自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)貨位可移動(dòng)式貨架研究

1、價(jià)值工程0引言目前大部分的自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)均是由巷道堆垛機(jī)與剛性立體貨架結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)的,這種方式機(jī)械化程度高、吞吐能量大且有較強(qiáng)的應(yīng)變能力,能適應(yīng)企業(yè)所要求的多品種變形生產(chǎn)和隨時(shí)變更生產(chǎn)計(jì)劃的柔性生產(chǎn)需要12。在工業(yè)制造與物流行業(yè)中,還存在大量的傳統(tǒng)倉(cāng)庫(kù),如要建成目前常用的巷道堆垛機(jī)式的自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)就要從土建工程著手,全部推倒重來(lái),這樣就限制了現(xiàn)有資源的利用,不利于傳統(tǒng)式倉(cāng)庫(kù)向現(xiàn)代化倉(cāng)庫(kù)的轉(zhuǎn)變,同時(shí)也造成了大量資源浪費(fèi)。文獻(xiàn)2中對(duì)基于無(wú)堆垛機(jī)的自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的結(jié)構(gòu)與控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究,提出了一類采用貨位可移動(dòng)式貨架系統(tǒng)的自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù),本文主要討論這一類立體倉(cāng)庫(kù)貨架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與控制。1貨

2、位可移動(dòng)式貨架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)目前貨位能夠移動(dòng)的貨架系統(tǒng)運(yùn)行方式大多為整體貨架系統(tǒng)移動(dòng)的方式,其工作方式為貨位固定,貨架移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)貨位的輪換,通過(guò)系統(tǒng)控制貨位移至檢貨位置,實(shí)現(xiàn)進(jìn)出貨的管理。這類貨架的轉(zhuǎn)動(dòng)能量消耗很大,運(yùn)動(dòng)的慣性較大,通常是采用與人員配合的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)揀貨操作。本文中所討論的貨位可移動(dòng)式貨架工作方式為貨架的外框架固定不動(dòng),通過(guò)整套的傳送裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)每個(gè)貨位的移動(dòng)。傳送裝置由滾筒輸送機(jī)構(gòu)成,其結(jié)構(gòu)由傳動(dòng)滾筒、電機(jī)等結(jié)構(gòu)部件組成,適用于各類箱式、托盤(pán)等貨品的輸送3。貨架系統(tǒng)特點(diǎn)如下:貨架采用分層制造,按需進(jìn)行組裝。其高度,寬度可按現(xiàn)場(chǎng)要求進(jìn)行靈活處置,與現(xiàn)有的倉(cāng)儲(chǔ)庫(kù)房結(jié)構(gòu)有較好的兼容性;貨架可

3、采取分層控制,控制靈活性好;貨品的適應(yīng)性強(qiáng),可根據(jù)存儲(chǔ)單位的大小來(lái)自動(dòng)調(diào)整貨架與貨位的大小;外圍貨架不需要拖動(dòng),節(jié)省能源;控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方便,利于提高存取貨效率,提高貨物占位率;滾筒輸送機(jī)構(gòu)能夠輸送單件重量較大的物料,承受較大的沖擊載荷。2控制對(duì)象及系統(tǒng)端口分配本文以3*3貨架系統(tǒng)的控制為例來(lái)說(shuō)明貨架系統(tǒng)的工作過(guò)程與控制流程。貨架系統(tǒng)由9個(gè)單層貨架組合而成,為3層3列結(jié)構(gòu),每個(gè)貨位地址的確定由旋轉(zhuǎn)編碼器來(lái)實(shí)現(xiàn)。貨架部分含有多個(gè)控制對(duì)象:單層動(dòng)力貨架驅(qū)動(dòng)電機(jī)9臺(tái);每層有進(jìn)/出貨輸送機(jī)電機(jī)各1臺(tái),3層共有6臺(tái)電機(jī);平板式垂直輸送機(jī)電機(jī)2臺(tái)。根據(jù)系統(tǒng)控制要求,采用兩臺(tái)PLC 控制方案,一臺(tái)PLC 用來(lái)

4、控制貨架系統(tǒng)的外圍設(shè)備,包括進(jìn)出貨的輸送電機(jī)、平板垂直升降機(jī)等設(shè)備。另一臺(tái)PLC 用來(lái)控制貨架核心部分,即貨位可移動(dòng)式貨架區(qū)。系統(tǒng)選擇PLC 型號(hào)為FX2N-48MR-001。主機(jī)輸入24點(diǎn),輸出24點(diǎn),采用繼電器輸出方式4。用來(lái)控制外圍輸送設(shè)備的PLC 為PLC1,用于控制貨位可移動(dòng)式貨架工作的PLC 為PLC2。工作系統(tǒng)設(shè)置了手動(dòng)方式以方便進(jìn)行調(diào)試或是故障情況下的運(yùn)行,同時(shí)有網(wǎng)絡(luò)工作自動(dòng)運(yùn)行方式。PLC1的X0X5端為進(jìn)庫(kù)輸送機(jī)啟動(dòng)/停止控制輸入端;X6X11端為出庫(kù)輸送機(jī)啟動(dòng)/停止控制輸入端;X11X14端為進(jìn)庫(kù)垂直輸送機(jī)電機(jī)啟、?？刂戚斎攵?X15X18為進(jìn)庫(kù)垂直輸送機(jī)位置信號(hào)輸入端,

