自動化四向車貨架

電子商務（wù）與智能製造技術推動了自動化立體倉庫的快速發展與創新，在現代物流業中（zhōng）更加注（zhù）重考慮物流係統整體（tǐ）的密度以及數字化、智（zhì）能、信息化集成應用，而不是僅考慮單一設備和係（xì）統的能力，產生（shēng）了“密集（jí）倉儲”的（de）概念[1,2]。在物流產業的快速發展過程用中，需（xū）要對物流倉儲係統進行全麵（miàn）規劃和創（chuàng）新設計。與普通立體倉庫相比，密集倉儲土地利用率和空間利用率上可提高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% 左右（yòu）, 密集倉（cāng）儲（chǔ）係統因而越來越多地受到行業的（de）關注，其（qí）市場發展前景廣闊[3]。作為麵向密集倉（cāng）儲（chǔ）的重要搬運設備，智能托盤式四向穿梭車（以下簡稱四向車）是（shì）一種智能型（xíng）軌道導引自動換（huàn）向變軌（guǐ）的（de）搬運設備，在電控係統（tǒng）控製下，通過（guò）編碼器、RFID、光（guāng）電傳感器（qì）等數字（zì）化技術精確定位各個輸入、輸出工位（wèi），配置智能化調度（dù）係（xì）統（tǒng），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（zuò），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速實現平麵自動輸送。在智能化調度係統的驅使下，多層多車（chē）協同並行作業，從而實現精準、高效的作業模式，為企業的物流存儲係統提供（gòng）新的物流解決（jué）方（fāng）案（àn）

   關鍵機構設計

      數字化控製及通訊技術

    四向車采用PLC 及工控機技（jì）術，實現（xiàn）邏輯控製，結合底層路徑自學習算法（fǎ），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（hé）心（xīn）控製器（qì），充分利用其（qí）豐富的擴（kuò）展性集成接口，將（jiāng）傳感器模塊、供電模塊、無線通訊模塊以及執行機構模塊等集成，實現整車運動導引、驅動控製、執行（háng）機構操作，安全防護等工作。密集庫（kù）中采用Zigbee 無線通訊方式，上位控製器通過Zigbee 主模塊向四向車下達任務指令，任務指令傳遞至PLC 完成計算處理後，轉變成具體的（de）控製信號（hào）並輸送（sòng）至控製執行機（jī）構運動的驅動控製模塊中，在該模塊中（zhōng）對驅動直流電機進行調速，進而控製執（zhí）行機構完（wán）成相應動作。在這一過（guò）程進行中，各類傳感器和RFID 係統將采集的定位、檢測、故障等信息（xī）通過Zigbee 子模塊（kuài）反饋給上位器，並（bìng）由狀態顯示器反饋給倉庫操作人員，實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（jí）倉儲係統的智能調度技術

     基於WCS 可以實現作業（yè）任務設置、貨位決策（cè）優化、密集多深位存（cún）儲、多層多（duō）四向車作業調度等各（gè）種功能（néng）。密集倉儲係統采用多任（rèn）務（wù）模式，為保證四向車集群（qún）全局效率提升，需製定（dìng）合理有效的智能（néng）調度策（cè）略。智能化調度包（bāo）括庫區分配、任務優先級劃定、貨位分配（pèi）、路徑規劃等。在WCS 控製下，密集庫中各設備基於實（shí）時路徑（jìng）規劃完成多任務並行作業；設備運（yùn）行狀態實現3D 可視化監測；作業（yè）終端基於可視化界麵對（duì）多設備、入出庫作業（yè）、多深位貨物狀態進（jìn）行監控，並根據（jù）作業數據分析完成遠程診斷（duàn）。密集倉儲係統調度架構如圖5 所示。

    作（zuò）業能力評估

     四向車的作業（yè）能力受倉庫訂單任務、調度技術、存儲策（cè）略、作（zuò）業模式、設備（bèi）技術參數等因素的影響，其（qí）高低直接影響密集倉儲係統的效率。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，具備單一（yī）作業和複合作業兩（liǎng）種模式（shì）。

       在單一作業模式中（zhōng），四向車一個周期內隻完成（chéng）一個（gè）出（入）庫任務；在複合作業（yè）模式中，設備（bèi）一個周期內完成入（rù）庫和出庫兩個任務。在基於每層一（yī）台四向車的係統配置下:

      1）在單一作業模式中，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（jun1）單一作（zuò）業時間為t1, 則該模式下的出入庫能力η1 可計算為

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

 

      案例四向車已在某公（gōng）司密集庫項目中得到實際應用。該密集庫實現化（huà）工成品、半成品存儲，整盤入出及揀選出庫等功（gōng）能，總的占地麵積為1 765 m2，貨架總體高度為12 m，共有貨位4122 個。單元托盤尺寸為1 200mm×1 100 mm×1 200mm/1400mm( 長× 寬× 高)，單元最大載重為（wéi）1000 kg（含托盤（pán））。倉庫（kù）中整體入（rù）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（qǐ）業對現代化物流的不（bú）同需求，在做大量的需求調（diào）研和分析（xī）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（jí）存儲係統項目（mù）建成後與傳統（tǒng）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（lǜ）為普通平（píng）庫的3-5倍； 

      ② 利用係統對（duì）貨品進行準確無誤的管理，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（huò）物的破損率； 

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

      ⑤ 先進（jìn）的物流係統（tǒng），提高企（qǐ）業生產管理水平（píng）；

      ⑥ 適（shì）用環境（jìng）不（bú）受層高限製，適用於（yú）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