自動化立體庫中的自動化系統解析

　　自動化立體庫機械設備一般包括高層貨架、巷道堆垛機和出入庫輸送、搬運機械等。

　　一、高層貨架

　　1、輕負載式高層貨架

　　輕負載式貨架高度5～10m，以塑料籃等容器為存取單位，存取重量在50～100kg，一般以重量輕、小的貨物為儲存對象較適合，如電子零件、精密機器零件、汽車零件、藥品及化妝品等。

　　2、單元負載式高層貨架

　　單元負載式高層貨架高度可達40m ，儲位量可達10萬余個托盤單元，適用大型的倉庫，普遍的高度為6～15m，儲位數在100～1000個托盤單元。隨著倉儲自動化技術的不斷進步，存取時間愈來愈快，以100個托盤單元存取為例，平均存取時間為70s/托盤。

　　二、巷道堆垛機

　　巷道式堆垛機又叫巷道堆垛起重機，是自動化立體庫中Z重要的搬運設備，它是隨著立體倉庫的出現而發展起來的專用起重機，專用于高架倉庫。

　　巷道式堆垛機一般由機架、運行機構、升降機構、司機室、貨叉伸縮機構、電氣控制設備等組成。

　　1、 巷道式單立柱堆垛機

　　單立柱結構的堆垛機機架由一根立柱和下橫梁組成。立柱多采用較大的H型鋼焊接制作，立柱上附加導軌。整機重量較輕，消耗材料少，因此制造成本相對較低，但剛性稍差。該設備的參數如下所示。

　　主要性能：倉庫高度6～24m，Z大40m；

　　運行速度：標準型80m/min、 高速型 200m/min；

　　起升高度：標準型Hmax = 20m/min、高速型Hmax=50m/min；

　　貨叉伸縮速度：Vmax = 12m/min(標準性)、50m/min(高速型)。

　　2、雙立柱巷道堆垛機

　　機機架由兩根立柱和上橫梁、下橫梁組成一個長方形框架。立柱形式有方管和圓管，方管兼做起升導軌，圓管需附加起升導軌。

　　三、周邊搬運系統、控制系統與裝卸碼垛機器人

　　巷道機只能在巷道內進行存取作業，貨物出入庫需通過周圍的配套搬運機械設施。

　　周邊搬運系統包括搬運輸送設備、自動導向車、機器人、叉車、臺車、托盤等。其作用是配合巷道式堆垛機完成貨物運輸、搬運、分揀等作業，還可以臨時取代其他主要搬運系統，使自動存取系統維持工作，完成貨物出入庫作業。

　　1、穿梭車(RGV Rail Guide Vehicle)

　　在自動化物流系統中，物料輸送主要采用鏈式、輥道、帶式輸送機等通用設備，一般均固定在地面上。將上述設備裝上行走輪，沿固定路徑移動，就成為穿梭車。穿梭車具有動態移載的特點，能使物料在不同工位之間的傳送及輸送線布局更加緊湊、簡捷，從而提高物料的輸送效率。因此，穿梭車在自動化物流系統中應用較為普遍。

　　一般來說，沿固定軌道行走的輸送設備稱為穿梭車（RGV），無軌的稱為自動導引車（AGV），在空中輸送的稱為懸掛小車（EMS）。從軌道形式上，穿梭車可分為往復式直行穿梭車和環行穿梭車，環行穿梭車能在同一軌道上運行多輛車體，可大大提高搬運能力，是穿梭車的發展趨勢。目前，國內穿梭車的速度一般為120~200m/min，在國外機場行李分揀系統中，采用無接觸能量傳輸技術的穿梭車Z高走行速度可達600m/min。

　　穿梭車(RGV)是通過導軌或地鏈來約束和引導小車運行。它有兩套傳動機構：輸送機構、運動機構。穿梭車(RGV)的約束導軌由雙軌和單軌兩種。

　　2、輥筒式輸送機

　　輥筒式輸送機分為動力式和無動力式；無動力式呈一定坡度，使貨物靠自身重力從高端移動到低端；

　　動力式由一系列排列整齊的具有一定間隔的輥子組成；3-4個輥子同時支撐一件貨物。

　　3、鏈式輸送機

　　（1）裝載式鏈條輸送機

　　（2）平頂式板鏈輸送機

　　（3）懸掛鏈輸送機

　　（4）鏈式提升機

　　四、自動導引搬運車（AGV）

　　自動導引搬運車簡稱AGV(Automatic Guided Vehicle)是裝備有電磁或光學等自動導引裝置，能夠沿規定的導引路徑行駛，具有安全保護以及各種移載功能的運輸小車，是自動化物流系統中的關鍵設備之一。