5、用于確認(rèn)垂直輸送機(jī)到達(dá)貨架層數(shù)時(shí)的控制;X19X22為出庫(kù)垂直輸送機(jī)位置輸入端;X23端為外圍輸送設(shè)備總停信號(hào)輸入端。PLC1的輸出端Y0Y5連接進(jìn)/出貨輸送機(jī)電機(jī)接觸器線圈;Y6Y9輸出端連接進(jìn)/出庫(kù)垂直輸送機(jī)電機(jī)接觸器線圈;Y10Y12為進(jìn)貨輸送機(jī)工作指示端;Y13Y15為進(jìn)貨輸送機(jī)工作指示端;Y16Y17為進(jìn)/出庫(kù)垂直輸送機(jī)工作指示端;Y18Y19為進(jìn)/出貨系統(tǒng)故障指示端;Y20為垂直輸送機(jī)故障指示輸出端,Y21為聲音報(bào)警輸出端,Y22Y23為備用端口?？刂葡到y(tǒng)中第二臺(tái)PLC 為整個(gè)貨架部分的控制核心部件,自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)貨位可移動(dòng)式貨架研究Research on the Rack Mob

6、ile Stock Location of Automatic Storage吳鐘鳴Wu Zhongming ;鞠全勇Ju Quanyong ;智淑亞Zhi Shuya ;盧軍鋒Lu Junfeng(金陵科技學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院,南京211169(Jinling Institute of Technology ,Nanjing 211169,China 摘要:本文討論了自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的貨位可移動(dòng)式貨架系統(tǒng),對(duì)這一類貨架的結(jié)構(gòu)與控制系統(tǒng)進(jìn)行了說(shuō)明,并討論了貨架系統(tǒng)的進(jìn)出貨流程與貨架內(nèi)貨位輪換的工作流程。這一類貨架系統(tǒng)可分層制造,按需組合,控制靈活性高,可以節(jié)省立體倉(cāng)庫(kù)成本,并提高貨物存儲(chǔ)效率。Abs

7、tract :This article discusses the automated warehouse of rack mobile shelves,shelf for this type of structure and control system are described ,and discusses the progress of the shelf system,shelf inside the shipping process and workflow of cargo space rotation.This type of shelf system can be layer

8、ed manufacturing,on-demand portfolio,control and high flexibility,can save warehouse costs,and improve the efficiency of cargo storage.關(guān)鍵詞:貨位可移動(dòng)式貨架;控制系統(tǒng);研究Key words :Rack Mobile Shelves ;Control System ;research中圖分類號(hào):TP273文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-4311(201031-0184-02基金項(xiàng)目:金陵科技學(xué)院科研基金項(xiàng)目(JIT-N-2008-008。作者簡(jiǎn)介:吳鐘鳴(

9、1975-,男,江蘇溧水人,講師,碩士研究生,從事機(jī)械電子工程與自動(dòng)控制技術(shù)等的研究。度變化范圍都非常小僅僅只增加了0.83,而且變形量都僅僅只有0.5mm 多一點(diǎn),因此說(shuō)明該冷卻水路的設(shè)計(jì)方案是可行的。 3結(jié)論通過(guò)AMI 的模流分析,可以使設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)之初預(yù)見(jiàn)很多僅僅憑借經(jīng)驗(yàn)無(wú)法得到的信息,例如熔接痕和氣穴是否會(huì)出現(xiàn)在產(chǎn)品的外觀面上,冷卻水路的設(shè)計(jì)是否可行,使塑料模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得到最優(yōu)化,提高模具設(shè)計(jì)的效率和降低模具設(shè)計(jì)的風(fēng)險(xiǎn)。參考文獻(xiàn):1陳智勇.Moldflow 6.1注射成型從入門(mén)到精通J.電子工業(yè)出版社,2009:34-45.2吳柳機(jī),張木青,彭智勇,黃廣力.模具設(shè)計(jì)技能培訓(xùn)AutoC

