自動化四向車貨架

電子商務與智能製造技術推動（dòng）了自動化（huà）立體倉庫的快速發展與創新，在現代物流業中更加注（zhù）重考慮物流係統整體的密度以及（jí）數字化、智能、信（xìn）息化集成應用，而不是僅考慮單一設備和係統的能力，產生了“密集倉儲”的概念[1,2]。在物流產業的快速發展過程用中，需要對物流（liú）倉儲係統進行全麵規劃和創新設計。與普（pǔ）通立體倉庫相比，密集倉儲土地利用率和空間利用率上（shàng）可提高20%~100% 左右，同時作業效率可提高（gāo）20%，運行能耗可降低30%，單元投資（zī）成（chéng）本可節約10% 左右, 密集倉儲係統因而越來越多地（dì）受（shòu）到行（háng）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，智能托盤式四向穿梭（suō）車（以下簡稱四向車）是一種智（zhì）能（néng）型軌道導引自動換向變軌的搬運（yùn）設（shè）備，在電控係統控製下，通過編碼器、RFID、光電傳感器（qì）等數字化技術精（jīng）確定位各個（gè）輸入、輸出工位，配置智能化調度係統，接收物（wù）料後進行自（zì）動往複穿梭搬運，四向車無需人員操作，運行速度快（kuài）、智能化程度高，適用於各種物（wù）流存儲係統，能夠促進單元物料快速實現平麵自（zì）動輸送。在智能化調度係統的驅（qū）使下，多層多車協同並行作（zuò）業，從而實現精準、高效的作業模式，為（wéi）企業的物流存儲係統提供新的物流解決方案

   關鍵（jiàn）機構設計

      數字化控製及通訊技術

    四向車采用PLC 及工控機技術，實現邏輯控製，結合底層路（lù）徑自學習算法，確保高（gāo）速運行、精（jīng）準定位、安全可靠。四向車選（xuǎn）用SIMATIC S7 係（xì）列PLC 作為核心（xīn）控製器，充分利用其豐富的擴（kuò）展性集成接口，將傳感器模塊、供電模塊、無線通訊模塊以及執行（háng）機構模塊等集成，實現整車運動導引、驅動控製、執行機構操作，安全防護等工作。密集庫中采用Zigbee 無線通訊方式，上位控製（zhì）器通過Zigbee 主模塊向四向車下達任務指令，任務指（zhǐ）令傳遞至（zhì）PLC 完成計算處理後，轉變（biàn）成具體的（de）控（kòng）製信號並輸送至（zhì）控製執行機構運動的驅動控製模塊中，在該模塊中對驅動直流電機進（jìn）行（háng）調速，進而控製（zhì）執（zhí）行機構完成相應動作。在（zài）這一過程進（jìn）行中，各類（lèi）傳感器和RFID 係統將采集的定位、檢測（cè）、故障等信息（xī）通過Zigbee 子模塊反饋給上位器，並（bìng）由狀（zhuàng）態顯示器反饋給倉庫操作人（rén）員（yuán），實現四向（xiàng）車動態信息的雙向傳遞。控製係統（tǒng）結構如圖4 所示。

     密集（jí）倉儲係統的智能調度（dù）技術

     基於WCS 可以實現作業任務（wù）設置、貨位決策優化、密（mì）集多深位存儲、多層多四向車作業調（diào）度等各種功能。密集倉儲係統采用多任務模式，為保證四向車集群全局效率提升，需製定合理有效的智能調度（dù）策略（luè）。智（zhì）能化調度包括庫區分配、任務優先級劃（huá）定、貨位分配、路徑規劃等。在（zài）WCS 控製下，密（mì）集庫中各設備（bèi）基於實（shí）時路徑規劃（huá）完成多任務並行作（zuò）業；設備運行狀（zhuàng）態實現3D 可視化監測；作業終端基於可視化界麵對多設備、入出（chū）庫作業、多深位貨物狀態進行監控，並根據（jù）作業數據分析完成遠程診斷。密集倉儲係統調度架構如（rú）圖5 所示。

    作業能力評估

     四向車的作業能力受倉庫訂單任（rèn）務、調度技術、存儲（chǔ）策略、作業模式、設備技（jì）術參數等因素的影響，其高低直接影響密集倉儲係統的（de）效率（lǜ）。四向車在垂直交叉軌（guǐ）道上切換方向完成（chéng）貨物的水平出入庫，具備單一作業（yè）和複合作業兩種模式。

       在單一作業模式中，四向車一個周期內隻完成一個出（入）庫任務；在複合作業模式中，設備一個周期（qī）內完成（chéng）入庫（kù）和出（chū）庫兩個任務。在（zài）基（jī）於每（měi）層一台四向車（chē）的（de）係（xì）統配置下:

      1）在（zài）單一作業模式中，四向車入庫作業和出庫的作業時間相（xiàng）同，假設（shè）每層（céng）四向車的平均單一作（zuò）業時間為t1, 則該模式下的出入庫能力η1 可計算為

    2）在複合作業模式中，假（jiǎ）設四（sì）向車的平均複合（hé）作業為t2, 則對應（yīng）的出入庫η2 為

 

      案例四向車已在某公司密集（jí）庫項目中（zhōng）得到實際應用（yòng）。該密集庫（kù）實現化工成品、半成品存儲，整盤入出及揀選出庫等功能，總的占地（dì）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)，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（bèi）配置有四向（xiàng）車8 台，提升機3 台，輸送（sòng）機係統6套。根（gēn）據該企業對現代化物流的不同需求，在（zài）做大量的需求調（diào）研（yán）和分析後，設計出一套符合該企業需求、性價比高、可拓展的（de）方案，經實際測試該密集存儲係統項目建成後與傳統立體庫相比，庫容量提（tí）高了（le）35%，設備運行用電量能耗（hào）降低了（le）30%。

       優越性能

     ① 提高空間利用率：其空間利用率為普通平庫的3-5倍； 

      ② 利用係統對貨品進行（háng）準確（què）無誤的管理（lǐ），減少了（le）在存儲貨（huò）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（lǜ）； 

      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（jí）”； 

      ⑤ 先進的物流係統，提高企業生產（chǎn）管理水平；

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

       案例圖片