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第5章自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)山東財(cái)經(jīng)大學(xué)管理科學(xué)與工程學(xué)院物流管理教研室聞思源第5章自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)山東財(cái)經(jīng)大學(xué)管理科學(xué)與工程學(xué)院物了解自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的概念、特點(diǎn)和分類;明確自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的組成;掌握自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的存取工藝及相關(guān)設(shè)備使用方法;掌握常見的巷道堆垛機(jī)的構(gòu)造、作用及其特點(diǎn);【教學(xué)目標(biāo)】了解自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的概念、特點(diǎn)和分類;【教學(xué)目標(biāo)】自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)(AS/RS)是指不用人工直接處理,能自動(dòng)存儲(chǔ)和取出物料的系統(tǒng),采用高層貨架儲(chǔ)存貨物,用起重、裝卸、運(yùn)輸機(jī)械設(shè)備進(jìn)行貨物出庫(kù)和入庫(kù)作業(yè),AS/RS主要通過高層貨架充分利用空間進(jìn)行存取貨物,所以又稱為“自動(dòng)化高架倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)”,也稱為“自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)”。自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)技術(shù)是現(xiàn)代物流技術(shù)的核心,它集高架倉(cāng)庫(kù)及規(guī)劃、管理、機(jī)械、電氣于一體,是一門綜合性的技術(shù)。自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)是近年來國(guó)際上迅速發(fā)展起來的一種新型倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)施。被認(rèn)為是物流技術(shù)領(lǐng)域里一項(xiàng)突出的科學(xué)技術(shù)革命,用自動(dòng)化功能齊全的立體倉(cāng)庫(kù)取代傳統(tǒng)的普通房式倉(cāng)庫(kù)已成為世界倉(cāng)儲(chǔ)建設(shè)發(fā)展潮流。自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)不僅具有節(jié)省占地面積、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、提高物流效率、降低儲(chǔ)運(yùn)損耗等功能,而且在溝通物流信息、銜接生產(chǎn)需求、合理利用資源、進(jìn)行科學(xué)存儲(chǔ)與生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)決策等方面起到了特定的作用。自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)(AS/RS)是指不用人工直接處理,能自動(dòng)存儲(chǔ)和5.1.1自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)歷史自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的出現(xiàn)和發(fā)展是第二次世界大戰(zhàn)以后生產(chǎn)和技術(shù)發(fā)展的結(jié)果。20世紀(jì)50年代初,美國(guó)出現(xiàn)了采用橋式堆垛起重機(jī)的倉(cāng)庫(kù);20世紀(jì)50年代末至60年代初,出現(xiàn)了司機(jī)操作的巷道式堆垛起重機(jī);1963年美國(guó)首先建立了第一座計(jì)算機(jī)控制的高架倉(cāng)庫(kù);20世紀(jì)60年代中期以后,日本開始興建高架倉(cāng)庫(kù),成為當(dāng)今世界上擁有高架倉(cāng)庫(kù)數(shù)量最多的國(guó)家。我國(guó)1963年研制成第一臺(tái)橋式堆垛起重機(jī)(機(jī)械部北京起重運(yùn)輸機(jī)械研究所);1980年我國(guó)第一座由計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)投入運(yùn)行;目前,自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)廣泛使用在機(jī)械制造、冶金、化工、電子、醫(yī)藥、食品加工、煙草、印刷、配送中心、機(jī)場(chǎng)、港口、醫(yī)藥生產(chǎn)及流通等行業(yè)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),截至2006年年底,我國(guó)自動(dòng)化立體庫(kù)的保有量已超過500座,2006年建設(shè)的自動(dòng)化立體庫(kù)在80座以上。5.1自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)概述5.1.1自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)歷史5.1自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)概述1、大幅度地增加倉(cāng)庫(kù)高度,減少占地面積用人工存取貨物的倉(cāng)庫(kù),貨架高2m左右。用叉車的倉(cāng)庫(kù)可達(dá)3~4m,但所需通道要3m多寬,用其儲(chǔ)存機(jī)電零件,單位面積儲(chǔ)存量一般為0.3~0.5t。而立體倉(cāng)庫(kù)目前最高的已經(jīng)達(dá)到40m,它的單位面積儲(chǔ)存量比普通的倉(cāng)庫(kù)高得多。一座貨架15m高的立體倉(cāng)庫(kù),儲(chǔ)存機(jī)電零件和外協(xié)件,其單位面積儲(chǔ)存量可達(dá)2~15t,是普通貨架倉(cāng)庫(kù)的4~7倍。對(duì)于一座擁有6000個(gè)貨位的倉(cāng)庫(kù),如果托盤尺寸為800mm×1200mm,則普通的貨架倉(cāng)庫(kù)高5.5m,需占地3609m2,而30m高的高架倉(cāng)庫(kù),占地面積僅399m2。2、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,降低勞動(dòng)強(qiáng)度使用機(jī)械和自動(dòng)化設(shè)備,運(yùn)行和處理速度快,提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率,降低操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,還能較好地適應(yīng)黑暗、低溫、污染、有毒和易爆等特殊場(chǎng)合的物品存儲(chǔ)需要。如國(guó)內(nèi)已有的冷凍物品自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)和存儲(chǔ)膠片的自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù),在低溫和完全黑暗的庫(kù)房?jī)?nèi),由計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制,實(shí)現(xiàn)貨物的出入庫(kù)作業(yè),從而改善工作環(huán)境,保證安全操作。5.1.2自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)1、大幅度地增加倉(cāng)庫(kù)高度,減少占地面積5.1.2自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)3、科學(xué)儲(chǔ)備,提高物料調(diào)節(jié)水平,加快儲(chǔ)備資金周轉(zhuǎn)自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)采用計(jì)算機(jī)控制,對(duì)各種信息進(jìn)行存儲(chǔ)和管理,能減少貨物處理過程中的差錯(cuò),同時(shí)還能有效地利用倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)存能力,便于清點(diǎn)和盤庫(kù),合理減少庫(kù)存,加快儲(chǔ)備資金周轉(zhuǎn),節(jié)約流動(dòng)資金,從而提高倉(cāng)庫(kù)的管理水平。4、有效銜接生產(chǎn)與庫(kù)存,加快物資周轉(zhuǎn),降低成本在自動(dòng)化和機(jī)械化設(shè)備處理下,自動(dòng)化程度提高,各種物料庫(kù)存周期縮短,從而降低了總成本。對(duì)不同運(yùn)輸方式、不同裝運(yùn)方式、不同狀態(tài)的物料銜接,改變運(yùn)輸方式,改變裝運(yùn)方式和采用有效的技術(shù),都會(huì)帶來費(fèi)用的降低。5、為企業(yè)的生產(chǎn)指揮和決策提供有效的依據(jù)自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的信息系統(tǒng)可以與企業(yè)的生產(chǎn)信息系統(tǒng)集成,是企業(yè)信息系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié),決策者根據(jù)庫(kù)存信息制訂戰(zhàn)略和計(jì)劃,指揮、監(jiān)測(cè)和調(diào)整企業(yè)行為。由于倉(cāng)儲(chǔ)信息管理及時(shí)準(zhǔn)確,便于決策者隨時(shí)掌握庫(kù)存情況,根據(jù)生產(chǎn)及市場(chǎng)情況及時(shí)對(duì)企業(yè)計(jì)劃做出調(diào)整,提高生產(chǎn)的應(yīng)變力和決策力。5.1.2自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)3、科學(xué)儲(chǔ)備,提高物料調(diào)節(jié)水平,加快儲(chǔ)備資金周轉(zhuǎn)5.1.25.2自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的構(gòu)成自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)倉(cāng)庫(kù)一般由高層貨架、貨品搬運(yùn)設(shè)備、控制和管理系統(tǒng)及相關(guān)公用設(shè)施等組成。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)是一個(gè)機(jī)械、電氣、計(jì)算機(jī)以及土建等學(xué)科相結(jié)合的產(chǎn)品,是一個(gè)綜合性工程,在整個(gè)立體倉(cāng)庫(kù)的運(yùn)行中,需要各個(gè)硬件設(shè)備配合軟件系統(tǒng)來完成任務(wù)操作。其構(gòu)成主要包含了土建、機(jī)械、電氣3大類基礎(chǔ)硬件設(shè)施。自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的3大標(biāo)志:高層貨架堆垛機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)5.2自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的構(gòu)成自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)倉(cāng)庫(kù)一般由高層貨架、貨品單巷道自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)示例倉(cāng)庫(kù)內(nèi)配置高貨架一座、50kg有軌巷道堆垛機(jī)一臺(tái)、出入庫(kù)輸送系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)各一套,激光導(dǎo)引的AGV一輛。