　　AGV是在計算機和無線局域網絡的控制下，經磁、激光等導向裝置引導并沿程序設定路徑運行完成作業的無人駕駛自動小車。AGV具有安全保護以及各種移載功能，采用電池驅動（交、直流），是自動化物流系統中的關鍵設備之一，為現代制造業物流和自動化立體庫提供了一種高度柔性化和自動化的運輸方式。

　　具有導向行駛、認址和移交載荷的基本功能。

　　五、碼垛機與碼垛機器人

　　自動化立體庫系統中大量使用碼垛機或機器人完成碼垛、拆垛的工作。

　　1．機器人自動裝箱、碼垛工作站

　　是一種集成化的系統，它包括工業機器人、控制器、編程器、機器人手爪、自動拆/疊盤機、托盤輸送及定位設備和碼垛模式軟件。它還配置自動稱重、貼標簽和檢測及通訊系統，并與生產控制系統相連接，以形成一個完整的集成化包裝生產線。機器人自動裝箱、碼垛工作站可應用于建材、家電、電子、化纖、汽車、食品等行業。

　　機器人自動裝箱、碼垛工作站的具體應用有下面幾種：

　　（1）生產線末端碼垛的簡單工作站：這種柔性碼垛系統從輸送線上下料并將工件碼垛、加層墊等，緊跟著有一輸送線將碼好的托盤送走。

　　（2）碼垛/拆垛工作站：這種柔性碼垛系統可將三垛不同貨物碼成一垛，機器人還可抓取托盤和層墊，一垛碼滿后由輸送線自動輸出。

　　（3）生產線中碼垛：工件在輸送線定位點被抓取并放到兩個不同托盤上，層墊也被機器人抓取。托盤和滿垛通過線體自動輸出或輸入。

　　（4）生產線末端碼垛的復雜工作站：工件來自三條不同線體上，它們被抓取并放到三個不同托盤上，層墊也被機器人抓取。托盤和滿垛由線體上自動輸出或輸入。

　　六、自動分揀機設備

　　分揀是指將物品按品種、出入庫先后順序進行分門別類堆放的作業。這項工作可以通過人工的方式進行，也可以用自動化設備進行處理。能連續、大批量地分揀貨物，分揀誤差率極低、分揀作業基本實現無人化。

　　1．自動分揀系統的適用條件

　　（1）一次性投資巨大（本身需要建設短則40-50，長則150-200米的機械傳輸線，還要有配套的機電一體化控制系統、計算機網絡及通信系統）。

　　（2）對商品外包裝要求高( 只適于分揀底部平坦且具有剛性的包裝規則的商品）。

　　為了使大部分商品都能用機械進行自動分揀，可以采取的措施：（a）推行標準化包裝，使大部分商品的包裝符合國家標準；（b）根據所分揀的大部分商品的統一的包裝特性，定制特定的分揀機。

　　2．自動分揀系統的組成

　　自動分揀系統種類繁多，一般由控制裝置、分類裝置、輸送裝置及分揀道口組成。以上四部分裝置通過計算機網絡聯結在一起，配合人工控制及相應的人工處理環節構成一個完整的自動分揀系統。

　　（1）控制裝置的作用是識別、接受和處理分揀信號，根據分揀信號的要求指示分類裝置，按商品品種、商品送達地點或者貨主的類別對商品進行自動分揀。

　　（2）分類裝置的作用是根據控制裝置發出的分揀指示，當具有相同分揀信號的商品經過該裝置時，該裝置工作，改變商品在輸送裝置上的運行方向，使其進入其他輸送機或分揀道口。

　　（3）輸送裝置的主要組成部分是傳送帶或輸送機，其主要作用是使待分揀商品魚貫通過控制裝置、分類裝置。

　　（4）分揀道口是已分揀商品脫離主輸送機進入集貨區域的通道，一般有鋼帶、皮帶、輥筒等組成滑道，使商品從主輸送裝置滑向集貨站臺，在那里由工作人員將該道口的所有商品集中后或是入庫儲存，或是組配裝車并進行配送作業。

　　3.自動分揀系統的種類

　　自動分揀系統有超過10種不同型式，基本分為直線型分揀系統和環型分揀系統兩種類型。直線型分揀系統主要包括滑塊式分揀機、滾輪分揀機、滾筒分揀機等；環型分揀系統主要包括翻盤式分揀機和交叉帶式分揀機；其他還有推桿式分揀機和垂直分揀機。

　　貨物傳送裝置：鋼帶輸送機、膠帶輸送機、托盤輸送機、輥柱輸送機等。

　　常見的自動分揀機構有推出式、浮出式導輪轉向盤、傾盤機構等。