自動化四向車貨架

        電子商務與智能製（zhì）造技術推動了自動化立體倉庫的快速發展與創新（xīn），在現代物流業中更加注重考慮物流係統整體的密度以及數字化、智能、信息化（huà）集（jí）成應用，而不是僅考慮單一設（shè）備（bèi）和（hé）係（xì）統的能力（lì），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，需要對物流倉儲係統進行全麵規劃和創新設計。與普通立體倉庫相（xiàng）比，密集倉儲土地利用率（lǜ）和空（kōng）間（jiān）利用率（lǜ）上可提高20%~100% 左右，同時作業效率可提高（gāo）20%，運行能耗可（kě）降（jiàng）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（qí）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）是一種智能型（xíng）軌道導引（yǐn）自動換向變軌的搬運設備，在電控係統控（kòng）製（zhì）下，通過（guò）編碼器、RFID、光電（diàn）傳（chuán）感器等數（shù）字化技術精確定位各個輸入、輸出工位，配置智能化調度係統，接收物料後進行自動往複穿梭（suō）搬運，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統，能夠（gòu）促進單元物料快速實（shí）現平麵自動輸送（sòng）。在智能化調度係統的驅使（shǐ）下（xià），多層多車協同並行作業，從（cóng）而（ér）實現精準、高效的作業模式，為企業的物流（liú）存儲係統提供新的（de）物流解決方案（àn）

   關鍵機構設計

      數字化控製及通訊技術

    四向車采用PLC 及工控機（jī）技術，實現邏輯（jí）控製，結合底層路徑自學習算法，確保高速（sù）運行、精準（zhǔn）定位、安全可靠。四向車選用SIMATIC S7 係列PLC 作（zuò）為核心控製器，充分利用其豐富的擴（kuò）展性集成接口，將傳感器模塊、供電（diàn）模塊、無線通訊模塊以及執行（háng）機（jī）構模塊等（děng）集成（chéng），實現整車運（yùn）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，上位控製器通過Zigbee 主模塊向四向車下達任務指令，任務指令傳遞至PLC 完成計算處理後，轉變成具體的控製信號並（bìng）輸送至控製執行機構運動的驅（qū）動控製模塊（kuài）中（zhōng），在該模塊中對驅動直流電（diàn）機進行調速，進而控製執行機構完成相應（yīng）動作（zuò）。在這（zhè）一過程進行中，各類傳感器和RFID 係統將采集（jí）的（de）定（dìng）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（gěi）倉庫操作（zuò）人（rén）員，實現四向車動態信息的雙向傳遞。控製係統結構如圖（tú）4 所示（shì）。

     密集倉儲係統的智能調度技術

     基於WCS 可（kě）以實現作業任務設置、貨位決策優化、密（mì）集多深位存儲、多層多四向車作業調度等各種功能。密集倉儲係統采用多任務模（mó）式（shì），為保證四向（xiàng）車集群全局效率提升，需製定合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 控製下，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（háng）監控，並根據作業數據分析完成（chéng）遠程診斷。密集倉儲係統調度架構如圖（tú）5 所示。

    作業能力評估

     四（sì）向車的作業能（néng）力受倉庫訂單任務、調（diào）度技術（shù）、存儲策略、作業模（mó）式、設備技術參數等因素的影響（xiǎng），其高低直接影響密集倉（cāng）儲係統的效率。四向（xiàng）車在垂直交叉軌道上切換方向完成貨物的水（shuǐ）平（píng）出入庫，具備單一作業（yè）和複合作業兩種（zhǒng）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（fù）合作業模式中，設備一個周期內完成入庫和出庫兩個任（rèn）務（wù）。在基於每層一台四向車的（de）係統配置下:

      1）在單一作業模式中，四向車入（rù）庫作業和出庫的作業時間相同，假設（shè）每層四向車的平均單一作業時間為t1, 則該（gāi）模（mó）式下的出入庫能力η1 可計算為

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

 

      案例四向車已在某公司密集庫項目中得到實（shí）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（néng），總的占地麵積為1 765 m2，貨（huò）架總體高度為12 m，共有貨位4122 個。單元（yuán）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。根據該企業對（duì）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（gāi）企業需求、性價比（bǐ）高、可（kě）拓展的方案，經實際測試該密集存儲（chǔ）係統項目建（jiàn）成後與傳統立（lì）體庫相比，庫容量提高了35%，設備（bèi）運行用電量能耗降低了（le）30%。

       優越性能

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

      ② 利用係統對貨品進行準確無誤的管理，減少了在存儲貨物中出現的差錯； 

      ③ 貨物在運送中實現自動（dòng）化，減少貨物的破損率； 

      ④ 從傳統的“結果導向”轉變成“過程（chéng）控製”，從傳統的“數據錄入”轉 變成“數據采集”； 

      ⑤ 先進的物流係（xì）統，提（tí）高企業生產管理水平；

      ⑥ 適用環境不受層高限製，適用於低於5米高倉庫和（hé）高於24米以上倉庫都很（hěn）適用。

       案例圖片