自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)方案bychen200510

1、自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)方案1 XX物流中心總體規(guī)劃XX國(guó)際物流中心的業(yè)務(wù)對(duì)象涉及紡織、家電、通訊、機(jī)械等行業(yè)，要求倉(cāng) 儲(chǔ)系統(tǒng)具有較大的柔性。為提高土地的利用率，XX國(guó)際物流中心倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)以自 動(dòng)化立體庫(kù)為主體，同時(shí)考慮貨柜式貨架、立式旋轉(zhuǎn)貨架、平庫(kù)結(jié)合的規(guī)劃設(shè)計(jì) 方案，以適應(yīng)不同貨物存儲(chǔ)的需求。XX國(guó)際物流中心基地根據(jù)發(fā)展需要建設(shè) 自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù) 設(shè)計(jì)規(guī)模為占地面積12000平方米，20個(gè)巷道，層數(shù)18,共計(jì)64800個(gè)標(biāo)準(zhǔn)貨 位。表1庫(kù)區(qū)規(guī)劃一覽表區(qū)域存放貨品備注自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)紡織成品、電視機(jī)、分體空調(diào)（室內(nèi)、室外）、 柜式空調(diào)（室外）、窗式空調(diào)、微機(jī)、服務(wù) 器、顯示器、家電零備件

2、、計(jì)算機(jī)零備件、 摩托車零備件、汽車零備件等一期5個(gè)巷道 建筑高度24米平庫(kù)貨架區(qū)紡織材料、柜式空調(diào)（室內(nèi)）、大型電視機(jī)、 冰箱、冰柜、摩托車零備件、汽車零備件等建筑高度24米平庫(kù)分區(qū)堆積區(qū)冰箱、冰柜、摩托車零備件、汽車零備件、 家電零備件等建筑高度24米露天庫(kù)區(qū)汽車、摩托車輪胎二期建筑高度9米一期要求平整2基礎(chǔ)數(shù)據(jù)根據(jù)物流中心業(yè)務(wù)的特點(diǎn)，提供每天24小時(shí)服務(wù)，但考慮到出入庫(kù)的頻率， 設(shè)計(jì)中按每天20小時(shí)計(jì)算。物流中心年工作日為350天。貨物存放周期按6天計(jì)算。貨品規(guī)格見(jiàn)下列各表。方案一：入庫(kù)與出庫(kù)在同一平面，巷道方向與倉(cāng)庫(kù)長(zhǎng)度方向平行。 入出庫(kù)方 式采用電平叉車和輥道工藝，入庫(kù)時(shí)采用叉車一一

3、積放輸送機(jī)方式， 叉車將貨物 單元運(yùn)到輸送機(jī)，再由輸送機(jī)將貨物送至立體庫(kù)端部入庫(kù)臺(tái)， 然后由堆垛機(jī)將貨 物單元從輸送機(jī)上取走送入貨位，出庫(kù)時(shí)反方向運(yùn)行。方案二：貨物單元作業(yè)采取在巷道一端入庫(kù)， 另一端出庫(kù)的方式。入庫(kù)時(shí)采 用AGV積放輸送機(jī)方式，自動(dòng)導(dǎo)引小車將貨物單元運(yùn)到輸送機(jī)，再由輸送機(jī)將貨物送至立體庫(kù)端部入庫(kù)臺(tái)， 然后由堆垛機(jī)將貨物單元從輸送機(jī)上取走送入 貨位。出庫(kù)時(shí)由堆垛機(jī)將貨物從貨位取出， 送至出庫(kù)端， 由穿梭小車將貨物送至 出庫(kù)作業(yè)出口。3 自動(dòng)化立體庫(kù)設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 托盤設(shè)計(jì)根據(jù)主要貨品的規(guī)格并考慮托盤統(tǒng)一，設(shè)計(jì)托盤尺寸為 （ 長(zhǎng) x 寬 x 高） ： 1200x1000x150.

