自動(dòng)化倉儲(chǔ)系統(tǒng)機(jī)電設(shè)備在實(shí)踐中的應(yīng)用

卓武君

（福建省救災(zāi)物資儲(chǔ)備中心，福建 福州 350000）

0 前言

隨著科技的不斷發(fā)展，相關(guān)行業(yè)對(duì)倉儲(chǔ)系統(tǒng)的自動(dòng)化建設(shè)力度不斷加大。由于自動(dòng)化倉儲(chǔ)系統(tǒng)能夠有效地節(jié)約用地、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、消除差錯(cuò)并提高物流效率，因此得到了廣泛應(yīng)用。在自動(dòng)化倉儲(chǔ)系統(tǒng)中，機(jī)電設(shè)備的使用保證了該系統(tǒng)功能的發(fā)揮，具有重要的作用。該文主要對(duì)自動(dòng)化倉儲(chǔ)系統(tǒng)機(jī)電設(shè)備在實(shí)踐中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。

1 某自動(dòng)化倉儲(chǔ)系統(tǒng)項(xiàng)目概述

在某救災(zāi)物資的儲(chǔ)備中心，建有12000 ㎡鋼結(jié)構(gòu)的庫房4幢，其他配套的建筑2400 ㎡，配備了各類貨架、倉儲(chǔ)籠、倉儲(chǔ)架、電動(dòng)叉車、牽引車、傳送帶、打包機(jī)、高空平臺(tái)以及發(fā)電機(jī)組等設(shè)施設(shè)備。該中心主要的職責(zé)是負(fù)責(zé)儲(chǔ)備物資的存儲(chǔ)、調(diào)撥、發(fā)送、回收和維修等工作；負(fù)責(zé)國際國內(nèi)救災(zāi)捐贈(zèng)物資接收、保管和調(diào)運(yùn)、發(fā)放等工作；承擔(dān)中央下達(dá)的救災(zāi)物資代儲(chǔ)和調(diào)運(yùn)任務(wù)；協(xié)調(diào)好其他公共突發(fā)事件應(yīng)急救助的物資保障；承擔(dān)所核定職責(zé)的相關(guān)責(zé)任[1]。

2 自動(dòng)化倉儲(chǔ)系統(tǒng)機(jī)電設(shè)備在實(shí)踐中的應(yīng)用

2.1 循環(huán)型輸送線的控制設(shè)備

在該項(xiàng)目立體庫中，循環(huán)型輸送線主要包括87臺(tái)輸送機(jī)和25臺(tái)升降機(jī)，其中輸送機(jī)包括鏈?zhǔn)降妮斔蜋C(jī)34臺(tái)、輥式輸送機(jī)53臺(tái)。該設(shè)備主要通過整托盤的貨物在輸送線上順時(shí)針方向的運(yùn)行實(shí)現(xiàn)貨物的按照計(jì)劃入庫和自動(dòng)揀選出庫等效果。

根據(jù)巷道均勻分配的原則來確定該循環(huán)型輸送線出入庫的控制流程。出庫時(shí)，執(zhí)行出庫指令后，確定相應(yīng)的出庫口，循環(huán)型輸送線將貨物送到指定的出庫口內(nèi)，如果該出庫口被占用，則貨物就會(huì)在循環(huán)型輸送線上自動(dòng)轉(zhuǎn)圈，一直到該出口釋放，從而實(shí)現(xiàn)出庫的功能；入庫時(shí)，該入庫指令根據(jù)巷道的均衡原則自動(dòng)生成，其貨物由循環(huán)型輸送線送到相應(yīng)巷道的入口，如果此時(shí)出口被占用，則貨物就會(huì)在循環(huán)型輸送線上自動(dòng)轉(zhuǎn)圈，一直到該入口釋放，從而完成入庫的功能。

在出庫較為集中時(shí)，為了使先出庫的任務(wù)先到達(dá)出庫的拆盤口位置，保證補(bǔ)貨的及時(shí)性和科學(xué)性；為了使入庫較為集中，避免貨物于循環(huán)型輸送線上由于多次轉(zhuǎn)圈而發(fā)生變形，針對(duì)上下位的程序?qū)嵤└膭?dòng)，把出庫任務(wù)出庫口改成隨機(jī)出庫的方式，變更入庫時(shí)循環(huán)型輸送線的入庫口，在控制的程序內(nèi)進(jìn)行入庫的變更圈數(shù)預(yù)設(shè)。在入庫期間，如果相應(yīng)巷道被占用，并且已經(jīng)達(dá)到入庫變更預(yù)設(shè)圈數(shù)的要求，就把該貨物向貨物傳動(dòng)的方向所緊鄰的巷道進(jìn)行貨位的自動(dòng)變更。通過把自動(dòng)變更的圈數(shù)設(shè)定為1，有效改善了上述問題，并且有效控制了貨物倉儲(chǔ)的均衡，促進(jìn)了堆垛機(jī)的工作效率以及系統(tǒng)合理性的提升，使傳輸任務(wù)能夠高質(zhì)完成。

