自動化立體倉庫貨位可移動式貨架研究

1、價值工程0引言目前大部分的自動化立體倉庫均是由巷道堆垛機與剛性立體貨架結(jié)合來實現(xiàn)倉儲作業(yè)的,這種方式機械化程度高、吞吐能量大且有較強的應(yīng)變能力,能適應(yīng)企業(yè)所要求的多品種變形生產(chǎn)和隨時變更生產(chǎn)計劃的柔性生產(chǎn)需要12。在工業(yè)制造與物流行業(yè)中,還存在大量的傳統(tǒng)倉庫,如要建成目前常用的巷道堆垛機式的自動化立體倉庫就要從土建工程著手,全部推倒重來,這樣就限制了現(xiàn)有資源的利用,不利于傳統(tǒng)式倉庫向現(xiàn)代化倉庫的轉(zhuǎn)變,同時也造成了大量資源浪費。文獻2中對基于無堆垛機的自動化立體倉庫的結(jié)構(gòu)與控制系統(tǒng)進行了研究,提出了一類采用貨位可移動式貨架系統(tǒng)的自動化立體倉庫,本文主要討論這一類立體倉庫貨架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與控制。1貨

2、位可移動式貨架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)目前貨位能夠移動的貨架系統(tǒng)運行方式大多為整體貨架系統(tǒng)移動的方式,其工作方式為貨位固定,貨架移動來實現(xiàn)貨位的輪換,通過系統(tǒng)控制貨位移至檢貨位置,實現(xiàn)進出貨的管理。這類貨架的轉(zhuǎn)動能量消耗很大,運動的慣性較大,通常是采用與人員配合的方式來實現(xiàn)揀貨操作。本文中所討論的貨位可移動式貨架工作方式為貨架的外框架固定不動,通過整套的傳送裝置來實現(xiàn)每個貨位的移動。傳送裝置由滾筒輸送機構(gòu)成,其結(jié)構(gòu)由傳動滾筒、電機等結(jié)構(gòu)部件組成,適用于各類箱式、托盤等貨品的輸送3。貨架系統(tǒng)特點如下:貨架采用分層制造,按需進行組裝。其高度,寬度可按現(xiàn)場要求進行靈活處置,與現(xiàn)有的倉儲庫房結(jié)構(gòu)有較好的兼容性;貨架可

3、采取分層控制,控制靈活性好;貨品的適應(yīng)性強,可根據(jù)存儲單位的大小來自動調(diào)整貨架與貨位的大小;外圍貨架不需要拖動,節(jié)省能源;控制系統(tǒng)實現(xiàn)方便,利于提高存取貨效率,提高貨物占位率;滾筒輸送機構(gòu)能夠輸送單件重量較大的物料,承受較大的沖擊載荷。2控制對象及系統(tǒng)端口分配本文以3*3貨架系統(tǒng)的控制為例來說明貨架系統(tǒng)的工作過程與控制流程。貨架系統(tǒng)由9個單層貨架組合而成,為3層3列結(jié)構(gòu),每個貨位地址的確定由旋轉(zhuǎn)編碼器來實現(xiàn)。貨架部分含有多個控制對象:單層動力貨架驅(qū)動電機9臺;每層有進/出貨輸送機電機各1臺,3層共有6臺電機;平板式垂直輸送機電機2臺。根據(jù)系統(tǒng)控制要求,采用兩臺PLC 控制方案,一臺PLC 用來

4、控制貨架系統(tǒng)的外圍設(shè)備,包括進出貨的輸送電機、平板垂直升降機等設(shè)備。另一臺PLC 用來控制貨架核心部分,即貨位可移動式貨架區(qū)。系統(tǒng)選擇PLC 型號為FX2N-48MR-001。主機輸入24點,輸出24點,采用繼電器輸出方式4。用來控制外圍輸送設(shè)備的PLC 為PLC1,用于控制貨位可移動式貨架工作的PLC 為PLC2。工作系統(tǒng)設(shè)置了手動方式以方便進行調(diào)試或是故障情況下的運行,同時有網(wǎng)絡(luò)工作自動運行方式。PLC1的X0X5端為進庫輸送機啟動/停止控制輸入端;X6X11端為出庫輸送機啟動/停止控制輸入端;X11X14端為進庫垂直輸送機電機啟、?？刂戚斎攵?X15X18為進庫垂直輸送機位置信號輸入端,