該自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)長(zhǎng)10.5m,寬3.5m,高4m,共劃分為3個(gè)區(qū)域:立體倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)、作業(yè)區(qū)、計(jì)算機(jī)管理中心,主要用于存儲(chǔ)數(shù)字化車間的加工工件、加工工具、原材料、辦公用品、維修備件等材料。單巷道自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)示例倉(cāng)庫(kù)內(nèi)配置高貨架一座、50kg有軌巷(1)廠房。倉(cāng)庫(kù)的貨物和自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的所有設(shè)備都安放在廠房規(guī)定的范圍內(nèi),庫(kù)存容量和貨架規(guī)格是廠房設(shè)計(jì)的主要依據(jù)。(2)消防系統(tǒng)。由于倉(cāng)庫(kù)庫(kù)房一般都比較大,貨物和設(shè)備比較多而且密度大,而倉(cāng)庫(kù)的管理和操作人員較少,所以自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的消防系統(tǒng)大都采用自動(dòng)消防系統(tǒng)。(3)照明系統(tǒng)。(4)通風(fēng)及采暖系統(tǒng)。(5)動(dòng)力系統(tǒng)。(6)其他設(shè)施。給排水設(shè)施、避雷接地設(shè)施和環(huán)境保護(hù)設(shè)施等。5.2.1土建及公用工程設(shè)施(1)廠房。倉(cāng)庫(kù)的貨物和自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的所有設(shè)備都安放在廠房規(guī)機(jī)械設(shè)備主要由貨架、托盤或貨箱、搬運(yùn)設(shè)備等組成。1、立體倉(cāng)庫(kù)的貨架貨架是立體倉(cāng)庫(kù)中用于存放貨品的地方,隨著立體倉(cāng)庫(kù)的功能逐步完善,對(duì)貨架的要求也越來越高。貨架越高,所擁有的存儲(chǔ)面積就越大,同時(shí)對(duì)貨架本身的要求也就越高。立體倉(cāng)庫(kù)的貨架按高度可分為:高層貨架(12m以上)、中層貨架(5~12m)以及低層貨架(5m以下)。通常,貨架的高度為8~50m,一般來說,高層貨架是立體倉(cāng)庫(kù)中主要的構(gòu)筑物,其材料通常是由鋼材或鋼筋混凝土制作。貨架的高度是關(guān)系到立體倉(cāng)庫(kù)全局性的參數(shù),貨架鋼結(jié)構(gòu)的成本隨其高度的增加而上升。同時(shí),要求貨架本身必須具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。貨架的形式有很多種,如懸壁式貨架、流動(dòng)式貨架、貨位式貨架、牛腿式貨架、水平或垂直旋轉(zhuǎn)式貨架等。5.2.2機(jī)械設(shè)備機(jī)械設(shè)備主要由貨架、托盤或貨箱、搬運(yùn)設(shè)備等組成。5.2.22、貨箱托盤貨箱和托盤是立體倉(cāng)庫(kù)中貨品的載體,采用貨箱可以放置各種外形不規(guī)則的貨物和零散貨物,這樣,使得存放的貨物安全可靠、不易散落。而采用托盤雖然成本較低,但它只能存放外形規(guī)則或有包裝的貨品。同時(shí),采用托盤對(duì)存取設(shè)備如堆垛機(jī)的檢測(cè)系統(tǒng)要求較高,如不能正確檢測(cè)則有可能發(fā)生貨物碰撞的現(xiàn)象。無(wú)論是貨箱還是托盤都必須方便存取設(shè)備作業(yè)。5.2.2機(jī)械設(shè)備2、貨箱托盤5.2.2機(jī)械設(shè)備3、搬運(yùn)設(shè)備搬運(yùn)設(shè)備是實(shí)施自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)中的關(guān)鍵設(shè)備,是立體倉(cāng)庫(kù)中的“搬運(yùn)工”,它們接收控制系統(tǒng)的指令,在電動(dòng)機(jī)的電力驅(qū)動(dòng)下,實(shí)現(xiàn)貨物的位移。其運(yùn)動(dòng)形式可以是多樣化的,可在空間和地面進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。在立體倉(cāng)庫(kù)中,常用的搬運(yùn)設(shè)備有巷道式堆垛機(jī)、AGV、升降梯以及輸送機(jī)等。其中,堆垛機(jī)是立體倉(cāng)庫(kù)中最為重要的運(yùn)輸設(shè)備,是立體倉(cāng)庫(kù)中主要的作業(yè)機(jī)械。它是針對(duì)立體倉(cāng)庫(kù)的應(yīng)用而逐步發(fā)展起來的專用的起重搬運(yùn)設(shè)備,通常一個(gè)巷道內(nèi)配備一臺(tái)堆垛機(jī)。巷道式堆垛機(jī)在運(yùn)作中來回在巷道內(nèi)穿行,將貨物及時(shí)、準(zhǔn)確地存放到指定的位置,是貨物運(yùn)輸?shù)妮d體。5.2.2機(jī)械設(shè)備3、搬運(yùn)設(shè)備5.2.2機(jī)械設(shè)備5.2.3電氣硬件設(shè)備電氣硬件設(shè)備在自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)中是不可缺少的部分。在整個(gè)硬件系統(tǒng)中都應(yīng)用到了電氣設(shè)備,主要由弱電和強(qiáng)電相結(jié)合來進(jìn)行系統(tǒng)的控制。立體倉(cāng)庫(kù)中電氣硬件設(shè)備主要是指檢測(cè)裝置、控制裝置、通信設(shè)備、監(jiān)控調(diào)度設(shè)備等。1.檢測(cè)裝置在立體倉(cāng)庫(kù)中,檢測(cè)裝置能對(duì)各種作業(yè)設(shè)備進(jìn)行有效的控制,使作業(yè)系統(tǒng)安全可靠地運(yùn)行。如在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí),各種機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)、貨物運(yùn)行方向和位置都需進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)等。這樣能為系統(tǒng)的決策提供一定的有效依據(jù),使系統(tǒng)運(yùn)行處于合理狀態(tài)。2.控制裝置控制裝置完成位置控制、速度控制和方向控制等各種操作,使系統(tǒng)能達(dá)到所需的要求,是立體倉(cāng)庫(kù)成功運(yùn)行的保障。如普通開關(guān)、繼電器、微型控制器以及可編程控制器(PLC)等。5.2.3電氣硬件設(shè)備電氣硬件設(shè)備在自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)中是不3.通信設(shè)備作為一個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng),各種設(shè)備之間必然存在信息的交換,這就意味著產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)通信。而信息的交換需要借助于電纜、光纖、網(wǎng)線以及電磁波等傳輸媒介的作用來完成任務(wù)。4.監(jiān)控調(diào)度設(shè)備為了實(shí)時(shí)掌握倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的動(dòng)態(tài)反應(yīng),需要對(duì)立體倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。這樣能夠便于對(duì)立體倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行統(tǒng)一的調(diào)度,監(jiān)控各設(shè)備的運(yùn)行情況,有效快速響應(yīng)系統(tǒng)的變化。5.2.3電氣硬件設(shè)備3.通信設(shè)備5.2.3電氣硬件設(shè)備5.3.1自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)分類自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)是一個(gè)綜合的自動(dòng)化系統(tǒng),是一種特定的倉(cāng)庫(kù)形式。一般按以下方式分類。1.按建筑形式分類(1)整體式。貨架既是儲(chǔ)存貨物的構(gòu)件,又是建筑承重構(gòu)件,它上部支承屋蓋,4面保溫墻板就形成了倉(cāng)庫(kù)建筑物。這種結(jié)構(gòu)無(wú)論在材料消耗、施工量還是倉(cāng)庫(kù)空間利用方面,都是比較經(jīng)濟(jì)合理的。這種結(jié)構(gòu)重量輕,整體性好,對(duì)抗震也特別有利。(2)分離式。在倉(cāng)庫(kù)建筑物內(nèi)獨(dú)立地建起貨架,貨架與建筑物是分開的。這種形式適用于利用原有建筑物作庫(kù)房,當(dāng)倉(cāng)庫(kù)高度在12m以下和地面荷載不大時(shí),采用這種形式比較方便。由于這種倉(cāng)庫(kù)可以先建庫(kù)房后立貨架,所以施工、安裝比較靈活方便。5.3自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)分類及發(fā)展趨勢(shì)5.3.1自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)分類5.3自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)分類及發(fā)展趨整體式分離式整體式分離式2.按倉(cāng)庫(kù)存取方式分類(1)單元貨架式倉(cāng)庫(kù)。單元貨架式倉(cāng)庫(kù)是一種最常見的倉(cāng)庫(kù)形式。貨物先放在托盤或集裝單元中,再裝入單元貨架式倉(cāng)庫(kù)貨架的貨格中。搬運(yùn)機(jī)械對(duì)整個(gè)單元的貨物進(jìn)行搬運(yùn),完成入庫(kù)、出庫(kù)作業(yè)。5.3.1自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)分類2.按倉(cāng)庫(kù)存取方式分類5.3.1自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)分類2.按倉(cāng)庫(kù)存取方式分類(2)揀選式倉(cāng)庫(kù)。這種倉(cāng)庫(kù)里,貨物雖以單元化方式入庫(kù)和儲(chǔ)存,但出庫(kù)時(shí)并非整個(gè)單元一起出,而是根據(jù)出庫(kù)提貨單的要求從貨物單元中揀選一部分出庫(kù)。這種揀選又可分為兩種:倉(cāng)庫(kù)工人乘坐揀選式堆垛起重機(jī)或叉車到需要取貨的貨格前,從貨物單元中揀選必要數(shù)量的貨出庫(kù)。這種方式叫做“人到貨前揀選”。
