自動（dòng）化四向車貨（huò）架

產品簡介

電子商務與智能製造技術推動了（le）自動化立體倉庫的快速發展與創新，在現代物流（liú）業中更加注重考慮物流係統（tǒng）整體的密度以及數字化、智能、信息化集成應用，而不是僅（jǐn）考慮單一（yī）設備和（hé）係統（tǒng）的能力，產生了“密集倉儲（chǔ）”的概念（niàn）[1,2]。在物流產業的快（kuài）速發（fā）展過程用中（zhōng），需要對物流倉儲係統（tǒng）進行全麵規（guī）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（yòng）率上可提高20%~100% 左右，同時作業效率可提高20%，運行能（néng）耗可降低30%，單元投資成本可節（jiē）約10% 左右, 密集倉儲係（xì）統因而越來越多地受到行業的（de）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（tuō）盤式四（sì）向穿梭（suō）車（以下簡稱四向車）是一種智能型軌道導（dǎo）引自動換向變軌的搬運設備，在電控係統（tǒng）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，配置智能化調度係統，接收物料後進行自（zì）動往複穿梭搬運，四向車（chē）無需人員操（cāo）作，運行速度快、智能化程度高（gāo），適用於各種物流存儲係統，能夠促進單元物料快速實（shí）現平麵自動輸送。在智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、高效的作業模式，為企業的物流存儲係統提供新的物流（liú）解（jiě）決方案

   關鍵機構設計

      數字化控製及通訊技術

    四向車采（cǎi）用PLC 及工控機技術，實現邏輯控製，結合底（dǐ）層路徑自學習（xí）算法，確保高速運行、精準定位、安（ān）全可靠。四向車選用SIMATIC S7 係列PLC 作為核心（xīn）控製器，充分利（lì）用其豐（fēng）富的擴展性集成接口，將（jiāng）傳感器模（mó）塊、供（gòng）電模塊、無線通訊模塊（kuài）以及執行（háng）機構（gòu）模塊等（děng）集成，實現整車運動導引、驅動（dòng）控製、執行機構操作，安（ān）全防護等工作。密集庫中采用Zigbee 無線通訊方式，上（shàng）位控製器通過Zigbee 主（zhǔ）模塊向四向車（chē）下達任務指令，任務指（zhǐ）令傳遞至PLC 完成計算處理後（hòu），轉變成具體的控製信號並輸送至控製執行機構（gòu）運動的驅動控製模塊中，在該（gāi）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，各類傳感（gǎn）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（shàng）位器，並由狀態顯（xiǎn）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（zhì）係（xì）統結（jié）構如圖4 所示。

     密集倉儲係統的（de）智能調度技術（shù）

     基於WCS 可以實現（xiàn）作業任務（wù）設置、貨位決策優化、密集多深位存儲、多層（céng）多（duō）四（sì）向車作業調度等各（gè）種（zhǒng）功能。密集倉儲係統采用多任務模式，為保證四向車集群全局（jú）效率（lǜ）提升，需製定（dìng）合（hé）理有效的智能調度策略。智能化調度包括庫區分配、任務優先級劃定、貨位分（fèn）配、路徑規劃等。在WCS 控製下，密集庫中各設備基於實時路徑規劃（huá）完成多任務並行（háng）作業；設（shè）備運行（háng）狀態實現3D 可視化監測；作業終端基於可視化界麵對多設（shè）備、入出庫（kù）作業、多深（shēn）位貨物狀態（tài）進（jìn）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（diào）度架構如圖5 所示。

    作業能力評估（gū）

     四向車的作業能力受倉（cāng）庫訂單任務、調度技術、存儲策略、作業模式、設備技術（shù）參數（shù）等因（yīn）素的影（yǐng）響，其高低直接影響（xiǎng）密集（jí）倉儲（chǔ）係統的效率。四（sì）向車在（zài）垂直交叉軌（guǐ）道（dào）上切換方向（xiàng）完成貨物（wù）的水平出入庫，具備單一（yī）作業和複合作業（yè）兩（liǎng）種模式。

       在單（dān）一作業（yè）模式（shì）中，四向車一個周期內隻（zhī）完成一個出（入）庫任務；在複合作業模式（shì）中，設備一個周期（qī）內完（wán）成入庫和出庫兩個（gè）任務。在基於每層一台（tái）四向車（chē）的係統配置下:

      1）在單一作業（yè）模式中，四（sì）向車入庫作業和（hé）出庫的作（zuò）業時間相同，假設（shè）每（měi）層四向車的平均單一作業時間為t1, 則該模式下的出入庫（kù）能力η1 可計算為（wéi）

    2）在複合（hé）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（dé）到實際應用（yòng）。該密集庫實現化工成品、半成品存儲（chǔ），整盤（pán）入出及揀（jiǎn）選出庫等功能，總的占（zhàn）地麵積為1 765 m2，貨架總體（tǐ）高（gāo）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（zhǎng）× 寬× 高)，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，設備配置有四向車8 台（tái），提升機3 台，輸送機係統6套。根據該企業對現代化物流的不同需求，在做大量的需求（qiú）調研和分析後，設計出一套符（fú）合該企業需（xū）求、性價（jià）比（bǐ）高、可拓展的（de）方案，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（kù）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（qí）空間利用率為普通平庫的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 貨物在運送中實現自動化，減少貨物的破損（sǔn）率； 

      ④ 從傳統的“結果導向”轉變成“過程控製”，從傳統的“數據錄入（rù）”轉 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 適用環境（jìng）不受層高限製，適用於（yú）低於5米高倉庫和高於24米以上倉庫都很適用。

       案例圖片

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