4、考慮存放貨品的柔性，貨物托盤的最大高度設(shè)計(jì)為1280mm1130mn和980mm. 貨物托盤的最大重量為：360Kg.實(shí)際設(shè)計(jì)設(shè)備（堆垛機(jī)及輸送機(jī)等）的能力 為 400Kg。3.2 庫(kù)存能力及設(shè)備配置1 ）設(shè)計(jì)庫(kù)存能力計(jì)算如下：貨架采用雙貨位方式，貨架寬度為1100mm每個(gè)貨格長(zhǎng)度為2600mm貨格高度分別為1200mm 1350mm和1500mm貨架排數(shù)： 10（巷道數(shù)為 5 個(gè), 巷道方向與倉(cāng)庫(kù)長(zhǎng)度平行） 貨架列數(shù)： 34 列（*2）貨架層數(shù)：16層（1200mm貨架5層、1350mn貨架5層和1500mn貨架5層， 及1700mn貨架1層）總貨位數(shù)： 16*68*10= 10880 個(gè)貨

5、位。 貨架庫(kù)體長(zhǎng)度： L=34*2600=88400mm。貨架高度：H=600+1200*5+1350*5+1500*5+1700=22550<24000 滿足條件要 求。2）主要設(shè)備自動(dòng)化立體庫(kù)系統(tǒng)配置 5 臺(tái)巷道堆垛機(jī)， 一套入出庫(kù)輸送機(jī)系統(tǒng)， 和一套出 庫(kù)輸送機(jī)系統(tǒng)（與一期平庫(kù)區(qū)共享）。3.3 入出庫(kù)能力設(shè)計(jì)3.3.1 入出庫(kù)能力要求1） 入庫(kù)能力要求計(jì)算 計(jì)算時(shí)以貨品存放周期作為依據(jù)。存放周期 6 天，貨品托盤數(shù)為 10880 個(gè)。 每天入庫(kù)托盤數(shù)： 10880/6=1814 個(gè)。入庫(kù)時(shí)間為 20 小時(shí)。 平均每小時(shí)的入庫(kù)能力要求為： 1814/20= 91 盤。 平均每臺(tái)堆垛機(jī)

6、的入庫(kù)能力要求為： 91/5 = 19 盤/ 小時(shí)。 2）出庫(kù)能力要求計(jì)算計(jì)算時(shí)以貨品存放周期作為依據(jù)。存放周期 6 天，貨品托盤數(shù)為 10880 個(gè)。 每天出庫(kù)托盤數(shù)： 10880/6=1814 個(gè)。出庫(kù)時(shí)間為 20 小時(shí)，考慮出庫(kù)要求迅速按 16 小時(shí)計(jì)算。 平均每小時(shí)的出庫(kù)能力要求為： 1814/16= 114 盤。 平均每臺(tái)堆垛機(jī)的出庫(kù)能力要求為： 114/5 = 23 盤/ 小時(shí) 則每臺(tái)堆垛機(jī)能保證每小時(shí)入出庫(kù) 42 盤的綜合能力。 注：堆垛機(jī)的單向入庫(kù)作業(yè)能力和單向出庫(kù)作業(yè)能力相同3.3.2 輸送機(jī)能力設(shè)計(jì) （ 方案一 ）輸送機(jī)的最大能力取決于位于瓶頸處的輸送機(jī)的輸送能力。1） 直

7、線段的輸送能力計(jì)算如下：t = L/v + dtL-輸送機(jī)長(zhǎng)度v- 輸送機(jī)速度dt- 附加時(shí)間（對(duì)準(zhǔn)調(diào)速） 直線段輸送機(jī)的最大長(zhǎng)度為： 2830mm 輸送機(jī)的運(yùn)行速度為 16m/min 附加時(shí)間取為 2 秒。t = 2830*60/16000+2=10.6+2 = 12.6 秒 通過(guò)能力為： 3600/12.6 = 285 盤/ 小時(shí)。2） 折線段的最大輸送能力計(jì)算如下：t = t1 + t2 +t3t1 -直線段1的運(yùn)行時(shí)間，計(jì)算同1）。t2 -升降機(jī)構(gòu)的運(yùn)行時(shí)間，一般情形下取為 2秒。t3 -直線段2的運(yùn)行時(shí)間，計(jì)算同1）。 選取典型段的輸送機(jī)計(jì)算。直線段1的長(zhǎng)度為1800mm直線段2的長(zhǎng)

