自動化四向車貨架

電子商務與智能製造技術推動了自動化（huà）立體倉庫的快速發展與（yǔ）創新，在（zài）現（xiàn）代物流業中更加注重考慮物流係統整（zhěng）體的密度以（yǐ）及數字化、智能、信息化集成應用，而不是僅（jǐn）考慮單（dān）一設備和係統的能（néng）力，產生了“密集倉儲”的概（gài）念[1,2]。在物流產業（yè）的快（kuài）速發展過程（chéng）用中，需要對（duì）物流倉儲係統進行全麵規劃和創新設計。與普通立（lì）體（tǐ）倉庫相比，密集倉儲（chǔ）土地利用率（lǜ）和（hé）空（kōng）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（jiàng）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（yuè）來越多地受到行業（yè）的關注（zhù），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車（以下簡稱四向車（chē））是一（yī）種智能（néng）型軌道（dào）導（dǎo）引自動換向變軌的搬運（yùn）設備，在電控係統控製下，通過編碼（mǎ）器、RFID、光電傳感（gǎn）器等數字化技術精確定位各個輸入（rù）、輸出工位，配（pèi）置智能（néng）化調度係統，接（jiē）收物料後進行自動往複穿梭搬運，四向車無需（xū）人員操作，運行（háng）速度快、智能化程度高，適用於（yú）各（gè）種物（wù）流存儲係統，能夠促進單元物料快（kuài）速實現平麵自（zì）動輸送。在智能化調度係統的驅使下，多層（céng）多車協同並行作業，從而實（shí）現精準、高效的作業（yè）模式，為企業的物流存（cún）儲係統提供新的物流解決方案

   關鍵機構設計

      數字化控製及通訊技術

    四向車采用PLC 及工（gōng）控機（jī）技術，實現邏輯控製，結合底層路徑自學習算法（fǎ），確保高速運行（háng）、精準定位、安全可靠。四向車選用SIMATIC S7 係列PLC 作為核心控製器，充分利（lì）用其（qí）豐富的擴（kuò）展性集成接口，將傳感器模塊、供電模塊、無線通（tōng）訊模塊（kuài）以及執行機構模（mó）塊等集（jí）成，實現整車運動導引、驅動（dòng）控製、執行機構操作，安全（quán）防護等工作。密集庫中采用（yòng）Zigbee 無線通訊方式，上位控製器通過Zigbee 主模塊向（xiàng）四（sì）向車（chē）下（xià）達任務指令，任務指令傳（chuán）遞至PLC 完成計算處理後，轉（zhuǎn）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（zhōng），在（zài）該模塊中對驅動直流電機（jī）進行調速，進而控製執（zhí）行機構完成（chéng）相應動作。在這一過（guò）程進行（háng）中，各類傳感器和RFID 係統將采（cǎi）集的定位、檢測、故障等（děng）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（kù）操作人員，實現四向車動態信息的雙向傳遞。控製係（xì）統（tǒng）結構如圖4 所示。

     密集倉儲係統的智能（néng）調度技術

     基於WCS 可以實現作業任務（wù）設置、貨位決策優化（huà）、密集多深位存儲、多層多（duō）四向車作業調（diào）度等各種（zhǒng）功能。密集倉儲係統采用多（duō）任務模式，為保證四向車集群全局效（xiào）率提升（shēng），需製定合理有效的（de）智能調度策略。智能化（huà）調度包括庫區分配、任務（wù）優先級劃定、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（chéng）多任務並行作業；設備運行狀態實現3D 可視化（huà）監測（cè）；作業（yè）終端基於可視化界（jiè）麵對多設備、入出庫作業、多（duō）深位貨物（wù）狀態進行監（jiān）控，並根據作業數據分析完成遠程診斷。密集倉（cāng）儲係統調度架構如圖5 所示。

    作業能力評估

     四向車的作業能力受倉庫訂單任務、調度技術、存儲（chǔ）策（cè）略、作業模（mó）式、設備（bèi）技術參數等因素的影響，其高（gāo）低直接影響密集（jí）倉儲係統的效率。四向車在垂直交叉軌道上切換方向完成（chéng）貨物的水平出入庫，具備單一作業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（rù））庫（kù）任務；在複合作（zuò）業（yè）模式（shì）中，設（shè）備一（yī）個周期（qī）內完成入庫和出庫兩個任務。在基於（yú）每（měi）層一台四向車的係（xì）統配置下:

      1）在單（dān）一作業模式中，四向車入庫作業和出（chū）庫的作業時間相同，假設每層四向（xiàng）車的平均單一作（zuò）業時間為t1, 則（zé）該模式下的出入庫能（néng）力η1 可計算為

    2）在複合作業模式中（zhōng），假設四向車的平均複合作業為t2, 則（zé）對應的出（chū）入庫（kù）η2 為

 

      案例四（sì）向車已在某公司（sī）密集庫項目中得到實際應用。該密集庫實現化工（gōng）成品、半成（chéng）品存儲，整盤入出及揀選出庫等功能，總的占地麵積為1 765 m2，貨架總體高度為12 m，共有貨位4122 個。單元托盤尺寸（cùn）為（wéi）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（yú）150 托/h，設備配置有四向車8 台，提升機3 台（tái），輸送機係統6套。根據該企業對現代化物流的不（bú）同需求，在做大量的（de）需求調研和分析後，設計出一套符合該企業需求、性價比高、可拓展的方案，經實際測（cè）試該密（mì）集存儲係統項目建成後與傳統立體庫（kù）相比，庫容量提（tí）高了35%，設備運行用（yòng）電量（liàng）能耗降低（dī）了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（lì）用係統對貨品進行準確無誤的管理，減少了在存儲貨（huò）物中出現的差錯； 

      ③ 貨物在運（yùn）送（sòng）中（zhōng）實現（xiàn）自動化，減少貨物的（de）破損率； 

      ④ 從傳統的“結果導（dǎo）向”轉變成“過程控製”，從傳統的“數據錄入”轉 變（biàn）成（chéng）“數據采集”； 

      ⑤ 先進的（de）物流係統，提高企業生產管理水平；

      ⑥ 適用環境不受層高限製，適（shì）用於低於5米高倉庫和高於24米以（yǐ）上倉庫都很適用。

       案例圖片