5、用于確認(rèn)垂直輸送機到達貨架層數(shù)時的控制;X19X22為出庫垂直輸送機位置輸入端;X23端為外圍輸送設(shè)備總停信號輸入端。PLC1的輸出端Y0Y5連接進/出貨輸送機電機接觸器線圈;Y6Y9輸出端連接進/出庫垂直輸送機電機接觸器線圈;Y10Y12為進貨輸送機工作指示端;Y13Y15為進貨輸送機工作指示端;Y16Y17為進/出庫垂直輸送機工作指示端;Y18Y19為進/出貨系統(tǒng)故障指示端;Y20為垂直輸送機故障指示輸出端,Y21為聲音報警輸出端,Y22Y23為備用端口?？刂葡到y(tǒng)中第二臺PLC 為整個貨架部分的控制核心部件,自動化立體倉庫貨位可移動式貨架研究Research on the Rack Mob

6、ile Stock Location of Automatic Storage吳鐘鳴Wu Zhongming ;鞠全勇Ju Quanyong ;智淑亞Zhi Shuya ;盧軍鋒Lu Junfeng(金陵科技學(xué)院機電工程學(xué)院,南京211169(Jinling Institute of Technology ,Nanjing 211169,China 摘要:本文討論了自動化立體倉庫的貨位可移動式貨架系統(tǒng),對這一類貨架的結(jié)構(gòu)與控制系統(tǒng)進行了說明,并討論了貨架系統(tǒng)的進出貨流程與貨架內(nèi)貨位輪換的工作流程。這一類貨架系統(tǒng)可分層制造,按需組合,控制靈活性高,可以節(jié)省立體倉庫成本,并提高貨物存儲效率。Abs

7、tract :This article discusses the automated warehouse of rack mobile shelves,shelf for this type of structure and control system are described ,and discusses the progress of the shelf system,shelf inside the shipping process and workflow of cargo space rotation.This type of shelf system can be layer

8、ed manufacturing,on-demand portfolio,control and high flexibility,can save warehouse costs,and improve the efficiency of cargo storage.關(guān)鍵詞:貨位可移動式貨架;控制系統(tǒng);研究Key words :Rack Mobile Shelves ;Control System ;research中圖分類號:TP273文獻標(biāo)識碼:A文章編號:1006-4311(201031-0184-02基金項目:金陵科技學(xué)院科研基金項目(JIT-N-2008-008。作者簡介:吳鐘鳴(

9、1975-,男,江蘇溧水人,講師,碩士研究生,從事機械電子工程與自動控制技術(shù)等的研究。度變化范圍都非常小僅僅只增加了0.83,而且變形量都僅僅只有0.5mm 多一點,因此說明該冷卻水路的設(shè)計方案是可行的。 3結(jié)論通過AMI 的模流分析,可以使設(shè)計人員在設(shè)計之初預(yù)見很多僅僅憑借經(jīng)驗無法得到的信息,例如熔接痕和氣穴是否會出現(xiàn)在產(chǎn)品的外觀面上,冷卻水路的設(shè)計是否可行,使塑料模具結(jié)構(gòu)設(shè)計得到最優(yōu)化,提高模具設(shè)計的效率和降低模具設(shè)計的風(fēng)險。參考文獻:1陳智勇.Moldflow 6.1注射成型從入門到精通J.電子工業(yè)出版社,2009:34-45.2吳柳機,張木青,彭智勇,黃廣力.模具設(shè)計技能培訓(xùn)AutoC