與第一種方式相反,用一般的巷道式堆垛機(jī)或其他搬運(yùn)機(jī)械將所需貨物單元整個(gè)搬運(yùn)出巷道到揀選區(qū),由工人選取必要的數(shù)量,然后將帶有剩余貨物的單元重新送回原址。這種方式叫做“貨到人處揀選”。5.3.1自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)分類2.按倉(cāng)庫(kù)存取方式分類5.3.1自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)分類3.按倉(cāng)庫(kù)在生產(chǎn)和流通中的作用分類(1)儲(chǔ)存中心型倉(cāng)庫(kù)。貨物以單元化形式入庫(kù)之后,在貨架上儲(chǔ)存一定的時(shí)間,需要時(shí)再出庫(kù),絕大多數(shù)立體倉(cāng)庫(kù)都是存儲(chǔ)型倉(cāng)庫(kù)。(2)配送中心型倉(cāng)庫(kù)。在這種倉(cāng)庫(kù)里,各種貨物先是各自以貨物單元的形式儲(chǔ)存在貨架上。出庫(kù)時(shí),往往需要根據(jù)訂單的要求將不同貨物以不同的數(shù)量進(jìn)行選配,組成新的貨物單元,送往需要的地方供使用,典型例子是“配送中心”。這類倉(cāng)庫(kù)除了有高貨架以外,一般都有比較大的選配作業(yè)面積,配有許多輸送機(jī)和揀選作業(yè)站以及一系列的配套設(shè)備,供進(jìn)行商品選配之用。5.3.1自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)分類3.按倉(cāng)庫(kù)在生產(chǎn)和流通中的作用分類5.3.1自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)分4.按庫(kù)房容量分類立體倉(cāng)庫(kù)的庫(kù)容量一般以所能儲(chǔ)存貨物的單元托盤數(shù)表示。一般庫(kù)容量在2000托盤以下為小型庫(kù);庫(kù)容量在2000~5000托盤的為中型庫(kù);庫(kù)容量在5000托盤以上的為大型庫(kù),目前立體倉(cāng)庫(kù)的最大庫(kù)容量已達(dá)10多萬(wàn)個(gè)托盤。5.按倉(cāng)庫(kù)作業(yè)的控制方式分類可分為手動(dòng)控制、遠(yuǎn)距離控制和電子計(jì)算機(jī)控制。手動(dòng)控制包括手動(dòng)和半自動(dòng)兩種,遠(yuǎn)距離控制包括單機(jī)自動(dòng)和遠(yuǎn)距離集中控制兩種,電子計(jì)算機(jī)控制包括離線控制、在線控制和計(jì)算機(jī)在線實(shí)時(shí)控制3種。6.按環(huán)境分類可分為一般型、低溫型、高溫型、防爆型和其他特殊型5種。一般的自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)在溫度為0~40℃,濕度為45%~85%的常溫常濕環(huán)境下存儲(chǔ)貨物。低溫自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)在溫度為0℃以下的環(huán)境中存儲(chǔ)貨物。高溫自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)在溫度為40℃以上的環(huán)境中存儲(chǔ)貨物。防爆自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)用于在有防爆要求的環(huán)境中存儲(chǔ)貨物。其他特殊型自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù),一般用于在防毒、防污染和防輻射等環(huán)境下使用。5.3.1自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)分類4.按庫(kù)房容量分類5.3.1自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)分類5.3.2我國(guó)自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)發(fā)展及其趨勢(shì)1、自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)發(fā)展我國(guó)通過十幾年的摸索,已經(jīng)逐步形成了一支建設(shè)立體倉(cāng)庫(kù)的隊(duì)伍。如開展這項(xiàng)工作較早的原機(jī)械部二院、四院,北京起重運(yùn)輸機(jī)械研究所,一批自動(dòng)化立體庫(kù)設(shè)備及其基礎(chǔ)元件生產(chǎn)廠在逐步形成,數(shù)個(gè)從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、安裝總承包的集團(tuán),也在近幾年產(chǎn)生。但是,其發(fā)展還要注重以下幾個(gè)方面的問題。(1)加強(qiáng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制訂。目前至少先要制訂如下標(biāo)準(zhǔn):托盤及貨架大小的尺寸標(biāo)準(zhǔn);堆垛起重機(jī)噸位及速度參數(shù)標(biāo)準(zhǔn);立體倉(cāng)庫(kù)建設(shè)安全法規(guī);貨架計(jì)算統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn);消防、環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。5.3.2我國(guó)自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)發(fā)展及其趨勢(shì)1、自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)發(fā)5.3.2我國(guó)自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)發(fā)展及其趨勢(shì)1、自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)發(fā)展(2)實(shí)行貨物集裝單元化。在自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)里,貨品種類繁多、大小不一,貨物在貨架區(qū)的存取及在庫(kù)內(nèi)的運(yùn)輸,都是以集裝化單元的形式進(jìn)行的。因此,在自動(dòng)化立體庫(kù)里,確定貨物單元顯得尤為重要。它不僅影響倉(cāng)庫(kù)的投資,而且對(duì)于整個(gè)物流和倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的配備、設(shè)施以及有關(guān)因素都有極為重要的影響。貨物單元是指進(jìn)行出入庫(kù)作業(yè)和儲(chǔ)存的集裝單元,由集裝單元化器具和貨物兩部分組成。一般需要確定兩個(gè)方面的內(nèi)容:集裝單元化器具的類型,貨物單元的外形尺寸和重量。立體庫(kù)常用的集裝單元化器具有托盤和集裝箱,且以托盤最為常見。(3)有計(jì)劃地開發(fā)倉(cāng)庫(kù)所用的配套產(chǎn)品。應(yīng)統(tǒng)籌安排堆垛起重機(jī)、高層貨架和出入庫(kù)輸送機(jī)等產(chǎn)品的專業(yè)生產(chǎn)廠,安排生產(chǎn)專用電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)的生產(chǎn),并組織系列生產(chǎn)。這樣不僅可以降低立體倉(cāng)庫(kù)的造價(jià),而且增加了立體倉(cāng)庫(kù)使用的可靠性。5.3.2我國(guó)自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)發(fā)展及其趨勢(shì)1、自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)發(fā)2.自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)提升了自動(dòng)化、信息化水平,可替代傳統(tǒng)存儲(chǔ)工藝模式,為我國(guó)工業(yè)的生產(chǎn)提供了相應(yīng)的技術(shù)支持,在工業(yè)行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用前景。自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)將向以下幾個(gè)方向發(fā)展。(1)自動(dòng)化程度不斷提高;主要通過采用可編程控制器(PLC)和微機(jī)控制;(2)與工藝流程結(jié)合更為緊密;
成為生產(chǎn)物流的一個(gè)組成部分。在配送中心,自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)與物品的揀選、配送相結(jié)合成為配送中心的一個(gè)組成部分。(3)儲(chǔ)存貨物品種多樣化;(4)提高倉(cāng)庫(kù)出入庫(kù)周轉(zhuǎn)率;在技術(shù)上主要是提高物料搬運(yùn)設(shè)備的工作速度。巷道堆垛起重機(jī)的起升速度已達(dá)90m/min,運(yùn)行速度240m/min;(5)提高倉(cāng)庫(kù)運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性與安全性及降低噪聲;(6)開發(fā)可供實(shí)用的揀選自動(dòng)化設(shè)備和系統(tǒng);目前,提高揀選作業(yè)自動(dòng)化程度的途徑主要仍限于計(jì)算機(jī)指導(dǎo)揀選,包括優(yōu)選作業(yè)路線、自動(dòng)認(rèn)址、提示揀選品種和數(shù)量等,而當(dāng)前揀選動(dòng)作大多仍由人工完成。5.3.2我國(guó)自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)發(fā)展及其趨勢(shì)2.自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)5.3.2我國(guó)自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)發(fā)展及5.4自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)存取工藝自動(dòng)存儲(chǔ)系統(tǒng)主要由貨物儲(chǔ)存系統(tǒng)、貨物存取和傳送系統(tǒng)、控制和管理3大系統(tǒng)組成,還有與它配套的供電系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、稱重計(jì)量系統(tǒng)和信息通信系統(tǒng)等,其中貨物存取系統(tǒng)是其核心工藝。5.4.1自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的存取作業(yè)系統(tǒng)1.入庫(kù)作業(yè)系統(tǒng)貨物單元入庫(kù)時(shí),由輸送系統(tǒng)運(yùn)輸?shù)饺霂?kù)臺(tái),貨物進(jìn)入射頻識(shí)別讀卡器能量范圍時(shí),電子標(biāo)簽攜帶的信息被讀入,傳遞給中央服務(wù)器,控制系統(tǒng)根據(jù)中央服務(wù)器返回的信息來判斷是否入庫(kù)以及貨位坐標(biāo),當(dāng)能夠確定入庫(kù)時(shí)發(fā)送包含貨位坐標(biāo)的入庫(kù)指令給執(zhí)行系統(tǒng),堆垛機(jī)通過自動(dòng)尋址,將貨物存放到指定貨格。在完成入庫(kù)作業(yè)后,堆垛機(jī)向控制系統(tǒng)返回作業(yè)完成信息,并等待接收下一作業(yè)命令??刂葡到y(tǒng)同時(shí)把作業(yè)完成信息返回給中央服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行入庫(kù)管理。5.4自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)存取工藝自動(dòng)存儲(chǔ)系統(tǒng)主要由貨物儲(chǔ)存系統(tǒng)、5.4.1自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的存取作業(yè)系統(tǒng)2.出庫(kù)作業(yè)系統(tǒng)管理員在收到生產(chǎn)或客戶的貨物需求信息后,根據(jù)要求將貨物信息輸入管理機(jī)的出庫(kù)單,中央服務(wù)器將自動(dòng)進(jìn)行庫(kù)存查詢,并按照先入先出、均勻出庫(kù)、就近出庫(kù)等原則生成出庫(kù)作業(yè),傳輸?shù)浇K端控制系統(tǒng)中,控制系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前出庫(kù)作業(yè)及堆垛機(jī)狀態(tài),安排堆垛機(jī)的作業(yè)序列,將安排好的作業(yè)命令逐條發(fā)送給相應(yīng)的堆垛機(jī)。堆垛機(jī)到指定貨位將貨物取出放置到巷道出庫(kù)臺(tái),并向控制系統(tǒng)返回作業(yè)完成信息,等待進(jìn)行下一個(gè)作業(yè)。監(jiān)控系統(tǒng)向中央服務(wù)器系統(tǒng)返回該貨物出庫(kù)完成信息,管理系統(tǒng)更新庫(kù)存數(shù)據(jù)庫(kù)中的貨物信息和貨位占用情況,完成出庫(kù)管理。