2.2 堆垛機(jī)

由于立體倉庫日常的作業(yè)任務(wù)較為繁重，因此要保證對(duì)出入庫的貨物進(jìn)行科學(xué)準(zhǔn)確的調(diào)度。要求該調(diào)度系統(tǒng)具備對(duì)異常情況和應(yīng)急情況的處理以及作業(yè)的跟蹤等功能，以任務(wù)號(hào)的方式對(duì)貨物實(shí)現(xiàn)跟蹤，促進(jìn)出入庫的準(zhǔn)確性和效率的提升。

在立體倉庫的系統(tǒng)內(nèi)，堆垛機(jī)以PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)通過紅外通信的方式和其他站點(diǎn)實(shí)現(xiàn)通信。由于庫區(qū)現(xiàn)場(chǎng)的工作環(huán)境和工作情況較為復(fù)雜，因此常常會(huì)出現(xiàn)諸多問題。例如堆垛機(jī)的出入庫存在較多報(bào)警變更且變更出現(xiàn)不準(zhǔn)確性，當(dāng)出庫的變更貨物和變更前的貨物同時(shí)存在出庫情況時(shí)、入庫的變更貨物會(huì)被送到變更前貨位，造成入庫發(fā)生串貨情況，對(duì)庫存信息的準(zhǔn)確性造成很大影響；環(huán)線巷道的變更會(huì)導(dǎo)致貨物發(fā)生巷道進(jìn)錯(cuò)的情況，堆垛機(jī)此時(shí)還會(huì)繼續(xù)對(duì)該任務(wù)執(zhí)行并上報(bào)，造成貨位信息發(fā)生錯(cuò)亂現(xiàn)象[2]。

對(duì)于第一種情況，因?yàn)樨浳坏臓顟B(tài)檢測(cè)相關(guān)傳感器對(duì)較高貨位探測(cè)時(shí)，堆垛機(jī)對(duì)準(zhǔn)貨位后載貨臺(tái)會(huì)產(chǎn)生一定的晃動(dòng)情況，進(jìn)而對(duì)貨位狀態(tài)檢測(cè)造成影響，所以對(duì)貨物的探測(cè)傳感器實(shí)施濾波法，使用PLC的控制程序?qū)ω浳锾綔y(cè)的信號(hào)延長采集；由于庫區(qū)的變頻器等相關(guān)設(shè)備比較多，并且工作的環(huán)境十分復(fù)雜，而堆垛機(jī)在貨物變更中僅通過一狀態(tài)位進(jìn)行控制，因此為了保證該狀態(tài)位具有良好的準(zhǔn)確性，因此對(duì)該部分的通信也需要實(shí)施濾波的調(diào)整。對(duì)于第2個(gè)情況，由于從源頭對(duì)該情況控制時(shí)需要調(diào)整較多內(nèi)容，并且該異常發(fā)生的頻次極少，因此可以采取增多校驗(yàn)的方式對(duì)進(jìn)入巷道貨物的任務(wù)實(shí)施區(qū)分，如果校驗(yàn)呈現(xiàn)出和堆垛機(jī)不一致的情況，該任務(wù)就暫停執(zhí)行，讓工程技術(shù)人員對(duì)其實(shí)施處理，從而有效降低貨物錯(cuò)位的風(fēng)險(xiǎn)，使堆垛機(jī)具有良好的準(zhǔn)確性，提升庫存管理的精準(zhǔn)性和效率。