10、AD 中文版2009J.·184·Value Engineering PLC2控制貨位可移動式貨架的運轉(zhuǎn),PLC 的I/0端口功能分配如下:X0X17端為1#至9#單層貨架的啟/?？刂戚斎攵?X18X23端為平移貨架控制輸入端,輸入端為手動調(diào)整時的工作狀態(tài);Y0Y17連接系統(tǒng)1#9#貨架控制電機的控制接觸器線圈;Y18Y23連接系統(tǒng)1#6#平移貨架電機的接觸器線圈。3控制流程下面對于貨位可移動式貨架系統(tǒng)的工作流程控制進行說明,分別從進出貨與貨架內(nèi)運行兩個方面進行工作流程控制的設(shè)計。3.1貨架進出貨工作流程控制PLC1為自動化立體倉庫的進出貨輸送系統(tǒng)控制,工作流程如下5:主控

11、程序開始運行,系統(tǒng)開始初始化;選擇系統(tǒng)運行方式,如為手動,通過控制手動按鈕進行控制進出貨系統(tǒng)工作,直到相應(yīng)位置;自動工作模式下,單先是判定貨箱(料箱是否到達,到達后,根據(jù)系統(tǒng)要求進貨輸送機開始工作,到達要求位置后,垂直輸送機將貨箱送至相應(yīng)層,并等待貨架系統(tǒng)將貨箱輸送至最合理位置。在垂直輸送機到達指定位置后,系統(tǒng)置標(biāo)志位,主程序控制貨架系統(tǒng)開始工作。如為出貨工作,其工作過程正好與進貨過程相反。PLC1控制主程序流程圖如圖1所示: 3.2貨架貨位系統(tǒng)工作流程控制PLC2控制整個自動化立體化倉庫系統(tǒng)中的貨位可移動式貨架,整個貨物的進出是由貨位輪換的方式進行的,因此PLC2控制著每一個貨架的運動。其控

12、制流程如下1:系統(tǒng)啟動后,首先要判斷要出貨物的貨箱位于哪個位置,是否位于貨架系統(tǒng)的出貨口;如果貨箱未能位于貨架系統(tǒng)的出貨口,開始進行貨位輪換工作,判斷哪幾個貨架工作與貨箱位置有關(guān)系;輪換工作結(jié)束后,立體倉庫的進出系統(tǒng)開始工作,進入到PLC1的控制工作流程,完成出貨工作。以下圖2代表了某一種情況下的輪換過程,A 代表了要進行出貨的貨箱,經(jīng)過圖2的過程后,貨箱到達了出貨口的垂直輸送機,任務(wù)完成。圖2中,圖(a 表示了初始位置,圖(b 表示貨箱A 到達貨架邊沿,圖(c 表示貨箱A 到達了貨架系統(tǒng)中貨箱A 所在層的平移貨架,圖(d 表示貨箱A 進入了垂直輸送機,工作過程結(jié)束。PLC1與PLC2的工作是

13、緊密聯(lián)系在一起的,作為貨位輪換工作流程是與要出貨的貨所處的位置所決定的,就本文中所討論的貨架模型而言,如圖2所示的每個貨位可移式貨架有5個貨位,則每一層即將有15個貨位,整個貨架系統(tǒng)就有45個貨位,在PLC2控制時就將有45種可能,但是每一種可能,其所涉及的均為電機的運動。結(jié)合貨架系統(tǒng)的貨位編址系統(tǒng),可以給出電機相應(yīng)的工作信號。采用PLC 結(jié)合位置編碼器的控制方式,是能夠滿足位置控制精度的。在此只給出PLC2的控制主程序流程圖如圖3所示。4結(jié)語本文介紹了一類立體倉庫貨位可移動式貨架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及控制流程,對過出貨的控制流程進行了討論。這一類貨架系統(tǒng)的適應(yīng)性比較好,系統(tǒng)的組合方便,有比較好的實踐工程應(yīng)用價值。參考文獻:1谷巖,肖生苓,牟娌娜.關(guān)于貨位可移動式貨架立體倉庫的探討J.森林工程,2007,(4:94-96.2吳鐘鳴,鞠全勇