自動化四向車貨架

        電子商務與智能製造技術推動了自（zì）動化立體倉庫的快速發（fā）展與創新，在現代物（wù）流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（shì）僅考慮單一設（shè）備和係（xì）統的能力，產（chǎn）生了“密集倉儲”的概念（niàn）[1,2]。在物流產業的快速（sù）發（fā）展過程用中，需要對物流倉儲係統進行全麵規（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（lǜ）和空間利用（yòng）率上可提（tí）高20%~100% 左右，同時作（zuò）業效率可提高20%，運行能耗可降低30%，單元投資成本可節約10% 左右, 密集倉儲係統因而越來越多地受到行業的關注，其市場發展前景（jǐng）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（xiàng）穿梭車（以下簡稱四向車）是一種智能型（xíng）軌道導引（yǐn）自動換向變軌（guǐ）的搬運設備，在（zài）電控係統控製下，通（tōng）過編碼器、RFID、光電傳感器等（děng）數字化技術（shù）精確定位各個輸入、輸出工位（wèi），配（pèi）置智能化調度（dù）係統，接收（shōu）物料後進行自動往複（fù）穿梭搬運，四向車無需人員操作（zuò），運（yùn）行速度快、智能化程度高，適用於各種物流存儲係統，能夠（gòu）促進單元物料快速實現平麵自動輸送。在智能化（huà）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（zuò）業模式，為企業的（de）物流存儲係統（tǒng）提供（gòng）新的物流解決方案

   關鍵機構設（shè）計

      數字（zì）化控製及通訊技術

    四向（xiàng）車采用PLC 及工控機技術，實（shí）現邏輯控製，結合底層路徑自學習算法，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（gòng）電模（mó）塊、無線通訊模塊以及執行機構模塊等集成，實現整車運動導引、驅動（dòng）控製、執行機（jī）構操作，安全防護等（děng）工作。密（mì）集庫（kù）中采用Zigbee 無線通訊方式（shì），上位控製器通過Zigbee 主模塊向四向車（chē）下達任務指令，任務指令傳遞至PLC 完成計算處理（lǐ）後，轉變（biàn）成（chéng）具體的控製信號並輸送至控製執行機構運動的驅（qū）動控製模塊中，在該模塊中對（duì）驅動直流電機（jī）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，各類傳感器和（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（tài）顯示器反饋給倉庫操作人（rén）員，實現四向（xiàng）車動態（tài）信息的雙向傳遞。控（kòng）製係統結構（gòu）如圖4 所示。

     密集倉儲係統的（de）智能調度技術

     基於WCS 可以實現作業任務（wù）設置、貨位決策優化、密集多（duō）深位（wèi）存（cún）儲、多層多四向車作業調度（dù）等各種功能。密集倉儲係統采用多任務模（mó）式，為保證四向車集群全局效（xiào）率提升，需（xū）製定合（hé）理有效的智能調度策略。智能化調度（dù）包括庫區分配、任務優先級劃定、貨位分配（pèi）、路徑規劃等。在WCS 控（kòng）製下，密集庫中各設備（bèi）基於實時路徑規劃完成多任務並行作業；設備運行狀態實（shí）現3D 可視化監測；作業終端基於可視化界麵對多設（shè）備、入出庫作（zuò）業（yè）、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（cāng）儲係統調度架構如圖5 所示。

    作業（yè）能力評估

     四向車的作業（yè）能力受倉庫訂單任務、調度技術、存儲策略、作業模式、設備技術參數等因素的影響，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貨物的水平出入（rù）庫，具備單一作業和複合作業兩種模式。

       在單一作業模式中（zhōng），四向車一（yī）個周期內隻（zhī）完成一（yī）個（gè）出（入）庫任務；在複（fù）合作業模式中，設備一個周期（qī）內完成入庫和出庫兩個任務。在基於每（měi）層一台四向車的係統配置下:

      1）在單一作業模式中，四（sì）向車入庫作業和出（chū）庫的作業時間相同，假設每層四向車的平均單一作業時間為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，假設四向車的平均（jun1）複合作業為t2, 則（zé）對應的（de）出入庫η2 為

 

      案例（lì）四向車已在某公司密集（jí）庫項目中得到實際應用。該（gāi）密集庫實現（xiàn）化工成（chéng）品、半（bàn）成（chéng）品存（cún）儲，整盤入出及揀選出庫等（děng）功能，總的占地麵積為1 765 m2，貨架總體高度為12 m，共有（yǒu）貨位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少於150 托（tuō）/h，設備配置有（yǒu）四向車8 台，提升機3 台，輸送機係統6套（tào）。根據該企業對現代化物（wù）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（bǐ）高、可拓展（zhǎn）的方案，經實際（jì）測試該密集存儲係（xì）統項目建成後與傳統立體庫相比，庫容量提高了35%，設備運行用（yòng）電量能耗（hào）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 利用係統（tǒng）對（duì）貨品進行準確無誤的管理，減少了在存儲（chǔ）貨物（wù）中出現的差錯； 

      ③ 貨物在運（yùn）送（sòng）中實現自動化，減少貨（huò）物的破損率； 

      ④ 從傳統的“結果導向”轉變成“過程控製（zhì）”，從傳統的“數據（jù）錄入”轉 變（biàn）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（céng）高限製，適用於低於5米高倉庫和高（gāo）於（yú）24米以上倉庫都很適用。

       案例圖片