如果某一貨位上的貨物已全部出庫(kù),則從貨位占用表中清除此貨物記錄,并清除該貨位占用標(biāo)記。5.4.1自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的存取作業(yè)系統(tǒng)2.出庫(kù)作業(yè)系統(tǒng)3.自動(dòng)揀選作業(yè)系統(tǒng)在自動(dòng)取貨系統(tǒng)完成取貨作業(yè)后,貨物經(jīng)各種傳送方式進(jìn)入主輸送機(jī)。貨物在輸送機(jī)上輸送時(shí),要調(diào)整其在輸送機(jī)上的位置,便于分揀信號(hào)的輸入和滿足分揀要求。貨物經(jīng)過分揀信號(hào)輸入裝置時(shí),分揀信息通過條形碼掃描、色碼掃描、鍵盤輸入、重量檢測(cè)、語(yǔ)音識(shí)別、形狀識(shí)別等方式,輸入到分揀控制系統(tǒng)中。貨物離開分揀信號(hào)輸入裝置后在主輸送機(jī)上移動(dòng)時(shí),根據(jù)控制裝置發(fā)出的分揀指示,自動(dòng)改變貨物在主輸送機(jī)上的運(yùn)行方向,使其進(jìn)入設(shè)定的分揀道,貨物從主輸送機(jī)經(jīng)分揀道口滑向集貨區(qū)。在集貨區(qū)將來自分揀道口的所有貨物集中后,經(jīng)過流通加工或配裝出貨。5.4.1自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的存取作業(yè)系統(tǒng)3.自動(dòng)揀選作業(yè)系統(tǒng)5.4.1自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的存取作業(yè)系統(tǒng)根據(jù)自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的不同要求,主要有三種控制方式:只采取對(duì)存取堆垛機(jī)、出入庫(kù)輸送機(jī)的單臺(tái)PLC控制;對(duì)各單臺(tái)機(jī)械實(shí)行聯(lián)網(wǎng)控制;采用三級(jí)計(jì)算機(jī)管理與監(jiān)控系統(tǒng)。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)采用的三級(jí)計(jì)算機(jī)管理和監(jiān)控系統(tǒng)下圖,由控制系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)和管理系統(tǒng)三部分組成。5.4.2自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的控制和管理系統(tǒng)根據(jù)自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的不同要求,主要有三種控制方式:5.4.2控制系統(tǒng)是自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)運(yùn)行成功與否的關(guān)鍵。倉(cāng)庫(kù)中的巷道堆垛機(jī)、堆垛叉車,各種輸送機(jī)采用可編程控制器PLC來實(shí)現(xiàn)動(dòng)作控制。在控制器的指令下,各種機(jī)械可以順序運(yùn)行,又可以并行運(yùn)行。監(jiān)控系統(tǒng)是自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的信息樞紐。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)中使用了很多機(jī)械設(shè)備,各設(shè)備的運(yùn)行任務(wù)、運(yùn)行路線和運(yùn)行方向都要由監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)一調(diào)度,以使它們按照指揮系統(tǒng)的指令進(jìn)行貨物的搬運(yùn)活動(dòng)。另外,監(jiān)控系統(tǒng)還要控制和監(jiān)視整個(gè)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的運(yùn)行,監(jiān)視貨物流向及進(jìn)行收發(fā)貨顯示等。管理計(jì)算機(jī)對(duì)倉(cāng)庫(kù)中貨物的品種、數(shù)量、價(jià)格、生產(chǎn)廠家等各種數(shù)據(jù)用文件形式儲(chǔ)存在磁盤里,經(jīng)算機(jī)數(shù)據(jù)處理,使管理人員掌握庫(kù)存貨物的情況,通過優(yōu)化設(shè)計(jì),選擇最佳的庫(kù)存量,既滿足生產(chǎn)需要,又不會(huì)造成資金的積壓。5.4.2自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的控制和管理系統(tǒng)控制系統(tǒng)是自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)運(yùn)行成功與否的關(guān)鍵。倉(cāng)庫(kù)中的巷道堆垛5.5堆垛機(jī)械堆垛機(jī)械是自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)用來存取貨物單元的設(shè)備主要。立體倉(cāng)庫(kù)常用的堆垛機(jī)分類:按有無(wú)導(dǎo)軌一般分為:有軌巷道式堆垛機(jī)和無(wú)軌堆垛機(jī);按結(jié)構(gòu)形式分為:?jiǎn)瘟⒅碗p立柱堆垛機(jī);按作業(yè)形式分為:?jiǎn)卧蕉讯鈾C(jī)、揀選式堆垛機(jī)和揀選-單元混合式堆垛機(jī):5.5堆垛機(jī)械堆垛機(jī)械是自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)用來存取貨物單元的設(shè)備巷道式堆垛機(jī)是隨著立體倉(cāng)庫(kù)的出現(xiàn)而發(fā)展起來的專用起重機(jī),是立體倉(cāng)庫(kù)中最重要的存取作業(yè)機(jī)械。巷道式堆垛機(jī)的主要用途是在高層貨架的巷道內(nèi)來回穿梭運(yùn)行,將位于巷道口的貨物存入貨格,或者相反,取出貨格內(nèi)的貨物運(yùn)送到巷道口。這種使用工藝對(duì)巷道式堆垛機(jī)在結(jié)構(gòu)和性能方面提出了一系列的嚴(yán)格要求。立體倉(cāng)庫(kù)內(nèi)常用的堆垛機(jī)械有兩大類:有軌巷道式堆垛機(jī)和無(wú)軌堆垛機(jī)。5.5.1巷道式堆垛機(jī)有軌巷道堆垛機(jī)、無(wú)軌巷道堆垛機(jī)和普通叉車的性能比較巷道式堆垛機(jī)是隨著立體倉(cāng)庫(kù)的出現(xiàn)而發(fā)展起來的專用起重機(jī),是立1.有軌巷道式堆垛機(jī)在中高層貨架的窄巷道內(nèi)進(jìn)行作業(yè)的起重機(jī),是自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的主要設(shè)備,又稱有軌堆垛機(jī)。它沿著倉(cāng)庫(kù)內(nèi)設(shè)置好的軌道水平運(yùn)行,高度視立體倉(cāng)庫(kù)的高度而定。使用有軌堆垛機(jī)可大大提高倉(cāng)庫(kù)的面積和空間利用率。起重量一般在2t以下,有的可達(dá)4~5t,高度一般為10~25m,最高可達(dá)40多米。5.5.1巷道式堆垛機(jī)1.有軌巷道式堆垛機(jī)5.5.1巷道式堆垛機(jī)2.無(wú)軌巷道式堆垛機(jī)無(wú)軌巷道式堆垛機(jī)又稱三向堆垛叉車或高架叉車,高架叉車系列是為高貨架而特別設(shè)計(jì)的叉車。它與有軌巷道式堆垛機(jī)的主要區(qū)別是它可以自由地沿著不同的路徑水平運(yùn)行,不需要設(shè)置水平運(yùn)行軌道。其作業(yè)特點(diǎn)是可以從3個(gè)方向進(jìn)行貨物的存取操作----向前、向左及向右。5.5.1巷道式堆垛機(jī)2.無(wú)軌巷道式堆垛機(jī)5.5.1巷道式堆垛機(jī)3.巷道式堆垛機(jī)的分類特點(diǎn)和用途目前,在立體倉(cāng)庫(kù)中常用的堆垛機(jī)是有軌巷道式堆垛機(jī),簡(jiǎn)稱為堆垛機(jī)。巷道式堆垛機(jī)的分類、特點(diǎn)與用途見下表。5.5.1巷道式堆垛機(jī)3.巷道式堆垛機(jī)的分類特點(diǎn)和用途5.5.1巷道式堆垛機(jī)巷道式堆垛機(jī)分類、特點(diǎn)與用途(1)巷道式堆垛機(jī)分類、特點(diǎn)與用途(1)巷道式堆垛機(jī)分類、特點(diǎn)與用途(2)巷道式堆垛機(jī)分類、特點(diǎn)與用途(2)4、巷道式堆垛機(jī)基本結(jié)構(gòu)以單立柱型巷道堆垛機(jī)為例,它的基本結(jié)構(gòu)由5部分組成:運(yùn)行機(jī)構(gòu)、起升機(jī)構(gòu)、裝有存取貨機(jī)構(gòu)的載貨臺(tái)、機(jī)架(車身)和電氣設(shè)備,(1)起升機(jī)構(gòu)。由電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、減速機(jī)、滾筒或鏈輪以及柔性件組成。常用的柔性件有鋼絲繩和起重鏈兩種。5.5.1巷道式堆垛機(jī)單立柱型巷道堆垛機(jī)1—載貨臺(tái);2—上橫梁;3—立柱;4—起升機(jī)構(gòu);5—運(yùn)行機(jī)構(gòu);6—下橫梁4、巷道式堆垛機(jī)基本結(jié)構(gòu)5.5.1巷道式堆垛機(jī)單立柱型巷道4、巷道式堆垛機(jī)基本結(jié)構(gòu)(2)運(yùn)行機(jī)構(gòu)。由電機(jī)、聯(lián)軸器、制動(dòng)器、減速箱和行走輪組成。按運(yùn)行機(jī)構(gòu)所在位置的不同可以分為地面運(yùn)行式、上部運(yùn)行式、中間運(yùn)行式等,其中地面運(yùn)行式使用最廣泛。這種方式一般用兩個(gè)或4個(gè)車輪,沿鋪設(shè)在地面上的單軌運(yùn)行。5.5.1巷道式堆垛機(jī)4、巷道式堆垛機(jī)基本結(jié)構(gòu)5.5.1巷道式堆垛機(jī)4、巷道式堆垛機(jī)基本結(jié)構(gòu)(3)載貨臺(tái)及取貨裝置。載貨臺(tái)是貨物單元承接裝置,通過鋼絲繩或鏈條與起升機(jī)構(gòu)連接。載貨臺(tái)可沿立柱導(dǎo)軌上下升降。取貨裝置安裝在載貨臺(tái)上,有司機(jī)室的堆垛機(jī),司機(jī)室也一般裝在載貨臺(tái)隨載貨臺(tái)升降。對(duì)只需要揀選一部分貨物的揀選式堆垛機(jī),則載貨臺(tái)上不設(shè)取貨裝置,只有平臺(tái)供放置盛貨容器之用。取貨裝置一般是貨叉伸縮機(jī)構(gòu),可以橫向伸縮,以便向兩側(cè)貨格送入(取出)貨物。貨叉結(jié)構(gòu)常用三節(jié)伸縮式,由前叉、中間叉、固定叉以及導(dǎo)向滾輪等組成,貨叉的傳動(dòng)方式主要有齒輪—齒條和齒輪—鏈條兩種。5.5.1巷道式堆垛機(jī)伸縮貨叉工作原理4、巷道式堆垛機(jī)基本結(jié)構(gòu)5.5.1巷道式堆垛機(jī)伸縮貨叉工作4、巷道式堆垛機(jī)基本結(jié)構(gòu)(4)機(jī)架。機(jī)架由立柱和上、下橫梁連接而成,是堆垛機(jī)的承載構(gòu)件。機(jī)架有單立柱和雙立柱兩大類。單立柱結(jié)構(gòu)的機(jī)架只有一根立柱和一根下橫梁。這種結(jié)構(gòu)重量比較輕,制造工時(shí)和消耗材料少,起重機(jī)運(yùn)行時(shí),司機(jī)的視野比雙立柱好得多,但剛度較差,一般適用于高度不到10m、輕載荷的堆垛機(jī)。雙立柱的機(jī)架由兩根立柱和上、下橫梁組成一個(gè)長(zhǎng)方形框架。這種結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛性都比較好,適用于起重量較大或起升高度較高的起重機(jī)。5.5.1巷道式堆垛機(jī)4、巷道式堆垛機(jī)基本結(jié)構(gòu)5.5.1巷道式堆垛機(jī)4、巷道式堆垛機(jī)基本結(jié)構(gòu)(5)電氣設(shè)備。包括電力拖動(dòng)、控制、檢測(cè)和安全保護(hù)等。在電力驅(qū)動(dòng)方面,多用交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。如果調(diào)速要求較高,采用直流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。對(duì)堆垛機(jī)的控制一般采用可編程控制器、單片機(jī)、單板機(jī)和計(jì)算機(jī)等,控制裝置的控制方式有手動(dòng)、半自動(dòng)和自動(dòng)3種,其中自動(dòng)控制方式包括機(jī)電控制和遠(yuǎn)距離控制兩種方法。