自動化四向車貨架

電子商務與智能製造技術（shù）推動了自動化立（lì）體倉庫的快（kuài）速發展與創新，在現代物流業中更加注重（chóng）考慮物流係統（tǒng）整體的密度以及數字化、智能、信息化（huà）集成應用，而不是僅考慮單一（yī）設備和（hé）係統的能（néng）力，產生了“密集倉儲”的概念[1,2]。在（zài）物流產業的快速（sù）發（fā）展過程（chéng）用中（zhōng），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（lì）體倉庫相比，密集倉儲土地利用率和空間（jiān）利用率上可提高20%~100% 左右，同時作業效率可提高（gāo）20%，運行（háng）能耗可降低30%，單元投資成本可（kě）節約10% 左右, 密集（jí）倉儲係統因而越來越多地受到（dào）行業的關注，其市場發展前（qián）景廣（guǎng）闊（kuò）[3]。作為麵向密集（jí）倉儲的（de）重（chóng）要搬運設備，智能（néng）托盤式四（sì）向穿梭車（以下簡稱（chēng）四向（xiàng）車）是一種智能型軌道導引自動換向變軌的搬運設備，在電控係統控（kòng）製下，通過編碼器、RFID、光電傳感器等數字化技術精確定位各個輸入、輸出（chū）工位，配置智（zhì）能化調度係統，接收物料後進行自（zì）動往複穿梭搬運，四向車無需（xū）人員操作，運行速度快（kuài）、智能（néng）化程度高，適用於各種物流存儲係統，能（néng）夠促進（jìn）單（dān）元（yuán）物料快（kuài）速實（shí）現平麵自動輸送。在智能化調度係統的驅使下，多層多車協同並行作業，從而實現（xiàn）精準、高效的作業模式，為企業的物流存（cún）儲係（xì）統（tǒng）提供新（xīn）的物流解（jiě）決方案

   關鍵機構設計（jì）

      數字化控製及通訊技術

    四向車采用PLC 及工控機技（jì）術，實現（xiàn）邏輯控製，結合底層路（lù）徑自學習算法，確保高速運行（háng）、精準（zhǔn）定位、安全可靠。四向車選用SIMATIC S7 係列PLC 作為核（hé）心控製器，充分利用其豐富的擴展性集成接口，將傳（chuán）感器模塊、供電模（mó）塊、無線通訊模塊以及（jí）執行機（jī）構模塊（kuài）等集成，實現整車運動導引、驅動控製、執行（háng）機構操作（zuò），安全防護等（děng）工作。密集庫中采（cǎi）用Zigbee 無線通訊方式，上位控製器通過Zigbee 主模塊向四向（xiàng）車下達任務指令，任務指令傳遞至PLC 完成（chéng）計（jì）算處理後，轉變成具體（tǐ）的控製信號並輸送至控製執行機構運動的驅動控（kòng）製模塊中，在（zài）該模塊中對驅動直流電機進行（háng）調速，進而控製執行（háng）機構完成相（xiàng）應動作。在這一過程進行中，各類傳感器和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（yuán），實現四向車動態信息（xī）的雙向傳遞。控製係統結構如圖4 所示。

     密集（jí）倉儲係統的智能（néng）調度技術

     基於WCS 可（kě）以實現作業（yè）任務設置、貨位（wèi）決策優（yōu）化、密集多深位（wèi）存儲、多層多四向車作（zuò）業調度等各種功能。密集倉儲係統采（cǎi）用多任務（wù）模式，為保證四向車集群全局效率提升，需製（zhì）定合理有效的智能調度策略。智能化調度包括庫區分配、任務優先級劃定、貨位分配、路（lù）徑規劃等。在WCS 控製（zhì）下，密集庫中（zhōng）各設（shè）備基於實時路徑規劃完成多（duō）任（rèn）務並行作業；設備運（yùn）行狀態實現3D 可視（shì）化監測；作業終端基於可（kě）視化界麵（miàn）對多設備、入出庫作業、多深位貨物（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（jiē）影響密集倉儲係統的效率。四向（xiàng）車在垂直（zhí）交叉軌道上切換方向完（wán）成貨物的水（shuǐ）平出（chū）入庫，具備單一作業和複合作業兩種模（mó）式（shì）。

       在（zài）單一作業模式中，四向車一個周期（qī）內隻完成一個出（chū）（入）庫任務；在複合作業模式中（zhōng），設備（bèi）一個（gè）周期內完（wán）成入庫和出庫（kù）兩個任務。在基於每層一台四向車的係統配置下:

      1）在單一作業模式中，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單一作業時間為t1, 則該模式下（xià）的出入庫能力η1 可計算為

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

 

      案例四向車已在某公司密集庫項目中得到實際應用。該密集庫（kù）實現化工成品、半成品存儲，整盤入出及揀（jiǎn）選（xuǎn）出庫等功能，總的占地麵積（jī）為1 765 m2，貨架（jià）總體高度為12 m，共有貨位4122 個。單元托盤尺寸（cùn）為1 200mm×1 100 mm×1 200mm/1400mm( 長× 寬× 高)，單元最大載重（chóng）為1000 kg（含托盤）。倉庫中整體入出庫量不少於150 托/h，設（shè）備配置有四（sì）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同（tóng）需求，在做大（dà）量（liàng）的需求調研和分析後，設計出（chū）一套符合該（gāi）企業需求、性價比高（gāo）、可拓展的方案（àn），經實際測試該密集存儲係統（tǒng）項目建成後與傳統立體庫相比，庫（kù）容量提高了35%，設備（bèi）運行用電（diàn）量能（néng）耗降低了（le）30%。

       優越性能（néng）

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

      ② 利用係統對貨品進（jìn）行（háng）準確無誤的管理，減少了在存（cún）儲貨物中出（chū）現的差錯； 

      ③ 貨物在運送（sòng）中實現自動化，減少貨物的（de）破損率； 

      ④ 從傳統的“結果導向”轉變成“過程控製”，從傳統的“數（shù）據錄入（rù）”轉 變成“數據（jù）采集”； 

      ⑤ 先進的物流係統，提高企業生產（chǎn）管理水平；

      ⑥ 適用環境不受層（céng）高限製（zhì），適用（yòng）於低於5米高倉（cāng）庫和高於24米以上倉庫都很適（shì）用。

       案（àn）例圖片