自動化四向車貨架

電子商務與（yǔ）智能（néng）製造技術推動了自動化立體（tǐ）倉庫的快速發展（zhǎn）與創新，在現代物流業中更加注重考慮物流係統整體的密度以及（jí）數字化、智能、信息化集成應用，而不是僅考慮單（dān）一設備和係（xì）統的能力（lì），產生了“密集倉儲”的概念[1,2]。在物流產業的快（kuài）速發展過程（chéng）用中，需要對物流倉儲係統進（jìn）行全麵（miàn）規劃和創新（xīn）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（kě）降低30%，單元投資成本可節約10% 左右, 密集倉儲係統因而越來越多（duō）地（dì）受到（dào）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），智能托盤式四向穿梭車（以（yǐ）下簡稱四向車）是一種智能型軌道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（biān）碼器、RFID、光電傳感器等數字化技（jì）術精確定位各個輸入、輸（shū）出（chū）工位，配（pèi）置智能化調度係統，接收物料後進行（háng）自動往複穿梭搬運，四（sì）向車無需人員操作（zuò），運行速（sù）度快、智能化程度高，適用於各種物流存儲係統（tǒng），能夠促進單元物料快速實現平（píng）麵自動輸（shū）送。在智能化調度係統的（de）驅（qū）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（yè）的物流存儲係（xì）統（tǒng）提供新的物流解決方案

   關鍵（jiàn）機構（gòu）設計

      數字化控製及（jí）通訊技術

    四向車采用PLC 及工控機技術，實現邏輯控製，結合底層路徑自學習算法，確（què）保高速運行、精準定位、安全可靠。四向車（chē）選用（yòng）SIMATIC S7 係列PLC 作為核（hé）心控製器，充分（fèn）利（lì）用其（qí）豐富的擴展性集成接口，將傳感器模塊（kuài）、供電模塊、無線通訊模（mó）塊以及執行機構模塊等集成，實現整車運動（dòng）導引、驅動控製、執行機構操作，安全（quán）防（fáng）護等工作（zuò）。密集（jí）庫中采用Zigbee 無線通訊方式，上位控製器通過Zigbee 主模塊向四向（xiàng）車下（xià）達任務指令，任務指令傳遞至PLC 完成計算處理後，轉（zhuǎn）變成（chéng）具體的控製信號並輸送（sòng）至控（kòng）製執行機構運（yùn）動的驅動控（kòng）製模塊（kuài）中，在（zài）該模塊中對驅動直流電機進行調速，進而控製執行機構完成相應動作。在這一過程進行中（zhōng），各類傳感（gǎn）器和RFID 係統將采集的定位、檢（jiǎn）測、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員，實現四向車動態信息的（de）雙向傳遞。控製係統結構如圖4 所示。

     密（mì）集倉儲係統（tǒng）的智能調度技（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、多層多四向車作業調（diào）度等各種功能。密（mì）集倉儲係統采用（yòng）多任務模式，為保證四向車集群全（quán）局效率提（tí）升，需製定合理有（yǒu）效的智能調度策（cè）略（luè）。智能化調度包（bāo）括庫區分配、任（rèn）務優先（xiān）級劃定、貨位分配、路徑（jìng）規劃等。在WCS 控製下，密集庫中各設備基於實時（shí）路徑規（guī）劃完成多任務並行作業；設備運行（háng）狀態（tài）實現3D 可視（shì）化監測；作業終端基於可視化界麵對多設備（bèi）、入出庫作業、多深位貨物狀態進行監控，並根據作業數（shù）據分析完成遠（yuǎn）程診（zhěn）斷。密集倉儲係統調（diào）度架構如圖5 所示。

    作業能力評估

     四向車的作業能力受（shòu）倉庫訂（dìng）單（dān）任務、調度技術（shù）、存儲策略、作業模式、設（shè）備技術參數等因素的影響，其高低直接影響（xiǎng）密（mì）集倉儲係統的效率。四（sì）向車（chē）在垂（chuí）直交叉軌道（dào）上切換（huàn）方向（xiàng）完（wán）成貨物的水平出入庫，具備單（dān）一作業和複（fù）合作業兩種模式。

       在單一作業模式中，四向車（chē）一個周期內隻完（wán）成一個出（入）庫任務；在複合作（zuò）業模式中，設備一個周期內完成入庫和出庫（kù）兩個任務。在（zài）基於每層一台四向車的係統配（pèi）置下:

      1）在單一作業模式中，四向車入庫作業和出庫的（de）作業時間相同（tóng），假設每層四向車的平均單一作業時間為t1, 則該（gāi）模式下的出入庫能（néng）力η1 可計算為

    2）在複合作業模式（shì）中，假設四向車的平均（jun1）複（fù）合作業為t2, 則對應的出入庫η2 為

 

      案例四向車（chē）已在某公司密（mì）集庫項目中得到（dào）實際應（yīng）用。該密集庫實（shí）現化工成（chéng）品（pǐn）、半成品存儲（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（jià）總體高度為12 m，共有貨位（wèi）4122 個。單元托盤尺寸為1 200mm×1 100 mm×1 200mm/1400mm( 長× 寬× 高（gāo）)，單元最大載重為1000 kg（含（hán）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（duì）現代化物流的不同需（xū）求，在（zài）做（zuò）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（gāo）、可拓（tuò）展的方案，經實際測試該（gāi）密集存儲係統項目建成後與傳統立體庫相比，庫（kù）容量提高了35%，設備運行用電（diàn）量能耗（hào）降低了30%。

      優越性能

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

      ② 利用係統對貨（huò）品進行準（zhǔn）確無（wú）誤的（de）管理，減少（shǎo）了在存儲貨物（wù）中出現的差（chà）錯； 

      ③ 貨物在運送中實現自動化，減少（shǎo）貨物的破損率； 

      ④ 從傳統的“結（jié）果導向”轉變成（chéng）“過程控製”，從傳統的“數據錄入”轉（zhuǎn） 變成“數據采集”； 

      ⑤ 先進的物流係統，提高企業生產管理水平；

      ⑥ 適用環（huán）境不受層高限製，適用於（yú）低於5米高倉庫和高於24米以上倉（cāng）庫都很適用。

       案例圖片