自動化四（sì）向車貨架

電子商務與智能製造（zào）技術推動了自動化立體（tǐ）倉庫的快速發展與創新，在現代物流業（yè）中更（gèng）加注重考慮物流係統（tǒng）整體的密度以及數字化、智（zhì）能、信息化集成應（yīng）用，而不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計。與普通立體倉庫相比，密集倉儲（chǔ）土地利用率和空間利用（yòng）率上可提高20%~100% 左右（yòu），同時作業效率（lǜ）可提高20%，運行能耗可降低30%，單元投資成本可節約10% 左右（yòu）, 密集倉儲係統因（yīn）而越來越多（duō）地受到行業的關（guān）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（以下簡稱四向車）是一種智能型軌道導引自動換向（xiàng）變軌的搬運設備，在（zài）電控係統控製下，通過（guò）編（biān）碼器、RFID、光電傳感器等（děng）數字化技術精確定位各個輸入（rù）、輸出工位，配置智能化調度係統，接收物料（liào）後進（jìn）行自動往複穿梭搬運（yùn），四向車無需人員操作，運行速度快、智能化程度高，適用於各種物流存儲係（xì）統，能夠促進單元物料快（kuài）速實（shí）現（xiàn）平麵自動輸送。在智（zhì）能化調度係統的驅使（shǐ）下，多層（céng）多車協同並行作業，從而實（shí）現精準、高效的作業模式，為企業的物流存儲係（xì）統提供新的物流解決方（fāng）案

   關鍵機構設計

      數字化控製及（jí）通訊（xùn）技術

    四向車采用PLC 及工控機技術，實（shí）現邏輯控製，結（jié）合底層路徑自學習算（suàn）法，確保高速運行、精準定位、安全（quán）可靠。四向（xiàng）車選用SIMATIC S7 係列（liè）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（kuài）、供電模塊、無線通訊模（mó）塊以及執行機構模塊等集（jí）成，實現整車運動導引、驅動控製、執行機構操作，安全防護（hù）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（wù）指令（lìng）傳遞至PLC 完（wán）成計算處理後，轉變（biàn）成具（jù）體的控製信號（hào）並（bìng）輸送至控製執行機構運動的驅動控製模塊中，在該模塊中對（duì）驅動直流電機進（jìn）行調速，進而控製執行機構完成相應動作。在這一過（guò）程進行中，各類傳感器（qì）和（hé）RFID 係統將采集（jí）的定位、檢測、故障等信息通過Zigbee 子模塊反饋給上位器，並由狀態顯示器反饋給倉庫操作人員，實現四向車（chē）動態信（xìn）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（yú）WCS 可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（chē）作業調度等各種功能。密集倉儲係統采用多任務模式，為保證四向車集群全局效（xiào）率（lǜ）提升，需製定合理有效的（de）智（zhì）能調度策略。智（zhì）能化調度包括庫區分配、任務優先級劃定、貨位分配、路徑規劃等（děng）。在WCS 控製下，密集庫中各設備基於實時路徑規劃完成多任務並行作業（yè）；設備運行狀態實現3D 可視化監（jiān）測；作業終（zhōng）端基（jī）於可視化界（jiè）麵對多設備、入出（chū）庫作業、多深位貨物狀態進行監控，並根據作業數據分析完成遠程診斷（duàn）。密集倉儲係（xì）統調度架構如圖5 所示（shì）。

    作業能力評估

     四向車的作業能力受倉庫（kù）訂單任務、調度技術、存儲策略、作業模式、設備技術參數等因（yīn）素的（de）影響，其高低直接影響密集倉儲係統的（de）效率。四向車在垂（chuí）直交叉（chā）軌道上切換方向完成貨物的水平出入庫，具備（bèi）單（dān）一作業和複合作業兩種模式。

       在單一（yī）作業模式中，四向車一個周期內（nèi）隻完成一個出（入）庫任務；在複合作業模式中，設備一（yī）個周期內完成入庫和出庫兩（liǎng）個任務。在基於每層一台四向車（chē）的係統配置下:

      1）在單一作業模式中，四向車入庫作業和出庫的作業時間相同，假設每（měi）層四向車的平（píng）均（jun1）單一作業時間為t1, 則該模式下的出入庫能力（lì）η1 可計算為

    2）在複合作業模式中，假設四向車的平均複合作業為t2, 則對應（yīng）的出入（rù）庫η2 為

 

      案例四向車已在某公司密集庫項目中（zhōng）得到實際應用。該密集庫實現化工成品、半成品存儲，整盤入出及揀選出庫等功能，總的占地麵積為1 765 m2，貨架（jià）總體高（gāo）度為12 m，共有貨位（wèi）4122 個（gè）。單元托盤尺寸為1 200mm×1 100 mm×1 200mm/1400mm( 長× 寬× 高)，單元最（zuì）大載重為1000 kg（含托盤）。倉庫中整體入出庫量不（bú）少於150 托/h，設備配（pèi）置有四（sì）向（xiàng）車8 台，提（tí）升機3 台，輸送（sòng）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，經實際測試該密集存儲係統項目建成後與（yǔ）傳統立體庫（kù）相比，庫容量提高了35%，設備運行用電（diàn）量能耗降低了30%。

      優越性能

     ① 提（tí）高空間（jiān）利用率：其（qí）空間利用率為普通平庫的3-5倍； 

      ② 利用（yòng）係統對貨（huò）品進行準確無誤的管理，減少了在存儲貨（huò）物中出現的差（chà）錯； 

      ③ 貨物（wù）在運（yùn）送中實現自（zì）動化，減少貨物的破損率（lǜ）； 

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

       案（àn）例圖片