自動化四向車貨架

電子商務與智能製造技術推動了自（zì）動化立體倉庫的快速發展與創（chuàng）新，在現代（dài）物流業中（zhōng）更加（jiā）注重考慮物流係統整體的密度以及數字化、智能、信息化集（jí）成應用，而不是僅（jǐn）考慮（lǜ）單一設備（bèi）和係統的（de）能力，產生了“密集倉儲”的概念（niàn）[1,2]。在物流產業的快速發展過（guò）程用中（zhōng），需要對物流倉儲係統進行全麵規劃和創（chuàng）新設（shè）計。與普通立體（tǐ）倉庫相比，密集倉儲（chǔ）土地利（lì）用率和空（kōng）間利用率上可提高20%~100% 左右，同時作（zuò）業效率可提高20%，運行能（néng）耗可（kě）降低30%，單元投資成本可節約10% 左右, 密集倉儲係統因（yīn）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（néng）托盤式（shì）四向穿梭（suō）車（以下簡稱四向（xiàng）車）是一種智能型軌道（dào）導引自動換向變軌的（de）搬運設備，在電控係統控製下，通過編碼器、RFID、光電傳感器等數字化技術精確定位各個輸入、輸出工位，配置智能化調（diào）度係統，接（jiē）收物料後進行自動往複穿梭搬運，四（sì）向車無需（xū）人員操作，運行速度快、智能化程度高，適用（yòng）於各種物流存儲係統（tǒng），能（néng）夠（gòu）促進單元物料快速實現平麵自動輸送。在智能化調（diào）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（gāo）效的作業模式，為企業（yè）的物流存儲係統提供新的物流解決（jué）方案

   關鍵機構設計

      數字化控製及通訊技術

    四向（xiàng）車采用PLC 及工控機技術，實現邏輯控製，結合底層（céng）路徑自學習（xí）算法，確保高速運行、精準定（dìng）位、安全可靠。四向車選用SIMATIC S7 係列PLC 作為核心控製器，充分（fèn）利用其豐富的（de）擴展性集（jí）成接口，將傳感器模塊、供電模塊（kuài）、無線通（tōng）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、執行機（jī）構操作，安（ān）全防護（hù）等（děng）工作（zuò）。密集庫中采（cǎi）用（yòng）Zigbee 無線通訊方（fāng）式，上位控製（zhì）器通過Zigbee 主模塊向四（sì）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，在該模塊中對驅（qū）動直流電機進行調速，進而控製執行機（jī）構完（wán）成相（xiàng）應動作。在這一過程（chéng）進行中，各類傳感器（qì）和RFID 係統將采集（jí）的定（dìng）位、檢測、故障等信息通過Zigbee 子模塊（kuài）反饋給上位器（qì），並由狀態顯示器反饋給倉（cāng）庫操作（zuò）人員，實現四向車動態信息的雙向傳遞。控製係統結構如圖4 所示。

     密集倉儲係統的智能（néng）調度技（jì）術

     基於WCS 可（kě）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（sì）向車作業（yè）調（diào）度等各種功能。密集倉（cāng）儲係統采用多任務模式，為保證（zhèng）四向（xiàng）車（chē）集群全局效率提升（shēng），需製定合理有（yǒu）效的智能調（diào）度策略。智能化調度包括（kuò）庫區分配（pèi）、任務優先級劃（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徑規劃完成多任務並行作業；設備運行狀態實現3D 可視化監測；作業終端基於可視化界（jiè）麵對（duì）多設備、入出庫作業、多深（shēn）位貨物狀態進行監控，並根據作業數據分析完成遠程診斷。密集倉儲係統調度架構（gòu）如圖5 所示。

    作業能力評估

     四向車的作業（yè）能力受倉庫訂單任（rèn）務、調度技術（shù）、存儲策略、作業模式、設備技術參數等因素的影響，其高低直接影響密（mì）集倉儲係統的效（xiào）率。四向車在（zài）垂（chuí）直交叉（chā）軌道上切換方向完（wán）成貨物的水平出入（rù）庫，具（jù）備單一作（zuò）業和複合作業（yè）兩種模式。

       在（zài）單一作業模式中（zhōng），四（sì）向車一（yī）個周（zhōu）期內隻完成一個（gè）出（入）庫任務（wù）；在複合作業模式中，設備一個周期內完成入庫和出（chū）庫兩個任務。在基於每層一台四（sì）向車的係統配置下:

      1）在單一作（zuò）業模（mó）式（shì）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（yī）作業時間（jiān）為t1, 則該模式下的出入庫能力η1 可（kě）計算為

    2）在複合作業模（mó）式中，假設四（sì）向（xiàng）車的平均複合作業為t2, 則對（duì）應的出入庫η2 為

 

      案例四向（xiàng）車已在某公司密集庫項（xiàng）目中得到實際應用。該密集庫實現（xiàn）化工（gōng）成品、半成品存儲，整盤入出及揀選出庫（kù）等功能，總的占地麵積為1 765 m2，貨架總（zǒng）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（dà）載重為1000 kg（含托盤）。倉庫中（zhōng）整體入出庫量不少於150 托/h，設備配置有（yǒu）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（wù）流的不同需求（qiú），在做大量的需求調（diào）研和分析後，設計（jì）出一套符合該（gāi）企業需求、性價比高（gāo）、可拓展的（de）方案，經實際測試該密集（jí）存儲係統項目建成後與傳統（tǒng）立體庫（kù）相比，庫容量提高了35%，設備（bèi）運行用電量能耗降（jiàng）低了30%。

      優越性能

     ① 提高空間利用率：其空（kōng）間（jiān）利用率為普通平庫（kù）的3-5倍； 

      ② 利用係統對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 貨物在運送中實現自動化，減少貨物的破損率； 

      ④ 從傳統的“結果導向”轉變（biàn）成“過程（chéng）控製”，從傳統（tǒng）的“數據錄入”轉 變（biàn）成“數（shù）據采集”； 

      ⑤ 先進的物流係統，提高企業生產管理（lǐ）水平；

      ⑥ 適用環境不受層高限製，適用於低於5米高倉（cāng）庫（kù）和（hé）高於24米以上倉庫都很適用。

       案例圖片