堆垛機(jī)必須具有自動(dòng)認(rèn)址、貨位虛實(shí)檢測(cè)以及其他檢測(cè)功能。電力拖動(dòng)系統(tǒng)要同時(shí)滿足快速、平穩(wěn)和準(zhǔn)確3個(gè)方面的要求。5.5.1巷道式堆垛機(jī)4、巷道式堆垛機(jī)基本結(jié)構(gòu)5.5.1巷道式堆垛機(jī)4、巷道式堆垛機(jī)基本結(jié)構(gòu)(6)安全保護(hù)裝置。堆垛機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、剛性、精度均需滿足要求。此外,堆垛機(jī)還應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要,增設(shè)各種保護(hù)裝置。堆垛機(jī)上每個(gè)電動(dòng)機(jī)均設(shè)有過電流繼電器對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行過載保護(hù)。堆垛機(jī)上設(shè)置了走行端點(diǎn)限位及升降端點(diǎn)限位傳感器。為防止空出庫(kù)、重復(fù)入庫(kù)等現(xiàn)象的發(fā)生,堆垛機(jī)上設(shè)置了對(duì)貨架上貨位、入出庫(kù)位置上的貨物檢測(cè)傳感器,以確認(rèn)貨位或入出庫(kù)位置上的貨物情況。為防止貨物尺寸與欲入庫(kù)貨位的尺寸不符,堆垛機(jī)上設(shè)置了貨物尺寸檢測(cè)傳感器。為防止堆垛機(jī)上貨物坍塌情況的發(fā)生,堆垛機(jī)上設(shè)置了貨物坍塌檢測(cè)傳感器。堆垛機(jī)上設(shè)置了松鏈檢測(cè)傳感器,以檢測(cè)提升鏈松鏈情況的發(fā)生。堆垛機(jī)上各有關(guān)動(dòng)作及裝置的電氣連鎖。堆垛機(jī)控制盤上設(shè)置緊急停止按鈕,以備在非常情況下切斷堆垛機(jī)電源。堆垛機(jī)上還設(shè)置有在異常狀態(tài)下的聲光報(bào)警裝置。堆垛機(jī)的行走和升降動(dòng)作在如下情況下將被鎖定:貨叉不居中、托盤或貨物尺寸超限、貨叉正在運(yùn)行、升降的安全保險(xiǎn)被啟動(dòng)、載貨臺(tái)提升和下降超出極限、行走至巷道端點(diǎn)、緊急制動(dòng)被啟動(dòng)。堆垛機(jī)貨叉在如下情況下被鎖定:堆垛機(jī)行走或升降時(shí)、行走定位時(shí)沒達(dá)到定位精度,堆垛機(jī)緊急制動(dòng)開關(guān)動(dòng)作。只有在過橋升起時(shí),才能向堆垛機(jī)供電,過橋落下時(shí)堆垛機(jī)即自動(dòng)斷電,以確保設(shè)備和人身安全。5.5.1巷道式堆垛機(jī)4、巷道式堆垛機(jī)基本結(jié)構(gòu)5.5.1巷道式堆垛機(jī)堆垛機(jī)的技術(shù)參數(shù)是表明堆垛機(jī)工作性能的參數(shù),一般包括質(zhì)量參數(shù)、速度參數(shù)、尺寸參數(shù)等。(1)載重量。載重量是指堆垛機(jī)能夠裝載的貨物重量,一般為幾十kg到幾噸,其中載重量為4.5t的堆垛機(jī)使用最廣泛。(2)運(yùn)行速度。運(yùn)行速度是指堆垛機(jī)在水平方向上的行駛速度,一般為4~120m/min。(3)起升速度。起升速度是指堆垛機(jī)在垂直方向上的提升速度,一般為3~30m/min。(4)貨叉伸縮速度。貨叉伸縮速度是指貨叉在進(jìn)行叉取作業(yè)時(shí)的水平伸縮速度。(5)尺寸參數(shù)。堆垛機(jī)的尺寸參數(shù)包括堆垛機(jī)的外廓尺寸(長(zhǎng)、寬、高)、起升高度、最低貨位極限高度和貨叉的下?lián)隙鹊?。堆垛機(jī)的貨叉下?lián)隙龋涸陬~定起重量下,貨叉上升到最大高度時(shí),貨叉最前端下彎的高度,這一參數(shù)反映了貨叉抵抗變形的能力。最低貨位極限高度:貨叉在最低位置時(shí)其下表面到運(yùn)行軌道安裝水平面之間的垂直距離。5.5.2堆垛機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)及選擇堆垛機(jī)的技術(shù)參數(shù)是表明堆垛機(jī)工作性能的參數(shù),一般包括質(zhì)量參數(shù)第5章自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)山東財(cái)經(jīng)大學(xué)管理科學(xué)與工程學(xué)院物流管理教研室聞思源第5章自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)山東財(cái)經(jīng)大學(xué)管理科學(xué)與工程學(xué)院物了解自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的概念、特點(diǎn)和分類;明確自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的組成;掌握自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的存取工藝及相關(guān)設(shè)備使用方法;掌握常見的巷道堆垛機(jī)的構(gòu)造、作用及其特點(diǎn);【教學(xué)目標(biāo)】了解自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的概念、特點(diǎn)和分類;【教學(xué)目標(biāo)】自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)(AS/RS)是指不用人工直接處理,能自動(dòng)存儲(chǔ)和取出物料的系統(tǒng),采用高層貨架儲(chǔ)存貨物,用起重、裝卸、運(yùn)輸機(jī)械設(shè)備進(jìn)行貨物出庫(kù)和入庫(kù)作業(yè),AS/RS主要通過高層貨架充分利用空間進(jìn)行存取貨物,所以又稱為“自動(dòng)化高架倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)”,也稱為“自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)”。自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)技術(shù)是現(xiàn)代物流技術(shù)的核心,它集高架倉(cāng)庫(kù)及規(guī)劃、管理、機(jī)械、電氣于一體,是一門綜合性的技術(shù)。自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)是近年來國(guó)際上迅速發(fā)展起來的一種新型倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)施。被認(rèn)為是物流技術(shù)領(lǐng)域里一項(xiàng)突出的科學(xué)技術(shù)革命,用自動(dòng)化功能齊全的立體倉(cāng)庫(kù)取代傳統(tǒng)的普通房式倉(cāng)庫(kù)已成為世界倉(cāng)儲(chǔ)建設(shè)發(fā)展潮流。自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)不僅具有節(jié)省占地面積、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、提高物流效率、降低儲(chǔ)運(yùn)損耗等功能,而且在溝通物流信息、銜接生產(chǎn)需求、合理利用資源、進(jìn)行科學(xué)存儲(chǔ)與生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)決策等方面起到了特定的作用。自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)(AS/RS)是指不用人工直接處理,能自動(dòng)存儲(chǔ)和5.1.1自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)歷史自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的出現(xiàn)和發(fā)展是第二次世界大戰(zhàn)以后生產(chǎn)和技術(shù)發(fā)展的結(jié)果。20世紀(jì)50年代初,美國(guó)出現(xiàn)了采用橋式堆垛起重機(jī)的倉(cāng)庫(kù);20世紀(jì)50年代末至60年代初,出現(xiàn)了司機(jī)操作的巷道式堆垛起重機(jī);1963年美國(guó)首先建立了第一座計(jì)算機(jī)控制的高架倉(cāng)庫(kù);20世紀(jì)60年代中期以后,日本開始興建高架倉(cāng)庫(kù),成為當(dāng)今世界上擁有高架倉(cāng)庫(kù)數(shù)量最多的國(guó)家。我國(guó)1963年研制成第一臺(tái)橋式堆垛起重機(jī)(機(jī)械部北京起重運(yùn)輸機(jī)械研究所);1980年我國(guó)第一座由計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)投入運(yùn)行;目前,自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)廣泛使用在機(jī)械制造、冶金、化工、電子、醫(yī)藥、食品加工、煙草、印刷、配送中心、機(jī)場(chǎng)、港口、醫(yī)藥生產(chǎn)及流通等行業(yè)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),截至2006年年底,我國(guó)自動(dòng)化立體庫(kù)的保有量已超過500座,2006年建設(shè)的自動(dòng)化立體庫(kù)在80座以上。5.1自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)概述5.1.1自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)歷史5.1自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)概述1、大幅度地增加倉(cāng)庫(kù)高度,減少占地面積用人工存取貨物的倉(cāng)庫(kù),貨架高2m左右。用叉車的倉(cāng)庫(kù)可達(dá)3~4m,但所需通道要3m多寬,用其儲(chǔ)存機(jī)電零件,單位面積儲(chǔ)存量一般為0.3~0.5t。而立體倉(cāng)庫(kù)目前最高的已經(jīng)達(dá)到40m,它的單位面積儲(chǔ)存量比普通的倉(cāng)庫(kù)高得多。一座貨架15m高的立體倉(cāng)庫(kù),儲(chǔ)存機(jī)電零件和外協(xié)件,其單位面積儲(chǔ)存量可達(dá)2~15t,是普通貨架倉(cāng)庫(kù)的4~7倍。對(duì)于一座擁有6000個(gè)貨位的倉(cāng)庫(kù),如果托盤尺寸為800mm×1200mm,則普通的貨架倉(cāng)庫(kù)高5.5m,需占地3609m2,而30m高的高架倉(cāng)庫(kù),占地面積僅399m2。2、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,降低勞動(dòng)強(qiáng)度使用機(jī)械和自動(dòng)化設(shè)備,運(yùn)行和處理速度快,提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率,降低操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,還能較好地適應(yīng)黑暗、低溫、污染、有毒和易爆等特殊場(chǎng)合的物品存儲(chǔ)需要。如國(guó)內(nèi)已有的冷凍物品自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)和存儲(chǔ)膠片的自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù),在低溫和完全黑暗的庫(kù)房?jī)?nèi),由計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制,實(shí)現(xiàn)貨物的出入庫(kù)作業(yè),從而改善工作環(huán)境,保證安全操作。