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高密度自动化仓储系统及叉式激光导引车的研究与应用

作者:冉文学 卢光明 昆船自动化物流工程公司   发布时间:2007-01-15    浏览量:3152   字体大小:  A+   A- 

本文介貂一种新型的集成化、智能化的立体仓库技术,即使用智能化的叉式激光导引引运输车及激光导引运输系统充当自动化仓储工具,而实现的一种全新概念的高密度自动化立体仓库系统。
   
      自动化立体仓库系统,是指在不直接走行人工处理的情况下,自动地完成物料仓储和取出的系统。随着科学技术的发展,自动化技术越来越多地使用到各种实际生产领域,在集成化、智能化的生产系统理念中,自动化立体仓库的货物存储全面使用自动化装备,使运行和处理速度加快,提高了效率,降低了劳动强度,实现了企业的物料仓储信息化,并直接纳入企化的自动化生产系统,从而全面提升企业的综合竞争能力,使之在经济全球化的条件下,提高了企业总体效益。问时,还为企业的长远战略发展奠定了信息化基础。
   
      自动化立体仓库与高密度 自动化立体仓库
   
      自动化立体仓库使用高层货架存储货物,存储区域大幅度的向高空发展,充分利用仓库地面和空间,因此节省了库存占地面积,提高了空间使用率。一般来说,使用最广、适应性较强的是单元货格式立体仓库。其特点最货架被竖立成若干排,每两排货架为一组,其间留有一条巷道供巷道堆垛机或其他存取货装备作业。每排货架又被分成若干列、若干层,组成大量货格,用以储存货物。在控制上由计算机系统集中控制,具有方便存储。可以任意取货的优点。但是,在这种货格式的立体仓库中,巷道占去了三分之一左右的面积。从充分利用存储空间的观念上,为了提高仓库自积的利用率,达到能够存储更多货物的目的,人们总在探索使用高密度自动化仓储系统的新型理念。
   
      高密度自动化仓储系统就是以自动化物流技术的理论为切入点,就是充分利用每一寸土地资源、每一仓储空间,实现单位空间、单位成本仓储物料的最大化。近几年,已发展成熟的高密度自动化仓储系统有:重力或货架仓库系统和穿梭小车式的货架仓库系统。
   
      在重力式货架仓库中,货架接通过排列,每个通道都是存货通道,并已带有一定的坡度,入库装备自动从入库口端装入的货物单元能够在自重的作用下,自动地向出库端移动,直到通道出库端或者碰到已存储的货物单元停住为止,位干通道出库端有止动装置。当出库端的第一个货物单元被取走后,其后面的各个货物单元在重力的作用下依次向出库端补位。从结构上讲,为了保证这种仓库系统的灵活性,要求每个存货通道设置减少摩擦的装置。如在货架上加滚子,或者储存托盘带滚轮。
      而穿梭小车式的货架仓库,货架也接通道排列,每个通道也都是存货通道,但没有设置坡度,每个通道都设有供穿梭小车运行的轨道,由穿梭小车在巷道里往复运行,自动存储和搬取货物。而穿梭小车可以由堆垛机、自动叉车或者AGV自动地进行不同列、不同层及不同通道之间的交换。
   
      根据用户需要,我们开发了一种新型的集成化、智能化的高密度大体仓库系统技术,就是接通道排列,每个通道都是存货通道,利用智能化的叉式激光导引运输车充当自动化仓储工具,让激光导引运输车自动驶人狭窄的存储通道作业。这种高密度仓储自动化物流系统的优点是货架简单,集成度、智能化程度高。当然,这里面临着的技术难题是激光导引运输车能否驶入狭长的仓储巷道,这前先对单台激光导引运输车前后运行的精度一致性要有较高的要求,并已在一个系统单面,所有激光导引运输车的制造精度的一致性要有保证,这是激光导引运输车的制造难点;其次,对于激光导引运输车系统来说,在高密度的全属货架群星,激光反射板的布置又成为技术难点,导航是否有效,如何处理激光反射光线之间的干涉等技术难题;第三,在库区外如何处理来往运行的激光导引运输车的交通管理。图1是根据这种理念完成的立体仓库平面图及激光导引运输车行驶路径图。为了解决以下这些技术难题,设计了专门的叉式激光导引运输车,采用几个巷道并在一起,实现激光反射板分组使用的工艺方式,设立合适的转弯路口,采用智能交通调度管理方法等技术方案,最终取得了成功。
   
