自動化四向車貨架

電子商務與智能製（zhì）造技（jì）術（shù）推動（dòng）了自動化立（lì）體倉庫的快速發展與（yǔ）創新，在現代物流業中更加注（zhù）重考慮物流係統整體的密度以及數字化（huà）、智能、信息化集成應用（yòng），而不是僅考慮單一設備和係統的（de）能力，產生（shēng）了“密集倉儲”的概（gài）念[1,2]。在物流產業的快速發展過（guò）程用中，需要對物流倉儲係統進（jìn）行全麵（miàn）規劃和創新（xīn）設（shè）計。與普通（tōng）立體倉（cāng）庫相比，密集（jí）倉（cāng）儲土地利（lì）用率和空（kōng）間（jiān）利用率上可提高20%~100% 左右，同時作業效（xiào）率可提高（gāo）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，智能托盤式四向穿梭（suō）車（chē）（以下簡稱四向車）是一種智能型軌道導引（yǐn）自動換向變軌的搬運設備（bèi），在電控係統控（kòng）製下，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、輸出工位，配（pèi）置智能化調度係統，接收物料（liào）後進（jìn）行自（zì）動往（wǎng）複穿梭搬運，四向車無需人員操作，運行速度快、智能（néng）化程度高，適用（yòng）於各種物流存儲係統，能夠促進單元物料（liào）快速實現平麵自動輸送。在智能化調度係統的驅使下，多（duō）層多車協（xié）同並行作業，從而實現精準、高效的作業模式，為企業的物流存儲係統提供新的物流解決方案

   關鍵機構設計

      數字化（huà）控製及通訊技術

    四向車采用PLC 及工控機（jī）技術，實現邏輯控（kòng）製，結合（hé）底層路徑自學習算法，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（kòng）製器，充分利用其豐富（fù）的擴展性集（jí）成（chéng）接口，將傳感器模塊、供電模塊、無線通訊模塊以及執行機構模塊等集（jí）成，實現整車運動導引、驅動控製、執行機構操作，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（zhǔ）模塊向四向車下達任（rèn）務指令，任務指令傳（chuán）遞至（zhì）PLC 完成計算處理後，轉變成具體的控製信（xìn）號（hào）並輸送至（zhì）控製（zhì）執行機構運動的驅動控製模塊中，在該模塊（kuài）中對（duì）驅動直流電機進行調速，進而控（kòng）製執行機構（gòu）完成相應動作。在這一過程進行中，各類傳感器和（hé）RFID 係統將采（cǎi）集的定位、檢測（cè）、故障等信息通過Zigbee 子模塊反饋給上位器，並由狀態顯示器反饋給倉庫操作人（rén）員，實現（xiàn）四向車動態信息的雙向傳遞。控製係統結構（gòu）如圖4 所示。

     密集倉（cāng）儲係統的智（zhì）能調度技術

     基於WCS 可以（yǐ）實現作業任務設置、貨位決策優化（huà）、密集多深位存儲、多層多四向車作業調度等各種功能。密集倉儲係統采用（yòng）多任務模式，為保證四向車集群全局效率（lǜ）提升，需製定合理（lǐ）有（yǒu）效的智能調度策（cè）略。智能化調度包括庫區分配（pèi）、任務（wù）優（yōu）先級劃定、貨位分配、路徑規劃等。在WCS 控製下，密（mì）集庫中各設備基（jī）於實時路徑規（guī）劃完（wán）成多任務並行作業；設備運行狀態實現3D 可視化監測；作業終端基於（yú）可視化界麵對多設備、入出（chū）庫作業、多深位貨物狀（zhuàng）態進行監控（kòng），並根據作業（yè）數據分析完成遠程（chéng）診斷（duàn）。密集倉儲係統調度架構（gòu）如（rú）圖5 所（suǒ）示（shì）。

    作業能力評估（gū）

     四向車的作業能力受倉庫（kù）訂單任務（wù）、調度技（jì）術、存儲（chǔ）策（cè）略、作業模式、設備技術參數等因素的影響，其高低直接影響密集倉儲係統的效率。四向車在（zài）垂直交叉軌道上切換方（fāng）向完成（chéng）貨物的水平出入庫，具備單一作業和複合作業兩（liǎng）種模式。

       在單一作業模式中，四向（xiàng）車一個周期內隻完成一個出（入（rù））庫任務；在（zài）複（fù）合（hé）作業模式中，設備一（yī）個周期（qī）內（nèi）完成入庫和出庫兩個任務。在基於每層一台四向（xiàng）車（chē）的係統（tǒng）配置下:

      1）在單一（yī）作業模式中，四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單一作業時（shí）間為（wéi）t1, 則（zé）該模式下的出入庫能（néng）力η1 可（kě）計算為

    2）在複（fù）合作業模式（shì）中（zhōng），假設四向車的平均複合作業（yè）為t2, 則對應的出入庫η2 為（wéi）

 

      案例四向車已在某公司密集（jí）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（cún）儲（chǔ），整盤入出及揀選出庫等功（gōng）能，總（zǒng）的（de）占地（dì）麵積為1 765 m2，貨架總體高度為12 m，共有貨位4122 個。單元托盤尺（chǐ）寸為1 200mm×1 100 mm×1 200mm/1400mm( 長× 寬× 高（gāo）)，單元最大載重為1000 kg（含托盤）。倉庫中整體入出庫量不少於150 托/h，設備配置（zhì）有四向車8 台，提（tí）升機3 台，輸送機係統6套。根據該（gāi）企業對（duì）現代化物流的不同需求，在做大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（fāng）案，經實際測試該密集存儲係統項目建成後（hòu）與傳統立體庫相比，庫容（róng）量提高（gāo）了35%，設備運行（háng）用電量能耗降低了30%。

      優越性（xìng）能

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

      ② 利用係統對貨品進行（háng）準確無（wú）誤的管理，減少了在存儲貨物中（zhōng）出現的差錯； 

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

      ④ 從傳統的“結果（guǒ）導（dǎo）向”轉變成（chéng）“過程控製”，從傳（chuán）統（tǒng）的“數據（jù）錄（lù）入”轉 變成“數據采集”； 

      ⑤ 先（xiān）進的物流係統，提高企業生產管（guǎn）理水平；

      ⑥ 適用環境不受層高限製，適用於低於5米高（gāo）倉庫和高於（yú）24米以（yǐ）上（shàng）倉庫都很適用（yòng）。

       案例圖片