2.3 重型堆料籠

該自動(dòng)化倉儲(chǔ)系統(tǒng)機(jī)電設(shè)備中的重型堆料籠包括普通重型堆料籠和四周帶網(wǎng)重型堆料籠2種。

普通重型堆料籠的規(guī)格為2100 mm×2100 mm×2350 mm，載重4 t，主要包括立柱、邊框、內(nèi)襯、立桿和橫桿、叉車孔以及腳等，結(jié)構(gòu)如圖1所示。在立柱方面，采用的是70 mm×70 mm×4.0 mm的方管；在滿載時(shí)，最大的撓度不超過1/1000 H；材質(zhì)選用Q235冷軋鋼。在邊框方面，采用100 mm×50 mm×4.0 mm矩管，L2100；在滿載時(shí)，其立柱最大的撓度不超過1/1000H；材質(zhì)選用Q235冷軋鋼。在內(nèi)襯方面，采用的是100 mm×50 mm×4.0 mm矩管，L2000；在滿載時(shí)，其立柱最大的撓度不超過1/1000H；材質(zhì)選用Q235冷軋鋼。在立桿和橫桿方面，采用的是60 mm×60 mm×4.0 mm方管，立桿為L2100型號(hào)；立桿和橫桿的頂部都是插銷連接且采取插接的方式；在滿載時(shí)，其立柱最大的撓度不超過1/1000H；材質(zhì)選用Q235冷軋鋼。在叉車孔方面，采用200 mm×100 mm×4.0 mm矩管，L2100；在滿載時(shí)，其立柱最大的撓度不超過1/1000H；材質(zhì)選用Q235冷軋鋼。在腳方面，使用的規(guī)格是170 mm×170 mm×6.0 mm，共4只；在滿載時(shí)，其立柱最大的撓度不超過1/1000H；材質(zhì)選用Q235冷軋鋼。在對(duì)該重型堆料籠表面的處理中，對(duì)堆料籠要實(shí)施整體的酸洗磷化和靜電噴塑處理，在表面驗(yàn)收時(shí)要保證其光滑且無雜質(zhì)。

四周帶網(wǎng)重型堆料籠的規(guī)格是1600 mm×1600 mm×1850 mm，載重5 t，主要包括立柱、邊框、內(nèi)襯、立桿和橫桿、叉車孔以及腳等，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。在立柱方面，采用的是60 mm×60 mm×4.0 mm的方管；在滿載時(shí)，最大的撓度不超過1/1000H；材質(zhì)選用Q235冷軋鋼。在邊框方面，采用80 mm×40 mm×4.0 mm矩管，L2100；在滿載時(shí)，其立柱最大的撓度不超過1/1000H；材質(zhì)選用Q235冷軋鋼。在內(nèi)襯方面，采用的是80 mm×40 mm×4.0 mm矩管，L2000；在滿載時(shí)，其立柱最大的撓度不超過1/1000H；材質(zhì)選用Q235冷軋鋼。在立桿和橫桿方面，采用的是50 mm×50 mm×4.0 mm方管，立桿為L2100型號(hào)；立桿和橫桿的頂部都是插銷連接且采取插接的方式；在滿載時(shí)，其立柱最大的撓度不超過1/1000H；材質(zhì)選用Q235冷軋鋼。在叉車孔方面，采用200 mm×100 mm×4.0 mm矩管，L1600；在滿載時(shí)，其立柱最大的撓度不超過1/1000H；材質(zhì)選用Q235冷軋鋼。在腳方面，使用的規(guī)格是170 mm×170 mm×6.0 mm，共4只；在滿載時(shí)，其立柱最大的撓度不超過1/1000H；材質(zhì)選用Q235冷軋鋼。在對(duì)該重型堆料籠的表面處理中，對(duì)堆料籠要實(shí)施整體的酸洗磷化和靜電噴塑處理，在表面驗(yàn)收時(shí)要保證其光滑且無雜質(zhì)[3]。