5.1.2自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)1、大幅度地增加倉(cāng)庫(kù)高度,減少占地面積5.1.2自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)3、科學(xué)儲(chǔ)備,提高物料調(diào)節(jié)水平,加快儲(chǔ)備資金周轉(zhuǎn)自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)采用計(jì)算機(jī)控制,對(duì)各種信息進(jìn)行存儲(chǔ)和管理,能減少貨物處理過程中的差錯(cuò),同時(shí)還能有效地利用倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)存能力,便于清點(diǎn)和盤庫(kù),合理減少庫(kù)存,加快儲(chǔ)備資金周轉(zhuǎn),節(jié)約流動(dòng)資金,從而提高倉(cāng)庫(kù)的管理水平。4、有效銜接生產(chǎn)與庫(kù)存,加快物資周轉(zhuǎn),降低成本在自動(dòng)化和機(jī)械化設(shè)備處理下,自動(dòng)化程度提高,各種物料庫(kù)存周期縮短,從而降低了總成本。對(duì)不同運(yùn)輸方式、不同裝運(yùn)方式、不同狀態(tài)的物料銜接,改變運(yùn)輸方式,改變裝運(yùn)方式和采用有效的技術(shù),都會(huì)帶來費(fèi)用的降低。5、為企業(yè)的生產(chǎn)指揮和決策提供有效的依據(jù)自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的信息系統(tǒng)可以與企業(yè)的生產(chǎn)信息系統(tǒng)集成,是企業(yè)信息系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié),決策者根據(jù)庫(kù)存信息制訂戰(zhàn)略和計(jì)劃,指揮、監(jiān)測(cè)和調(diào)整企業(yè)行為。由于倉(cāng)儲(chǔ)信息管理及時(shí)準(zhǔn)確,便于決策者隨時(shí)掌握庫(kù)存情況,根據(jù)生產(chǎn)及市場(chǎng)情況及時(shí)對(duì)企業(yè)計(jì)劃做出調(diào)整,提高生產(chǎn)的應(yīng)變力和決策力。5.1.2自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)3、科學(xué)儲(chǔ)備,提高物料調(diào)節(jié)水平,加快儲(chǔ)備資金周轉(zhuǎn)5.1.25.2自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的構(gòu)成自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)倉(cāng)庫(kù)一般由高層貨架、貨品搬運(yùn)設(shè)備、控制和管理系統(tǒng)及相關(guān)公用設(shè)施等組成。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)是一個(gè)機(jī)械、電氣、計(jì)算機(jī)以及土建等學(xué)科相結(jié)合的產(chǎn)品,是一個(gè)綜合性工程,在整個(gè)立體倉(cāng)庫(kù)的運(yùn)行中,需要各個(gè)硬件設(shè)備配合軟件系統(tǒng)來完成任務(wù)操作。其構(gòu)成主要包含了土建、機(jī)械、電氣3大類基礎(chǔ)硬件設(shè)施。自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的3大標(biāo)志:高層貨架堆垛機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)5.2自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的構(gòu)成自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)倉(cāng)庫(kù)一般由高層貨架、貨品單巷道自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)示例倉(cāng)庫(kù)內(nèi)配置高貨架一座、50kg有軌巷道堆垛機(jī)一臺(tái)、出入庫(kù)輸送系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)各一套,激光導(dǎo)引的AGV一輛。該自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)長(zhǎng)10.5m,寬3.5m,高4m,共劃分為3個(gè)區(qū)域:立體倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)、作業(yè)區(qū)、計(jì)算機(jī)管理中心,主要用于存儲(chǔ)數(shù)字化車間的加工工件、加工工具、原材料、辦公用品、維修備件等材料。單巷道自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)示例倉(cāng)庫(kù)內(nèi)配置高貨架一座、50kg有軌巷(1)廠房。倉(cāng)庫(kù)的貨物和自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的所有設(shè)備都安放在廠房規(guī)定的范圍內(nèi),庫(kù)存容量和貨架規(guī)格是廠房設(shè)計(jì)的主要依據(jù)。(2)消防系統(tǒng)。由于倉(cāng)庫(kù)庫(kù)房一般都比較大,貨物和設(shè)備比較多而且密度大,而倉(cāng)庫(kù)的管理和操作人員較少,所以自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的消防系統(tǒng)大都采用自動(dòng)消防系統(tǒng)。(3)照明系統(tǒng)。(4)通風(fēng)及采暖系統(tǒng)。(5)動(dòng)力系統(tǒng)。(6)其他設(shè)施。給排水設(shè)施、避雷接地設(shè)施和環(huán)境保護(hù)設(shè)施等。5.2.1土建及公用工程設(shè)施(1)廠房。倉(cāng)庫(kù)的貨物和自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的所有設(shè)備都安放在廠房規(guī)機(jī)械設(shè)備主要由貨架、托盤或貨箱、搬運(yùn)設(shè)備等組成。1、立體倉(cāng)庫(kù)的貨架貨架是立體倉(cāng)庫(kù)中用于存放貨品的地方,隨著立體倉(cāng)庫(kù)的功能逐步完善,對(duì)貨架的要求也越來越高。貨架越高,所擁有的存儲(chǔ)面積就越大,同時(shí)對(duì)貨架本身的要求也就越高。立體倉(cāng)庫(kù)的貨架按高度可分為:高層貨架(12m以上)、中層貨架(5~12m)以及低層貨架(5m以下)。通常,貨架的高度為8~50m,一般來說,高層貨架是立體倉(cāng)庫(kù)中主要的構(gòu)筑物,其材料通常是由鋼材或鋼筋混凝土制作。貨架的高度是關(guān)系到立體倉(cāng)庫(kù)全局性的參數(shù),貨架鋼結(jié)構(gòu)的成本隨其高度的增加而上升。同時(shí),要求貨架本身必須具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。貨架的形式有很多種,如懸壁式貨架、流動(dòng)式貨架、貨位式貨架、牛腿式貨架、水平或垂直旋轉(zhuǎn)式貨架等。5.2.2機(jī)械設(shè)備機(jī)械設(shè)備主要由貨架、托盤或貨箱、搬運(yùn)設(shè)備等組成。5.2.22、貨箱托盤貨箱和托盤是立體倉(cāng)庫(kù)中貨品的載體,采用貨箱可以放置各種外形不規(guī)則的貨物和零散貨物,這樣,使得存放的貨物安全可靠、不易散落。而采用托盤雖然成本較低,但它只能存放外形規(guī)則或有包裝的貨品。同時(shí),采用托盤對(duì)存取設(shè)備如堆垛機(jī)的檢測(cè)系統(tǒng)要求較高,如不能正確檢測(cè)則有可能發(fā)生貨物碰撞的現(xiàn)象。無(wú)論是貨箱還是托盤都必須方便存取設(shè)備作業(yè)。5.2.2機(jī)械設(shè)備2、貨箱托盤5.2.2機(jī)械設(shè)備3、搬運(yùn)設(shè)備搬運(yùn)設(shè)備是實(shí)施自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)中的關(guān)鍵設(shè)備,是立體倉(cāng)庫(kù)中的“搬運(yùn)工”,它們接收控制系統(tǒng)的指令,在電動(dòng)機(jī)的電力驅(qū)動(dòng)下,實(shí)現(xiàn)貨物的位移。其運(yùn)動(dòng)形式可以是多樣化的,可在空間和地面進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。在立體倉(cāng)庫(kù)中,常用的搬運(yùn)設(shè)備有巷道式堆垛機(jī)、AGV、升降梯以及輸送機(jī)等。其中,堆垛機(jī)是立體倉(cāng)庫(kù)中最為重要的運(yùn)輸設(shè)備,是立體倉(cāng)庫(kù)中主要的作業(yè)機(jī)械。它是針對(duì)立體倉(cāng)庫(kù)的應(yīng)用而逐步發(fā)展起來的專用的起重搬運(yùn)設(shè)備,通常一個(gè)巷道內(nèi)配備一臺(tái)堆垛機(jī)。巷道式堆垛機(jī)在運(yùn)作中來回在巷道內(nèi)穿行,將貨物及時(shí)、準(zhǔn)確地存放到指定的位置,是貨物運(yùn)輸?shù)妮d體。5.2.2機(jī)械設(shè)備3、搬運(yùn)設(shè)備5.2.2機(jī)械設(shè)備5.2.3電氣硬件設(shè)備電氣硬件設(shè)備在自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)中是不可缺少的部分。在整個(gè)硬件系統(tǒng)中都應(yīng)用到了電氣設(shè)備,主要由弱電和強(qiáng)電相結(jié)合來進(jìn)行系統(tǒng)的控制。立體倉(cāng)庫(kù)中電氣硬件設(shè)備主要是指檢測(cè)裝置、控制裝置、通信設(shè)備、監(jiān)控調(diào)度設(shè)備等。1.檢測(cè)裝置在立體倉(cāng)庫(kù)中,檢測(cè)裝置能對(duì)各種作業(yè)設(shè)備進(jìn)行有效的控制,使作業(yè)系統(tǒng)安全可靠地運(yùn)行。如在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí),各種機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)、貨物運(yùn)行方向和位置都需進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)等。這樣能為系統(tǒng)的決策提供一定的有效依據(jù),使系統(tǒng)運(yùn)行處于合理狀態(tài)。2.控制裝置控制裝置完成位置控制、速度控制和方向控制等各種操作,使系統(tǒng)能達(dá)到所需的要求,是立體倉(cāng)庫(kù)成功運(yùn)行的保障。如普通開關(guān)、繼電器、微型控制器以及可編程控制器(PLC)等。5.2.3電氣硬件設(shè)備電氣硬件設(shè)備在自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)中是不3.通信設(shè)備作為一個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng),各種設(shè)備之間必然存在信息的交換,這就意味著產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)通信。而信息的交換需要借助于電纜、光纖、網(wǎng)線以及電磁波等傳輸媒介的作用來完成任務(wù)。4.監(jiān)控調(diào)度設(shè)備為了實(shí)時(shí)掌握倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的動(dòng)態(tài)反應(yīng),需要對(duì)立體倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。這樣能夠便于對(duì)立體倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行統(tǒng)一的調(diào)度,監(jiān)控各設(shè)備的運(yùn)行情況,有效快速響應(yīng)系統(tǒng)的變化。5.2.3電氣硬件設(shè)備3.