自動化四向車貨（huò）架（jià）

電子（zǐ）商務與智能製造技術推動了自動化立體倉庫的快速發（fā）展與創新，在現代物流業中（zhōng）更加注重考慮物流係統整體的密度以及數字化、智能、信息化集成應用，而不是僅考慮單一設備和係統的（de）能力（lì），產（chǎn）生了“密（mì）集倉儲”的（de）概念[1,2]。在物流產業的快速發展過程用中，需要（yào）對物流倉儲係統進行全麵規劃和創新設計。與普通立體倉庫相比，密集倉儲土地利用率（lǜ）和空間利用（yòng）率上可提高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（zuǒ）右, 密集倉儲係統因而越來越多地受到行業的關注，其市場發展前景廣闊[3]。作為麵向密集倉儲的重要搬運設備（bèi），智能托盤式四向穿（chuān）梭（suō）車（以下簡（jiǎn）稱四向車）是（shì）一（yī）種智能型軌道導引（yǐn）自動換向變軌的搬運設（shè）備，在電控係統控製下，通過編碼器、RFID、光（guāng）電傳（chuán）感器（qì）等數字化技（jì）術精確定位各（gè）個輸入（rù）、輸出工位，配（pèi）置智能化調度係統（tǒng），接收物料後進行自動往複穿梭搬（bān）運，四向車無需人員操作，運行速度快、智能化程（chéng）度高，適用於各種物流存儲係統，能夠促進單元物料快（kuài）速實現平麵自動輸送。在智能化調度（dù）係統的驅使下，多層多車協同並行作業，從而實現精準、高效的作業模式，為企業的物流（liú）存儲係統提供新的物流解決方案

   關鍵機構設計

      數字化控製及通訊（xùn）技術

    四向車采用PLC 及（jí）工控機技術，實現邏輯控製，結合底層路徑自學習算法，確保高速運（yùn）行、精準定位、安全可靠。四向車選用SIMATIC S7 係列（liè）PLC 作為核心控製器，充分利用其豐（fēng）富的擴展性集成接口，將傳感器模塊、供電模（mó）塊（kuài）、無線通訊模塊以及執行機構模塊等集成，實現整車運動導引、驅（qū）動（dòng）控製、執行機（jī）構（gòu）操作，安全防護等工作（zuò）。密（mì）集庫中采用Zigbee 無（wú）線通訊方式，上位控製器通過Zigbee 主模塊向四向（xiàng）車下達任務指令，任務指令傳遞至PLC 完成計算處理後，轉變成具體的控製信號並輸送至控製執行機構運動的驅動控製模塊中，在該模塊中（zhōng）對驅動直（zhí）流電機進行調（diào）速，進而控製執行機構完（wán）成相應動作。在這一過程（chéng）進行中，各（gè）類傳感器和RFID 係統將采集（jí）的（de）定位、檢測、故障等信息通過Zigbee 子模塊反饋給上（shàng）位器，並由（yóu）狀態顯示器反饋給倉庫操作人員，實（shí）現四向車動態信息的雙向傳遞。控製係統結構如（rú）圖4 所示。

     密集倉儲係統的智能調度技（jì）術

     基於（yú）WCS 可以實現作業任務設置、貨（huò）位決（jué）策（cè）優化、密集多深位存（cún）儲、多層多四向車作業調度等各種（zhǒng）功能。密集倉儲係統采用多任務模式，為保證四向車集群全局效率提升，需製定合理有效的智能調度策（cè）略。智能（néng）化調度包括（kuò）庫區分配、任務（wù）優先級劃定、貨位分配、路徑規劃等。在WCS 控製（zhì）下，密集庫（kù）中各（gè）設備基（jī）於實時路徑規劃完成多任務並行作業（yè）；設備運行（háng）狀（zhuàng）態實現3D 可視（shì）化監測；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（wù）狀態進行監控，並根據作業數據分析（xī）完成遠程診（zhěn）斷。密集（jí）倉儲（chǔ）係統調度架構如圖5 所示。

    作業能力評估

     四向車的作業能力受倉庫訂單任務、調度技術、存儲策（cè）略、作業模式、設備技術參（cān）數等因素的影響，其高（gāo）低直接影響（xiǎng）密集倉儲（chǔ）係（xì）統的效（xiào）率。四向車在垂直交叉軌道上切換方向完成貨物的水平出入庫，具備（bèi）單一作業和複合作業兩種模（mó）式。

       在單一作業模式中，四向車一個周期內（nèi）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（kù）和出庫兩個任務。在基（jī）於每層（céng）一台四向車的係統（tǒng）配置（zhì）下:

      1）在單一作業模式中，四（sì）向車入庫作業和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, 則該模式下的出入（rù）庫能力η1 可（kě）計算為

    2）在（zài）複合（hé）作業模式中，假設（shè）四向車的平均複合作（zuò）業為t2, 則對應的出入庫（kù）η2 為

 

      案例四向車已在某公司密（mì）集庫項目中得到實際應用。該密集庫實現化工（gōng）成品、半成品存儲，整盤入出（chū）及揀選出庫等（děng）功能，總的占地麵積為1 765 m2，貨架總體高（gāo）度為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)，單元最大載重為1000 kg（含托盤（pán））。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，輸送機係統6套。根據該企業對現代化物流的（de）不（bú）同需（xū）求（qiú），在做大量的需求調研和分析後，設計出一套符合該企業（yè）需求、性價比高、可拓展的方案，經實際測試該密集（jí）存儲係統項目建成後與傳統立體庫相比，庫容量提（tí）高了35%，設備運行（háng）用電量能耗降低（dī）了30%。

       優越性能

     ① 提高（gāo）空間利用率（lǜ）：其空間利用（yòng）率為普通平庫的3-5倍； 

      ② 利（lì）用係統對貨品進行（háng）準確無誤的管理，減少了在存儲（chǔ）貨物中出（chū）現的差錯； 

      ③ 貨物在運送中實現自動（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（de）“數據錄（lù）入”轉 變成“數據采集”； 

      ⑤ 先進的物流係（xì）統，提高企業（yè）生產管（guǎn）理水平；

      ⑥ 適用環境不（bú）受層高限（xiàn）製，適用於低於5米高倉庫和高於（yú）24米以上倉庫都很適用。

       案例圖片