的占地面积为1 765 m2，货架总体高度为12 m，共有货（huò）位4122 个。单（dān）元托盘尺寸为1 200mm×1 100 mm×1 200mm/1400mm( 长× 宽× 高)，单元最大载重为1000 kg（含托盘（pán））。仓库中（zhōng）整体入出库量不少（shǎo）于150 托/h，设备配置有四向（xiàng）车8 台，提升机3 台，输送机系统6套。根据（jù）该企（qǐ）业对现代化物流（liú）的不同需（xū）求，在（zài）做大（dà）量的需求调研和分析后，设计出一套符合该企业需求、性价比高、可拓展的方案，经实际测试该密集存储系统项目建成后与传（chuán）统立体（tǐ）库相（xiàng）比，库容量提高了35%，设备运行用电量能耗降（jiàng）低了30%。

       优越性能

     ① 提高空间利用率：其空间利用率为普通平库的3-5倍； 

      ② 利用系统对货品进行准确无误的管理（lǐ），减少了在存储货物中（zhōng）出现的差错（cuò）； 

      ③ 货物（wù）在运送中实现自动化，减少货物的破损率； 

      ④ 从传统的“结果导向”转变成“过程控制”，从传（chuán）统的“数（shù）据录入”转 变成“数据采（cǎi）集”； 

      ⑤ 先进（jìn）的物流系统，提高企业生产（chǎn）管理水（shuǐ）平；

      ⑥ 适用环境不受层高限（xiàn）制，适（shì）用于低于（yú）5米高仓库和（hé）高于24米以上仓库都很适用。

       案例图片

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