通信設(shè)備5.2.3電氣硬件設(shè)備5.3.1自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)分類自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)是一個(gè)綜合的自動(dòng)化系統(tǒng),是一種特定的倉(cāng)庫(kù)形式。一般按以下方式分類。1.按建筑形式分類(1)整體式。貨架既是儲(chǔ)存貨物的構(gòu)件,又是建筑承重構(gòu)件,它上部支承屋蓋,4面保溫墻板就形成了倉(cāng)庫(kù)建筑物。這種結(jié)構(gòu)無(wú)論在材料消耗、施工量還是倉(cāng)庫(kù)空間利用方面,都是比較經(jīng)濟(jì)合理的。這種結(jié)構(gòu)重量輕,整體性好,對(duì)抗震也特別有利。(2)分離式。在倉(cāng)庫(kù)建筑物內(nèi)獨(dú)立地建起貨架,貨架與建筑物是分開的。這種形式適用于利用原有建筑物作庫(kù)房,當(dāng)倉(cāng)庫(kù)高度在12m以下和地面荷載不大時(shí),采用這種形式比較方便。由于這種倉(cāng)庫(kù)可以先建庫(kù)房后立貨架,所以施工、安裝比較靈活方便。5.3自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)分類及發(fā)展趨勢(shì)5.3.1自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)分類5.3自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)分類及發(fā)展趨整體式分離式整體式分離式2.按倉(cāng)庫(kù)存取方式分類(1)單元貨架式倉(cāng)庫(kù)。單元貨架式倉(cāng)庫(kù)是一種最常見的倉(cāng)庫(kù)形式。貨物先放在托盤或集裝單元中,再裝入單元貨架式倉(cāng)庫(kù)貨架的貨格中。搬運(yùn)機(jī)械對(duì)整個(gè)單元的貨物進(jìn)行搬運(yùn),完成入庫(kù)、出庫(kù)作業(yè)。5.3.1自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)分類2.按倉(cāng)庫(kù)存取方式分類5.3.1自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)分類2.按倉(cāng)庫(kù)存取方式分類(2)揀選式倉(cāng)庫(kù)。這種倉(cāng)庫(kù)里,貨物雖以單元化方式入庫(kù)和儲(chǔ)存,但出庫(kù)時(shí)并非整個(gè)單元一起出,而是根據(jù)出庫(kù)提貨單的要求從貨物單元中揀選一部分出庫(kù)。這種揀選又可分為兩種:倉(cāng)庫(kù)工人乘坐揀選式堆垛起重機(jī)或叉車到需要取貨的貨格前,從貨物單元中揀選必要數(shù)量的貨出庫(kù)。這種方式叫做“人到貨前揀選”。
與第一種方式相反,用一般的巷道式堆垛機(jī)或其他搬運(yùn)機(jī)械將所需貨物單元整個(gè)搬運(yùn)出巷道到揀選區(qū),由工人選取必要的數(shù)量,然后將帶有剩余貨物的單元重新送回原址。這種方式叫做“貨到人處揀選”。5.3.1自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)分類2.按倉(cāng)庫(kù)存取方式分類5.3.1自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)分類3.按倉(cāng)庫(kù)在生產(chǎn)和流通中的作用分類(1)儲(chǔ)存中心型倉(cāng)庫(kù)。貨物以單元化形式入庫(kù)之后,在貨架上儲(chǔ)存一定的時(shí)間,需要時(shí)再出庫(kù),絕大多數(shù)立體倉(cāng)庫(kù)都是存儲(chǔ)型倉(cāng)庫(kù)。(2)配送中心型倉(cāng)庫(kù)。在這種倉(cāng)庫(kù)里,各種貨物先是各自以貨物單元的形式儲(chǔ)存在貨架上。出庫(kù)時(shí),往往需要根據(jù)訂單的要求將不同貨物以不同的數(shù)量進(jìn)行選配,組成新的貨物單元,送往需要的地方供使用,典型例子是“配送中心”。這類倉(cāng)庫(kù)除了有高貨架以外,一般都有比較大的選配作業(yè)面積,配有許多輸送機(jī)和揀選作業(yè)站以及一系列的配套設(shè)備,供進(jìn)行商品選配之用。5.3.1自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)分類3.按倉(cāng)庫(kù)在生產(chǎn)和流通中的作用分類5.3.1自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)分4.按庫(kù)房容量分類立體倉(cāng)庫(kù)的庫(kù)容量一般以所能儲(chǔ)存貨物的單元托盤數(shù)表示。一般庫(kù)容量在2000托盤以下為小型庫(kù);庫(kù)容量在2000~5000托盤的為中型庫(kù);庫(kù)容量在5000托盤以上的為大型庫(kù),目前立體倉(cāng)庫(kù)的最大庫(kù)容量已達(dá)10多萬(wàn)個(gè)托盤。5.按倉(cāng)庫(kù)作業(yè)的控制方式分類可分為手動(dòng)控制、遠(yuǎn)距離控制和電子計(jì)算機(jī)控制。手動(dòng)控制包括手動(dòng)和半自動(dòng)兩種,遠(yuǎn)距離控制包括單機(jī)自動(dòng)和遠(yuǎn)距離集中控制兩種,電子計(jì)算機(jī)控制包括離線控制、在線控制和計(jì)算機(jī)在線實(shí)時(shí)控制3種。6.按環(huán)境分類可分為一般型、低溫型、高溫型、防爆型和其他特殊型5種。一般的自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)在溫度為0~40℃,濕度為45%~85%的常溫常濕環(huán)境下存儲(chǔ)貨物。低溫自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)在溫度為0℃以下的環(huán)境中存儲(chǔ)貨物。高溫自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)在溫度為40℃以上的環(huán)境中存儲(chǔ)貨物。防爆自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)用于在有防爆要求的環(huán)境中存儲(chǔ)貨物。其他特殊型自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù),一般用于在防毒、防污染和防輻射等環(huán)境下使用。5.3.1自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)分類4.按庫(kù)房容量分類5.3.1自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)分類5.3.2我國(guó)自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)發(fā)展及其趨勢(shì)1、自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)發(fā)展我國(guó)通過十幾年的摸索,已經(jīng)逐步形成了一支建設(shè)立體倉(cāng)庫(kù)的隊(duì)伍。如開展這項(xiàng)工作較早的原機(jī)械部二院、四院,北京起重運(yùn)輸機(jī)械研究所,一批自動(dòng)化立體庫(kù)設(shè)備及其基礎(chǔ)元件生產(chǎn)廠在逐步形成,數(shù)個(gè)從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、安裝總承包的集團(tuán),也在近幾年產(chǎn)生。但是,其發(fā)展還要注重以下幾個(gè)方面的問題。(1)加強(qiáng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制訂。目前至少先要制訂如下標(biāo)準(zhǔn):托盤及貨架大小的尺寸標(biāo)準(zhǔn);堆垛起重機(jī)噸位及速度參數(shù)標(biāo)準(zhǔn);立體倉(cāng)庫(kù)建設(shè)安全法規(guī);貨架計(jì)算統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn);消防、環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。5.3.2我國(guó)自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)發(fā)展及其趨勢(shì)1、自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)發(fā)5.3.2我國(guó)自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)發(fā)展及其趨勢(shì)1、自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)發(fā)展(2)實(shí)行貨物集裝單元化。在自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)里,貨品種類繁多、大小不一,貨物在貨架區(qū)的存取及在庫(kù)內(nèi)的運(yùn)輸,都是以集裝化單元的形式進(jìn)行的。因此,在自動(dòng)化立體庫(kù)里,確定貨物單元顯得尤為重要。它不僅影響倉(cāng)庫(kù)的投資,而且對(duì)于整個(gè)物流和倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的配備、設(shè)施以及有關(guān)因素都有極為重要的影響。貨物單元是指進(jìn)行出入庫(kù)作業(yè)和儲(chǔ)存的集裝單元,由集裝單元化器具和貨物兩部分組成。一般需要確定兩個(gè)方面的內(nèi)容:集裝單元化器具的類型,貨物單元的外形尺寸和重量。立體庫(kù)常用的集裝單元化器具有托盤和集裝箱,且以托盤最為常見。(3)有計(jì)劃地開發(fā)倉(cāng)庫(kù)所用的配套產(chǎn)品。應(yīng)統(tǒng)籌安排堆垛起重機(jī)、高層貨架和出入庫(kù)輸送機(jī)等產(chǎn)品的專業(yè)生產(chǎn)廠,安排生產(chǎn)專用電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)的生產(chǎn),并組織系列生產(chǎn)。這樣不僅可以降低立體倉(cāng)庫(kù)的造價(jià),而且增加了立體倉(cāng)庫(kù)使用的可靠性。5.3.2我國(guó)自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)發(fā)展及其趨勢(shì)1、自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)發(fā)2.自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)提升了自動(dòng)化、信息化水平,可替代傳統(tǒng)存儲(chǔ)工藝模式,為我國(guó)工業(yè)的生產(chǎn)提供了相應(yīng)的技術(shù)支持,在工業(yè)行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用前景。自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)將向以下幾個(gè)方向發(fā)展。(1)自動(dòng)化程度不斷提高;主要通過采用可編程控制器(PLC)和微機(jī)控制;(2)與工藝流程結(jié)合更為緊密;
