自動（dòng）化四向（xiàng）車貨（huò）架

        電子商務與（yǔ）智能（néng）製造技術推動了自動化立體倉庫的快速發（fā）展與創（chuàng）新，在現代物流業中更加注重考慮物流係統整（zhěng）體的密度（dù）以及數字化、智能、信息化集成應用，而不是僅考（kǎo）慮（lǜ）單一（yī）設備和係統的能力，產（chǎn）生了“密集倉（cāng）儲”的概念[1,2]。在物流產業的快速發展（zhǎn）過程用中，需要對物流倉儲係統（tǒng）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和空間利用率上可提高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（běn）可節約10% 左右, 密集倉儲係統因而（ér）越來越多（duō）地受到行（háng）業的關注，其市場發展前景廣闊[3]。作為麵向密集（jí）倉儲的重要搬運設備（bèi），智能托盤式四向穿梭車（以下簡稱四向（xiàng）車（chē））是一種智能型軌道導引自（zì）動換向變軌的搬運設備，在電控係統控（kòng）製下，通過編碼器、RFID、光電傳感器等數（shù）字化技術精確定位各個輸入（rù）、輸出工位，配置智能化調度係統（tǒng），接收（shōu）物料後進行自動往複穿梭搬運，四向車無需人員操作，運行速度快、智能化程度高，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（dòng）輸送。在智（zhì）能化調度係統的驅使下，多層多車協同並行作業，從而實現精準、高（gāo）效的作業模式（shì），為企業的物流存儲係統提供新的（de）物流解決方案

   關鍵機構設計

      數字化控（kòng）製（zhì）及通訊技（jì）術

    四（sì）向車采（cǎi）用PLC 及工（gōng）控機技術（shù），實現邏輯控製，結合底層路徑自學習算法（fǎ），確保高速運（yùn）行、精準定位、安全可靠。四向（xiàng）車選用SIMATIC S7 係（xì）列PLC 作為核心控製器，充分利用其豐富的擴展性集成接口，將傳感器模塊、供電模（mó）塊、無線（xiàn）通訊模塊以及執行機構（gòu）模塊等集成，實現整車運（yùn）動導引、驅動控製、執行機構操作，安（ān）全（quán）防護等工（gōng）作（zuò）。密集庫中采用Zigbee 無線通訊方（fāng）式，上位控製器通過Zigbee 主（zhǔ）模塊向四向車下達任務指（zhǐ）令，任務指令（lìng）傳遞至PLC 完成計算（suàn）處理後，轉變成具體的控製信（xìn）號並（bìng）輸送至（zhì）控製執行機構運動的（de）驅動控製模塊中，在該（gāi）模塊中對驅（qū）動直流電（diàn）機進行調速，進而控製執行機構完成相應動作。在這一過程進行中，各類傳感器和RFID 係統將采集的定位、檢測、故障等信息通過Zigbee 子模塊反饋給上位（wèi）器，並由狀態顯示器反饋給倉（cāng）庫操作人員，實現四向車動態信息的雙（shuāng）向傳遞。控製係統結構如圖4 所示。

     密集倉儲係統的智能調度技（jì）術

     基於WCS 可以（yǐ）實現作業任務設置、貨位決策優化、密集多深位存儲、多層多四向車作業調度等各種功能。密集倉儲（chǔ）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（xiào）的（de）智能調度策略。智能化調（diào）度包括庫區分配、任務優先級劃（huá）定（dìng）、貨位分配、路徑規劃等。在WCS 控製（zhì）下，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（bèi）運行狀態實現（xiàn）3D 可（kě）視化監（jiān）測；作業終（zhōng）端基於（yú）可視化界（jiè）麵對（duì）多設備、入出庫作業、多深位貨物狀（zhuàng）態進行監控，並根據作業數據分析（xī）完成遠程診（zhěn）斷。密（mì）集倉儲係統調度架（jià）構如圖5 所示。

    作業能力評估

     四向車的作業能（néng）力受倉庫訂單任務、調（diào）度技術、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（yǐng）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，具備單一作業和複合作（zuò）業兩種模式。

       在單一作業模式中，四向車一個（gè）周（zhōu）期內隻完成一個出（入）庫（kù）任務；在複合作業模（mó）式中，設備一（yī）個周期內完成入庫和出庫兩個任務。在基於每層一台四向車（chē）的係統配置（zhì）下:

      1）在單一作業模式中，四向車入（rù）庫作業和出庫的（de）作業（yè）時（shí）間相同，假設每層四向車的平均單一作業時間為t1, 則該模（mó）式下的出（chū）入庫能力η1 可計算為

    2）在複合作業模式中，假設四向車的平均複合作業為t2, 則對應的出入庫η2 為

 

      案例四向車已在某公司密集庫項目中得到實際應用。該（gāi）密（mì）集庫實現化工成品、半成（chéng）品存儲（chǔ），整盤入出及揀選出庫等功能（néng），總的占地麵積為1 765 m2，貨架總體（tǐ）高度為（wéi）12 m，共有（yǒu）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）。倉庫中整體入（rù）出庫量不少於150 托（tuō）/h，設備配置有四向（xiàng）車8 台，提（tí）升機3 台，輸送機係統（tǒng）6套。根據該企業對現代化（huà）物（wù）流（liú）的不（bú）同需求，在做大量的需求調研和分析後，設（shè）計出一套符合該企業（yè）需求、性價（jià）比高、可拓展的方案（àn），經實際測試該密集存儲係統項目建成（chéng）後與傳統立體庫相比，庫容量提高了（le）35%，設備運行用電量能耗降低了（le）30%。

       優越性能

     ① 提高空間（jiān）利（lì）用率：其空（kōng）間利（lì）用率為普通平庫的3-5倍； 

      ② 利用係統對貨品進行準確無誤的管理，減（jiǎn）少（shǎo）了在存（cún）儲貨物中（zhōng）出現的差錯； 

      ③ 貨（huò）物在運送中（zhōng）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（chéng）“過（guò）程控製”，從（cóng）傳統（tǒng）的“數據錄（lù）入”轉 變成（chéng）“數據采集”； 

      ⑤ 先進的物流係統，提高企業生產（chǎn）管理（lǐ）水平；

      ⑥ 適用環境不受（shòu）層高（gāo）限製，適用於低於5米高倉庫和高於24米以上倉庫都很適用。

       案例圖片