托盤四向穿梭式自動化密集倉儲系統概述|連載1-2
作者:張衛國
2.3專用貨物垂直提升機
上海速銳自主研制的專用伺服提升機是托盤四向穿梭車系統中往復式垂直運動的新型輸送設備,其載貨臺自身的剛度及停準性決定了托盤四向穿梭車系統的運行可靠性,可依據庫房要求設置防護卷簾或井道實現庫區內保溫與跨越防火分區的要求,專用貨物垂直提升機主要由提升機主體、伺服電機與齒輪齒條構建的提升機構、載貨臺和電氣控制系統等部分組成,通過操作載貨臺的升降將貨物提升到相應高度(或立體貨架指定架層,部分輸送段考慮鏈條輸送機及穿梭車軌道兼容),再由智能四向穿梭車實現貨物的進出庫搬運與存儲,實現貨物的存取作業。伺服驅動電機安裝在提升載貨臺上,通過電機配置的一體式減速機構帶動嚙合齒輪同步運動,通過齒輪在齒條上直線運動,實現提升機載貨臺的升降與精準定位,依靠載貨臺自身的結構剛度以及齒輪齒條的無間隙嚙合剛度,從而實現載貨臺或智能四向車運動軌道與周邊設備或結構的精準對接,實現貨物的存取作業或智能四向穿梭車的換層作業。
本專用貨物垂直提升機是托盤四向穿梭式自動化密集倉儲系統中的主要設備之一,具有手動、單機自動、聯機自動等多種運行模式。垂直提升機可同時滿足托盤和四向穿梭車上下換層輸送需求。可與倉庫控制軟件WCS進行無障礙通訊,實現作業流程協同一致;為保證貨物轉運效率和系統穩定運行,垂直提升機應具有一定的運載能力和運行速率。合理配置智能四向穿梭車可極大提高了密集庫的倉儲空間利用率和出入庫效率。尤其適合貨品數量大,貨物較重,出入庫量大,貨物體積規格標準的自動化密集庫等應用場景。
表2 某型垂直提升機的性能指標
項 目 | 單位 | 技術參數 | ||
1 | 適用托盤 | mm | 寬度W:1200,深度D:1000 | |
2 | 載貨單元尺寸 | mm | W1200*D1000*H2200 | |
3 | 額定載荷 | kg | Max 2000 | |
4 | 升降速度范圍 | m/min | 滿載最大速度45 | |
空載最大速度54 | ||||
5 | 升降加速度 | m/s2 | 0.3 | |
6 | 定位方式/精度 | 提升定位精度 | mm | ±1 |
提升機下沉量 | mm | ≤3 | ||
串行編碼器定位 | 23bit(8388608分辨率) | |||
上下限位 | 行程開關 | |||
探測貨物 | P+F或LEUZE光電 | |||
7 | 提升主電機 | 功率 | KW | 12 |
品牌 | AC380V 松下伺服電機 | |||
控制方式及PLC | 松下Panasonic伺服+PLC同步 | |||
額定/最大轉速 | r/min/ | 2000~3000 | ||
額定/最大轉矩 | Nm | 14.3~43 | ||
8 | 輸送機 | 速度 | m/min | 16 |
電機形式 | AC380V 三相異步交流電機 | |||
電機功率 | kw | 0.55 | ||
9 | 編碼器、檢測開關 | SICK、HENGSTLER | ||
10 | 光電品牌 | 德國SICK等品牌 | ||
11 | 紅外光電開關 | 倍加福、勞易測 | ||
12 | 主開關、電機斷路器、接觸器、選擇開關、按鈕、信號燈、中間繼電器等 | Schneide、SIEMENS TE、OMRON等品牌 | ||
13 | 供電方式 | 動力電纜,AC380V,50Hz | ||
14 | 提升機控制方式 | 手動/單機自動/聯機自動 | ||
15 | 主要傳動形式 | 伺服驅動+齒輪齒條傳動 |
圖3 專用垂直提升機結構及應用
2.4稱重系統及射頻識讀設備
計算機管理監控系統據輸入數據生成入庫作業單,并向執行設備發出作業指令,對入庫貨物進行標稱重量檢測與校核、貨物的長、寬、高檢測以及托盤信息識讀等操作,已完成入庫貨物的完整系統信息的綁定。
稱重系統對貨物的標稱重量進行檢測與校核。貨物重量若不符或超標,系統將停止作業,并將貨物退回入庫口。貨物通過標稱重量檢測后,計算機系統根據標定信息進行綁定;
在貨架端口設置射頻識讀設備,由于托盤貨物進出貨架通常都要經過貨架端口處垂直提升機的鏈式輸送機通道,射頻識讀設備的天線通常固定安裝在鏈式輸送機兩側,盡量不與鏈式輸送機固接,以免鏈式輸送機的運動振動造成識讀錯誤,影響系統正常運作。
2.5外形檢測
貨物外形檢測采用框架結構、光電非接觸式,系統工作可靠穩定,外表造型美觀。對托盤入庫物料的長、寬、高進行檢測。貨物寬度若超長、超寬或超高,超差信息能有效報警,系統將鎖定或停止作業,并將貨物退回入庫口。人工進行整理后,后續入庫程序正常流轉,保證尺寸合格的物料通過。貨物通過外形檢測后,計算機系統根據檢測得到外形按照一定貨位分配原則(如由近及遠、均勻分布原則)自動分配貨物入庫地址。
外形檢測裝置包括,龍門檢測框架,跨設于輸送線上;形位檢測觸發光電開關、端面觸發光電開關,沿輸送方向依次設于輸送機一側;端面旋轉光電開關,設于龍門檢測框架一側,其反光裝置設于龍門檢測框架內的左右側及頂部;左、右側光電開關,設在龍門檢測框架前側上部的兩側,其反光裝置設在對應左、右側光電開關的下方、輸送機左右側;高度檢測光電開關,固定在龍門檢測框架后側中上部一側,其反光裝置設在龍門檢測框架后側中上部相對的另一側;
2.6托盤四向穿梭式貨架
托盤四向穿梭式貨架主要由立柱片、支撐橫梁、子軌道、母軌道、拉桿、端部支撐件、換向軌道等組裝而成。
圖4 托盤四向穿梭車貨架
1 —立柱片 2 —子軌道梁水平拉桿 3 — 光電定位支架 4 — 母通道端頭保護欄桿 5 —換向軌道 6 — 換向軌道交叉拉桿 7 — 母軌道(坡道) 8 — 充電樁 9 — 子軌道(巷道) 10 — 子通道端頭保護欄桿 11 — 支撐橫梁 12 — 端部支撐件
2.7輸送線、地面AGV及其他配置設備
輸送機控制系統通過輸送機上的位置光電傳感器判斷托盤的狀態,自動控制輸送機實現托盤的進出、到位和停止。主要有鏈式輸送機和輥式輸送機等,需要根據客戶的工藝流程和設備布局進行靈活配置,既要考慮系統的布局與操作流程,又要考慮各配置設備的吞吐能力、搬運效率等設備能力的匹配和平衡,以充分發揮系統的運行效率和運行質量;地面AGV可以實現地面多工位之間的托盤單元貨物的調撥與貨物進入鋼貨架區域上料臺的進庫上架動作,或叉車與輸送線配置的進入庫模式等多種進入庫操作,其他還要考慮系統的輸入輸出設備、信息交互與控制等設備的匹配,包含:LED顯示服務器、無線基站AP、交換機、手持終端等。
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