自動（dòng）化四向車貨架

電子商（shāng）務與智能製造技術推動了（le）自（zì）動化立體倉庫的快（kuài）速發（fā）展與創新，在現代（dài）物流業中更加注重考慮物流係統整（zhěng）體的密度以及數（shù）字化、智能、信（xìn）息化集成應用，而不（bú）是僅考慮單一設備和係統的能力，產（chǎn）生了“密集倉儲”的概念[1,2]。在物（wù）流產業的快速發展過程用中，需要對物（wù）流倉儲係統進行全麵規劃和創新設（shè）計。與普通立體（tǐ）倉庫相（xiàng）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（zī）成（chéng）本可節約10% 左（zuǒ）右, 密（mì）集倉儲（chǔ）係統因而越來越多地（dì）受到行（háng）業的關注，其市場發展前景廣闊[3]。作為麵向（xiàng）密集倉儲的重要搬運設備，智能托盤式四向穿梭車（以（yǐ）下簡（jiǎn）稱（chēng）四向車）是一種智能型軌道導引自動換向變軌的搬運（yùn）設備，在電控係統控製下，通過編碼器、RFID、光電傳感器等數字化技術精（jīng）確定位各個輸入、輸出工位，配置智能化調（diào）度係統，接收物料後進行自動往複穿梭搬運，四向車無需人員操作，運行（háng）速度快、智能化程度高，適用於各種物流存儲係統，能夠（gòu）促進單元物料（liào）快速實現平麵自動輸送。在智能化（huà）調度係（xì）統的（de）驅（qū）使下，多層多車協同並（bìng）行作業，從而實現精準、高效的作業（yè）模式，為企業的物（wù）流存儲（chǔ）係統提供新的物流解決（jué）方案

   關鍵機構設計

      數字化控製及通（tōng）訊技術（shù）

    四向車采用（yòng）PLC 及工控機技術，實現邏輯控製，結合底層路徑自學（xué）習算法，確保高速運行、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，充分利用其豐富的擴展性集成接口，將傳感器模塊、供電模塊、無線通（tōng）訊模塊以及執行機構模塊等集成，實（shí）現整車運動導引、驅動控製、執（zhí）行機構操作，安全防護等工作。密集庫中采用Zigbee 無線（xiàn）通訊方式，上位控製器（qì）通過（guò）Zigbee 主模塊向四向車下達任（rèn）務（wù）指令（lìng），任務指令傳（chuán）遞至PLC 完成計（jì）算處理後，轉變成具體的控製信號並輸送（sòng）至（zhì）控製執行（háng）機（jī）構運動的驅動控製（zhì）模塊中，在該模塊中（zhōng）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（zài）這（zhè）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 子模塊反饋給上位器，並由狀（zhuàng）態顯示器反饋給倉庫操作人員（yuán），實現四向（xiàng）車動態信息的雙向傳遞。控製係統結構如圖4 所示。

     密集倉儲係統的智能調度技術

     基於WCS 可以實現作業任務設（shè）置、貨位決策優化（huà）、密集多深位存儲、多（duō）層多四向車作業調度等各種功（gōng）能。密集倉（cāng）儲係統采用多任務模式，為保證四向車集群全局效率（lǜ）提（tí）升，需製定合理有效的智（zhì）能調度策略。智能化調度（dù）包括庫區分配（pèi）、任（rèn）務優先級劃定、貨位分配、路徑規（guī）劃等。在WCS 控製下，密集庫中各設備基於實（shí）時路徑規（guī）劃完成多任（rèn）務並行（háng）作業；設備運行狀態實（shí）現3D 可視化監測；作業終端基於可視（shì）化界麵對多設備、入出庫作業、多深位貨物狀態進行監控，並根據作業數據分析完成遠程診斷。密集倉儲（chǔ）係統調度架構如圖5 所示。

    作業能力評（píng）估（gū）

     四向車的作業能力受倉庫訂單任務、調度技術（shù）、存儲（chǔ）策（cè）略、作業模式、設備技術參數等因（yīn）素的影響，其高低直接影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（chéng）貨物的（de）水平出（chū）入（rù）庫，具備單一作業和複合作業兩種模（mó）式。

       在單（dān）一作業（yè）模式中，四向車一個周期內隻完成（chéng）一（yī）個出（入）庫任務；在複合作業模式中，設備一個周期內完成入（rù）庫和出庫兩個任（rèn）務。在基於每層一台四向車的係統配置下:

      1）在單（dān）一作業（yè）模式中，四向車入庫作（zuò）業和出庫的作業時間相同，假設每層四向車的平均（jun1）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（shè）四（sì）向車的平均複合作（zuò）業為t2, 則對應的出入庫η2 為

 

      案例（lì）四向車已在某（mǒu）公司密集庫項目中得到實（shí）際應用。該密集庫（kù）實現化工成品、半成品存儲，整盤入出（chū）及揀選出庫等功能，總的占地麵積為1 765 m2，貨架總體高度（dù）為12 m，共有貨位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（sòng）機係統6套。根（gēn）據該企業對現代化物流的不同需求，在做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（jià）比高、可拓展的方案，經（jīng）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35%，設備運行用電量（liàng）能耗降低了30%。

      優越性（xìng）能

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

      ② 利用係統對貨品進行準確無誤的管（guǎn）理，減少了在存儲貨物（wù）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； 

      ④ 從傳統的“結果導向”轉變（biàn）成“過程控製”，從（cóng）傳統的“數據錄入（rù）”轉 變成“數據采集”； 

      ⑤ 先進的物流係統（tǒng），提高企業生（shēng）產管理水平；

      ⑥ 適用環境不受層高限製，適用於低於5米（mǐ）高倉庫和高於24米（mǐ）以上倉庫都很適用。

       案例圖片