圖1 普通重型堆料籠

2.4 移動(dòng)存取架

該移動(dòng)存取架的規(guī)格為W1750 mm×D1050 mm×H5550 mm（W/D/H分別是寬/深/高，下同），其多結(jié)構(gòu)的存取架分為3層橫梁，用于3層貨的存取，且每層為2000 kg的載重；貨位的結(jié)構(gòu)數(shù)量有1620個(gè)；多結(jié)構(gòu)的存取架的立柱的截面是Ω型，共存在13個(gè)截面，且截面的規(guī)格是100 mm×70 mm×2.5 mm，其材料采取優(yōu)質(zhì)的鋼材，材質(zhì)選擇Q235，立柱孔的節(jié)距為75 m，所有的立柱和底腳都采取可調(diào)節(jié)式和地面進(jìn)行連接；在雙柱間支撐中，采用50 mm×30 mm×2.0 mm的規(guī)格，對(duì)2端進(jìn)行法蘭板焊接，法蘭板的厚度是3.0 mm；在多結(jié)構(gòu)的存取架中，橫梁采取60 mm×40 mm×3.0 mm規(guī)格，具有高強(qiáng)度和鋼性的特點(diǎn)；橫梁和立柱采取雙斜面、正面契緊以及無間隙式的柱卡實(shí)施連接，并且配有安全銷對(duì)其進(jìn)行鎖定，將橫梁和導(dǎo)軌座實(shí)現(xiàn)整體性連接，增強(qiáng)貨架整體的平整度和穩(wěn)定性；在橫梁滿載時(shí)，要求最大的撓度不超過1/250L；多結(jié)構(gòu)存取架的導(dǎo)軌采用的規(guī)格是120 mm×215 mm×3.0 mm，由Q235的板材軋制而成，具有很好的平整度、強(qiáng)度和鋼性；導(dǎo)軌的對(duì)接位置要求滑行面與側(cè)面保持良好的光滑度，在所有通道端進(jìn)行175 mm×60 mm×30 mm×4.0 mm導(dǎo)向板設(shè)置，在每個(gè)通道的前端進(jìn)行叉車的限位裝置裝設(shè)，且規(guī)格是80 mm×80 mm×5.0 mm×400 mm；對(duì)牛腿式貨架選取一體式折彎成型的方式，使其具有很高的強(qiáng)度和剛性；對(duì)牛腿和四爪柱卡實(shí)施整體焊接并通過安全銷來鎖定，提高貨架的整體性和平整度，在牛腿滿載時(shí)，最大的撓度不超過1/250L。

2.5 鋼墊板

該墊板的規(guī)格是L1500 mm×D1000 mm×H155 mm（L/D/H分別是長/寬/高，下同），要求動(dòng)載為2000 kg；托盤采取川字型、四向進(jìn)叉、3條底腿、面板滿鋪的結(jié)構(gòu)，要求相鄰底腿間使用50 mm×25 mm×2.0 mm的矩管進(jìn)行連接；鋼墊板共有1620只。

2.6 智能機(jī)械車

該自動(dòng)化倉儲(chǔ)系統(tǒng)共使用2臺(tái)智能機(jī)械車。

智能機(jī)械車的詳細(xì)參數(shù)見表1。

表1 智能機(jī)械車參數(shù)表

圖2 四周帶網(wǎng)重型堆料籠

2.7 移動(dòng)式機(jī)器人

在庫內(nèi)存儲(chǔ)繁多種類的代儲(chǔ)和救災(zāi)物資。由于倉儲(chǔ)的面積比較大，并且?guī)靺^(qū)和庫區(qū)間存在較遠(yuǎn)的距離，通過人工方式對(duì)物資清點(diǎn)比較耗時(shí)費(fèi)力且易出錯(cuò)，因此借助機(jī)器人實(shí)現(xiàn)對(duì)物資的智能清點(diǎn)。使用3臺(tái)掃描車對(duì)庫區(qū)物資的電子標(biāo)簽實(shí)施掃描，并且增加電子標(biāo)簽的識(shí)讀設(shè)備。因?yàn)閽呙柢囈髮Ｈ艘苿?dòng)，所以軟件的操作不是很方便。如果通過軌道的機(jī)器人或者無人操作的移動(dòng)機(jī)器人，讓其按照所預(yù)設(shè)的巡檢路線自動(dòng)到達(dá)指定的位置，對(duì)出入庫、庫存的物資電子標(biāo)簽掃描，就可以將掃描的數(shù)據(jù)傳回智能終端，并對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與核對(duì)。倉管人員登錄終端后，對(duì)某件貨物隨機(jī)搜索，獲得貨物的詳細(xì)信息，就能夠根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)尋找相應(yīng)的物資，實(shí)現(xiàn)對(duì)倉庫內(nèi)部的隨機(jī)抽查、清點(diǎn)等，完成對(duì)倉庫的巡視以及對(duì)物資的出入庫實(shí)現(xiàn)有效清點(diǎn)，提升工作的效率。

3 結(jié)語

綜上所述，該文對(duì)某自動(dòng)化倉儲(chǔ)系統(tǒng)中機(jī)電設(shè)備的實(shí)踐應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)分析，深入探討了其結(jié)構(gòu)和功能實(shí)現(xiàn)，在后續(xù)的使用和發(fā)展中，還需要對(duì)自動(dòng)化倉儲(chǔ)系統(tǒng)機(jī)電設(shè)備不斷研究和改進(jìn)，促進(jìn)其功能的持續(xù)發(fā)展和技術(shù)的不斷提升。