10、AD 中文版2009J.·184·Value Engineering PLC2控制貨位可移動(dòng)式貨架的運(yùn)轉(zhuǎn),PLC 的I/0端口功能分配如下:X0X17端為1#至9#單層貨架的啟/?？刂戚斎攵?X18X23端為平移貨架控制輸入端,輸入端為手動(dòng)調(diào)整時(shí)的工作狀態(tài);Y0Y17連接系統(tǒng)1#9#貨架控制電機(jī)的控制接觸器線圈;Y18Y23連接系統(tǒng)1#6#平移貨架電機(jī)的接觸器線圈。3控制流程下面對(duì)于貨位可移動(dòng)式貨架系統(tǒng)的工作流程控制進(jìn)行說(shuō)明,分別從進(jìn)出貨與貨架內(nèi)運(yùn)行兩個(gè)方面進(jìn)行工作流程控制的設(shè)計(jì)。3.1貨架進(jìn)出貨工作流程控制PLC1為自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的進(jìn)出貨輸送系統(tǒng)控制,工作流程如下5:主控

11、程序開(kāi)始運(yùn)行,系統(tǒng)開(kāi)始初始化;選擇系統(tǒng)運(yùn)行方式,如為手動(dòng),通過(guò)控制手動(dòng)按鈕進(jìn)行控制進(jìn)出貨系統(tǒng)工作,直到相應(yīng)位置;自動(dòng)工作模式下,單先是判定貨箱(料箱是否到達(dá),到達(dá)后,根據(jù)系統(tǒng)要求進(jìn)貨輸送機(jī)開(kāi)始工作,到達(dá)要求位置后,垂直輸送機(jī)將貨箱送至相應(yīng)層,并等待貨架系統(tǒng)將貨箱輸送至最合理位置。在垂直輸送機(jī)到達(dá)指定位置后,系統(tǒng)置標(biāo)志位,主程序控制貨架系統(tǒng)開(kāi)始工作。如為出貨工作,其工作過(guò)程正好與進(jìn)貨過(guò)程相反。PLC1控制主程序流程圖如圖1所示: 3.2貨架貨位系統(tǒng)工作流程控制PLC2控制整個(gè)自動(dòng)化立體化倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)中的貨位可移動(dòng)式貨架,整個(gè)貨物的進(jìn)出是由貨位輪換的方式進(jìn)行的,因此PLC2控制著每一個(gè)貨架的運(yùn)動(dòng)。其控

12、制流程如下1:系統(tǒng)啟動(dòng)后,首先要判斷要出貨物的貨箱位于哪個(gè)位置,是否位于貨架系統(tǒng)的出貨口;如果貨箱未能位于貨架系統(tǒng)的出貨口,開(kāi)始進(jìn)行貨位輪換工作,判斷哪幾個(gè)貨架工作與貨箱位置有關(guān)系;輪換工作結(jié)束后,立體倉(cāng)庫(kù)的進(jìn)出系統(tǒng)開(kāi)始工作,進(jìn)入到PLC1的控制工作流程,完成出貨工作。以下圖2代表了某一種情況下的輪換過(guò)程,A 代表了要進(jìn)行出貨的貨箱,經(jīng)過(guò)圖2的過(guò)程后,貨箱到達(dá)了出貨口的垂直輸送機(jī),任務(wù)完成。圖2中,圖(a 表示了初始位置,圖(b 表示貨箱A 到達(dá)貨架邊沿,圖(c 表示貨箱A 到達(dá)了貨架系統(tǒng)中貨箱A 所在層的平移貨架,圖(d 表示貨箱A 進(jìn)入了垂直輸送機(jī),工作過(guò)程結(jié)束。PLC1與PLC2的工作是

13、緊密聯(lián)系在一起的,作為貨位輪換工作流程是與要出貨的貨所處的位置所決定的,就本文中所討論的貨架模型而言,如圖2所示的每個(gè)貨位可移式貨架有5個(gè)貨位,則每一層即將有15個(gè)貨位,整個(gè)貨架系統(tǒng)就有45個(gè)貨位,在PLC2控制時(shí)就將有45種可能,但是每一種可能,其所涉及的均為電機(jī)的運(yùn)動(dòng)。結(jié)合貨架系統(tǒng)的貨位編址系統(tǒng),可以給出電機(jī)相應(yīng)的工作信號(hào)。采用PLC 結(jié)合位置編碼器的控制方式,是能夠滿足位置控制精度的。在此只給出PLC2的控制主程序流程圖如圖3所示。4結(jié)語(yǔ)本文介紹了一類立體倉(cāng)庫(kù)貨位可移動(dòng)式貨架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及控制流程,對(duì)過(guò)出貨的控制流程進(jìn)行了討論。這一類貨架系統(tǒng)的適應(yīng)性比較好,系統(tǒng)的組合方便,有比較好的實(shí)踐工程應(yīng)用價(jià)值。參考文獻(xiàn):1谷巖,肖生苓,牟娌娜.關(guān)于貨位可移動(dòng)式貨架立體倉(cāng)庫(kù)的探討J.森林工程,2007,(4:94-96.2吳鐘鳴,鞠全勇