成為生產(chǎn)物流的一個(gè)組成部分。在配送中心,自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)與物品的揀選、配送相結(jié)合成為配送中心的一個(gè)組成部分。(3)儲(chǔ)存貨物品種多樣化;(4)提高倉(cāng)庫(kù)出入庫(kù)周轉(zhuǎn)率;在技術(shù)上主要是提高物料搬運(yùn)設(shè)備的工作速度。巷道堆垛起重機(jī)的起升速度已達(dá)90m/min,運(yùn)行速度240m/min;(5)提高倉(cāng)庫(kù)運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性與安全性及降低噪聲;(6)開發(fā)可供實(shí)用的揀選自動(dòng)化設(shè)備和系統(tǒng);目前,提高揀選作業(yè)自動(dòng)化程度的途徑主要仍限于計(jì)算機(jī)指導(dǎo)揀選,包括優(yōu)選作業(yè)路線、自動(dòng)認(rèn)址、提示揀選品種和數(shù)量等,而當(dāng)前揀選動(dòng)作大多仍由人工完成。5.3.2我國(guó)自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)發(fā)展及其趨勢(shì)2.自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)5.3.2我國(guó)自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)發(fā)展及5.4自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)存取工藝自動(dòng)存儲(chǔ)系統(tǒng)主要由貨物儲(chǔ)存系統(tǒng)、貨物存取和傳送系統(tǒng)、控制和管理3大系統(tǒng)組成,還有與它配套的供電系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、稱重計(jì)量系統(tǒng)和信息通信系統(tǒng)等,其中貨物存取系統(tǒng)是其核心工藝。5.4.1自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的存取作業(yè)系統(tǒng)1.入庫(kù)作業(yè)系統(tǒng)貨物單元入庫(kù)時(shí),由輸送系統(tǒng)運(yùn)輸?shù)饺霂?kù)臺(tái),貨物進(jìn)入射頻識(shí)別讀卡器能量范圍時(shí),電子標(biāo)簽攜帶的信息被讀入,傳遞給中央服務(wù)器,控制系統(tǒng)根據(jù)中央服務(wù)器返回的信息來判斷是否入庫(kù)以及貨位坐標(biāo),當(dāng)能夠確定入庫(kù)時(shí)發(fā)送包含貨位坐標(biāo)的入庫(kù)指令給執(zhí)行系統(tǒng),堆垛機(jī)通過自動(dòng)尋址,將貨物存放到指定貨格。在完成入庫(kù)作業(yè)后,堆垛機(jī)向控制系統(tǒng)返回作業(yè)完成信息,并等待接收下一作業(yè)命令??刂葡到y(tǒng)同時(shí)把作業(yè)完成信息返回給中央服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行入庫(kù)管理。5.4自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)存取工藝自動(dòng)存儲(chǔ)系統(tǒng)主要由貨物儲(chǔ)存系統(tǒng)、5.4.1自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的存取作業(yè)系統(tǒng)2.出庫(kù)作業(yè)系統(tǒng)管理員在收到生產(chǎn)或客戶的貨物需求信息后,根據(jù)要求將貨物信息輸入管理機(jī)的出庫(kù)單,中央服務(wù)器將自動(dòng)進(jìn)行庫(kù)存查詢,并按照先入先出、均勻出庫(kù)、就近出庫(kù)等原則生成出庫(kù)作業(yè),傳輸?shù)浇K端控制系統(tǒng)中,控制系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前出庫(kù)作業(yè)及堆垛機(jī)狀態(tài),安排堆垛機(jī)的作業(yè)序列,將安排好的作業(yè)命令逐條發(fā)送給相應(yīng)的堆垛機(jī)。堆垛機(jī)到指定貨位將貨物取出放置到巷道出庫(kù)臺(tái),并向控制系統(tǒng)返回作業(yè)完成信息,等待進(jìn)行下一個(gè)作業(yè)。監(jiān)控系統(tǒng)向中央服務(wù)器系統(tǒng)返回該貨物出庫(kù)完成信息,管理系統(tǒng)更新庫(kù)存數(shù)據(jù)庫(kù)中的貨物信息和貨位占用情況,完成出庫(kù)管理。如果某一貨位上的貨物已全部出庫(kù),則從貨位占用表中清除此貨物記錄,并清除該貨位占用標(biāo)記。5.4.1自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的存取作業(yè)系統(tǒng)2.出庫(kù)作業(yè)系統(tǒng)3.自動(dòng)揀選作業(yè)系統(tǒng)在自動(dòng)取貨系統(tǒng)完成取貨作業(yè)后,貨物經(jīng)各種傳送方式進(jìn)入主輸送機(jī)。貨物在輸送機(jī)上輸送時(shí),要調(diào)整其在輸送機(jī)上的位置,便于分揀信號(hào)的輸入和滿足分揀要求。貨物經(jīng)過分揀信號(hào)輸入裝置時(shí),分揀信息通過條形碼掃描、色碼掃描、鍵盤輸入、重量檢測(cè)、語(yǔ)音識(shí)別、形狀識(shí)別等方式,輸入到分揀控制系統(tǒng)中。貨物離開分揀信號(hào)輸入裝置后在主輸送機(jī)上移動(dòng)時(shí),根據(jù)控制裝置發(fā)出的分揀指示,自動(dòng)改變貨物在主輸送機(jī)上的運(yùn)行方向,使其進(jìn)入設(shè)定的分揀道,貨物從主輸送機(jī)經(jīng)分揀道口滑向集貨區(qū)。在集貨區(qū)將來自分揀道口的所有貨物集中后,經(jīng)過流通加工或配裝出貨。5.4.1自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的存取作業(yè)系統(tǒng)3.自動(dòng)揀選作業(yè)系統(tǒng)5.4.1自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的存取作業(yè)系統(tǒng)根據(jù)自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的不同要求,主要有三種控制方式:只采取對(duì)存取堆垛機(jī)、出入庫(kù)輸送機(jī)的單臺(tái)PLC控制;對(duì)各單臺(tái)機(jī)械實(shí)行聯(lián)網(wǎng)控制;采用三級(jí)計(jì)算機(jī)管理與監(jiān)控系統(tǒng)。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)采用的三級(jí)計(jì)算機(jī)管理和監(jiān)控系統(tǒng)下圖,由控制系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)和管理系統(tǒng)三部分組成。5.4.2自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的控制和管理系統(tǒng)根據(jù)自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的不同要求,主要有三種控制方式:5.4.2控制系統(tǒng)是自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)運(yùn)行成功與否的關(guān)鍵。倉(cāng)庫(kù)中的巷道堆垛機(jī)、堆垛叉車,各種輸送機(jī)采用可編程控制器PLC來實(shí)現(xiàn)動(dòng)作控制。在控制器的指令下,各種機(jī)械可以順序運(yùn)行,又可以并行運(yùn)行。監(jiān)控系統(tǒng)是自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的信息樞紐。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)中使用了很多機(jī)械設(shè)備,各設(shè)備的運(yùn)行任務(wù)、運(yùn)行路線和運(yùn)行方向都要由監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)一調(diào)度,以使它們按照指揮系統(tǒng)的指令進(jìn)行貨物的搬運(yùn)活動(dòng)。另外,監(jiān)控系統(tǒng)還要控制和監(jiān)視整個(gè)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的運(yùn)行,監(jiān)視貨物流向及進(jìn)行收發(fā)貨顯示等。管理計(jì)算機(jī)對(duì)倉(cāng)庫(kù)中貨物的品種、數(shù)量、價(jià)格、生產(chǎn)廠家等各種數(shù)據(jù)用文件形式儲(chǔ)存在磁盤里,經(jīng)算機(jī)數(shù)據(jù)處理,使管理人員掌握庫(kù)存貨物的情況,通過優(yōu)化設(shè)計(jì),選擇最佳的庫(kù)存量,既滿足生產(chǎn)需要,又不會(huì)造成資金的積壓。5.4.2自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的控制和管理系統(tǒng)控制系統(tǒng)是自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)運(yùn)行成功與否的關(guān)鍵。倉(cāng)庫(kù)中的巷道堆垛5.5堆垛機(jī)械堆垛機(jī)械是自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)用來存取貨物單元的設(shè)備主要。立體倉(cāng)庫(kù)常用的堆垛機(jī)分類:按有無(wú)導(dǎo)軌一般分為:有軌巷道式堆垛機(jī)和無(wú)軌堆垛機(jī);按結(jié)構(gòu)形式分為:?jiǎn)瘟⒅碗p立柱堆垛機(jī);按作業(yè)形式分為:?jiǎn)卧蕉讯鈾C(jī)、揀選式堆垛機(jī)和揀選-單元混合式堆垛機(jī):5.5堆垛機(jī)械堆垛機(jī)械是自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)用來存取貨物單元的設(shè)備巷道式堆垛機(jī)是隨著立體倉(cāng)庫(kù)的出現(xiàn)而發(fā)展起來的專用起重機(jī),是立體倉(cāng)庫(kù)中最重要的存取作業(yè)機(jī)械。巷道式堆垛機(jī)的主要用途是在高層貨架的巷道內(nèi)來回穿梭運(yùn)行,將位于巷道口的貨物存入貨格,或者相反,取出貨格內(nèi)的貨物運(yùn)送到巷道口。這種使用工藝對(duì)巷道式堆垛機(jī)在結(jié)構(gòu)和性能方面提出了一系列的嚴(yán)格要求。立體倉(cāng)庫(kù)內(nèi)常用的堆垛機(jī)械有兩大類:有軌巷道式堆垛機(jī)和無(wú)軌堆垛機(jī)。5.5.1巷道式堆垛機(jī)有軌巷道堆垛機(jī)、無(wú)軌巷道堆垛機(jī)和普通叉車的性能比較巷道式堆垛機(jī)是隨著立體倉(cāng)庫(kù)的出現(xiàn)而發(fā)展起來的專用起重機(jī),是立1.有軌巷道式堆垛機(jī)在中高層貨架的窄巷道內(nèi)進(jìn)行作業(yè)的起重機(jī),是自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的主要設(shè)備,又稱有軌堆垛機(jī)。它沿著倉(cāng)庫(kù)內(nèi)設(shè)置好的軌道水平運(yùn)行,高度視立體倉(cāng)庫(kù)的高度而定。使用有軌堆垛機(jī)可大大提高倉(cāng)庫(kù)的面積和空間利用率。起重量一般在2t以下,有的可達(dá)4~5t,高度一般為10~25m,最高可達(dá)40多米。5.5.1巷道式堆垛機(jī)1.有軌巷道式堆垛機(jī)5.5.1巷道式堆垛機(jī)2.無(wú)軌巷道式堆垛機(jī)無(wú)軌巷道式堆垛機(jī)又稱三向堆垛叉車或高架叉車,高架叉車系列是為高貨架而特別設(shè)計(jì)的叉車。它與有軌巷道式堆垛機(jī)的主要區(qū)別是它可以自由地沿著不同的路徑水平運(yùn)行,不需要設(shè)置水平運(yùn)行軌道。其作業(yè)特點(diǎn)是可以從3個(gè)方向進(jìn)行貨物的存取操作----向前、向左及向右。5.5.1巷道式堆垛機(jī)2.無(wú)軌巷道式堆垛機(jī)5.5.1巷道式堆垛機(jī)3.巷道式堆垛機(jī)的分類特點(diǎn)和用途目前,在立體倉(cāng)庫(kù)中常用的堆垛機(jī)是有軌巷道式堆垛機(jī),簡(jiǎn)稱為堆垛機(jī)。巷道式堆垛機(jī)的分類、特點(diǎn)與用途見下表。5.5.1巷道式堆垛機(jī)3.巷道式堆垛機(jī)的分類特點(diǎn)和用途5.5.1巷道式堆垛機(jī)
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