      叉式激光导引运输车及其激光导引运输系统
   
      叉式激光导引运输车是昆明船舶设备集团有限公司在引进、消化、吸收国外先进技术,自主开发的一种在自动化物流系统中集搬、运于一体的又或自动搬运车。它集成了多项国际先进技术,具有自动化程度高、体积小、行驶灵活、善了进入货架的巷道内多层存取货物上特点,适用于在自动化的立体仓库或平面仓库中多层或单层货物的存取工作。
   
      叉式激光导引运输车主要性能指标见下表:
   
      名 称 指 标
   
      整车额定载重 600㎏
   
      整车直行最大速度 60 m/min
   
      整车转弯速度 根据需要自调
   
      整车转弯半径 1300 mm
   
      整车正、侧向定位精度 ± 5mm
   
      伸叉升降定位精度 ± 3mm
   
      伸叉最大提升高度 2400 mm
   
      伸叉升降速度 200 mm/s
   
      一次充电及工作时间 5 min,连续大于75 min
   
      托盘尺寸(长×宽×高) 1200×1000×140 mm
   
      伸叉下平面离地面间隙 45 mm
   
      主驱动电机功率 1 kw
   
      转向电机功率 0.4 kw
   
      油泵电机功率 2 kw
   
      蓄电池容量 4×12V DC 100 Ah
   
      整车自重(含电池) 980 ㎏
   
      整车尺寸(长×宽×高) 2400×1000×2000 mm
   
      由叉式激光导引运输车组成的激光导引运输系统,分别包括多台激光导引运输车、智能图形监控系统、智能管理调度系统、智能快速充电系统、信号采集系统、数字无线通讯系统、地面导航系统等,整个系统在计算机管理、调度、控制下实现物料输送的智能自动化。
   
      具体应用示例
   
      红河卷烟厂成品自动化物流系统库区占地面积为2000㎡左右,空间高4m,要建立满足年产 120万大箱卷烟的每天短暂储存成品的周转性立体仓库,包括卷烟成,流仓储立库、分发处理区两大部分。要在如此小字间里实现自动仓储的最大化,唯一的方法就是选择构建高密度的立体仓库,经过多种技术方案的研究、比较之后,我们选择了上述这种新型的仓储方式,即选择叉式激光导引运输车作为自动化仓储工具来满足自动仓储的需要。
   
      所建立的高密度仓储立库有34个巷道, 上下两层,具有 808个有效仓储货位,山高4.5m的双层高密度货架组成。对于立体仓库,采用厂方钢为支架立柱,牛腿也采用方钢,为了协调各个仓储巷道的直线度和一致性,采用较长的方钢固定在牛腿上作支架。这种货架的刚性强,承载能力大,且制作安装较为方便,而且不容易变形、防火性能好、抗腐蚀能力强、维护保养简单。
   
      叉式激光导引运输车有机地将卷烟成品仓储立体库和分发处理区联系起来,可以直接驶入货架区叉式激光导引运输车有机地将卷烟成品仓储大库和分发处理区联系起来,可以直接驶入货架区,直接驶入纵深超过25m、宽为1.1m的狭窄的巷道里往复运行,狭窄的巷道本身也是仓储的位置。叉式激光导引运输车充当自动运输和仓储工具,快速地完成上位计算机待理控制系统通过数字无线通讯系统下发的工作任务。
   
      该车在仓库区外的分发处理区与机器人、自动输送机系统连接使用的场景。装封箱机产生的成品烟箱,经输送机送往发货、码垛区的过程中,如有发货信息,则中速分拣机按品牌、数最、通道信息自动分拣发;不足部分,由该运输车自动从库区取出,经机器人拆码后汇入输送机运行,经中速分拣机发货。对于非发货所需的品牌或数已,或无发货信息的成品烟箱,则经条码识别器识别分配后,分路进入机器人码垛机码垛再用该运输车运输到入库区暂存。
   
      红河卷烟厂成品自自动化物流系统于1999年5月10日投入运行至今,每天连续工作对个小时,柔性性能强,效果良好。

来源:中国物流与采购网