8、度為1000mmt = 8.75 + 2.0 + 5.75 = 16.5秒通過(guò)能力為：3600/16.5 = 218 盤/小時(shí)。設(shè)計(jì)思想：考慮到單套輸送機(jī)系統(tǒng)的作業(yè)能力（218盤/小時(shí)）能滿足實(shí) 際需求（91盤/小時(shí)），因此，考慮實(shí)際運(yùn)行的要求，將入庫(kù)的輸送機(jī)系統(tǒng)分為 兩部分。計(jì)算規(guī)則：出庫(kù)輸送機(jī)系統(tǒng)與入庫(kù)輸送機(jī)系統(tǒng)相互影響較小，可忽略不 計(jì)。以上的分析表明：設(shè)計(jì)能力（218*1.5=327盤/小時(shí)）滿足實(shí)際能力（91盤/ 小時(shí)）的要求。3.3.3堆垛機(jī)能力設(shè)計(jì)堆垛機(jī)運(yùn)行參數(shù):運(yùn)行速度：V 運(yùn)行=150 m/min提升速度：V 起升=48 m/min貨叉速度：V貨叉=30/60 m/min （

9、有貨/無(wú)貨）。大車運(yùn)行加/減速度a = 0.5 m/sec起升力卩/減速a = 0.8 m/sec 2堆垛機(jī)運(yùn)行行程：最大起升高度：H =22.0 m最大運(yùn)行距離：L = 88.0m貨叉伸縮距離：S = 1.3 m堆垛機(jī)的能力計(jì)算比較復(fù)雜。這里按照J(rèn)B/T9018-1999之規(guī)定的單一作業(yè)時(shí) 間周期公式計(jì)算：t= t（p 1）+t（P 2）/2+t 0式中t為單一作業(yè)循環(huán)時(shí)間；t（p 1）為堆垛機(jī)從原始位置至P1點(diǎn)的往返運(yùn)行（水平、起升）時(shí)間； t（p 2）為堆垛機(jī)從原始位置至P2點(diǎn)的往返運(yùn)行（水平、起升）時(shí)間；t 0為單一作業(yè)循環(huán)中固定不變的動(dòng)作時(shí)間總和（包括信號(hào)傳遞、調(diào)整對(duì)位、貨叉作業(yè)循環(huán)

10、時(shí)間以及循環(huán)附加時(shí)間等）(0.66TI, 0. 2N)堆垛機(jī)能力計(jì)算示意圖1）一個(gè)工作循環(huán)中的固定時(shí)間to可取 t°= 3+2.5+5.775*2+2.5 = 20.55s2）原始位置至 pl 點(diǎn)（0.2L,0.667H）的時(shí)間：tpi=19.33X2 = 38.66s原始位置至p2點(diǎn)（0.667L,0.2H）的時(shí)間：t p2=29X2=583）單向運(yùn)行時(shí)間總和計(jì)算t = t（p i）+t（p 2）/2+t 0=48.33+20.55sec=68.884）最大運(yùn)行能力計(jì)算N = 3600/68.88 = 52.2 次/ 小時(shí)。9） 考慮堆垛機(jī)實(shí)際工作效率一般為理論的90%則單臺(tái)堆垛機(jī)

11、實(shí)際最大工 作能力為：N 0= 52.2x90%=47 次/ 小時(shí)。10）1臺(tái)堆垛機(jī)的工作能力為47盤/小時(shí)。設(shè)計(jì)思想：考慮到堆垛機(jī)的作業(yè)能力（47盤/小時(shí)）能滿足實(shí)際需求（42 盤/小時(shí)），因此，將堆垛機(jī)設(shè)計(jì)為單叉堆垛機(jī)。計(jì)算規(guī)則：堆垛機(jī)的入庫(kù)操作能力和出庫(kù)操作能力是一致的。由于物流 設(shè)計(jì)中，入庫(kù)可在入庫(kù)積存區(qū)滾道積存。在實(shí)際操作過(guò)程中，入庫(kù)與出庫(kù)可以復(fù)合進(jìn)行，以提高堆垛機(jī)的作業(yè)能力。在本系統(tǒng)中，在計(jì)算中考慮復(fù)合作業(yè)的影響。以上的分析表明：設(shè)計(jì)能力（47盤/小時(shí)）滿足實(shí)際能力（42盤/小時(shí)）的 要求。3.3.4自動(dòng)化立體庫(kù)設(shè)計(jì)總結(jié)萬(wàn)案一表2自動(dòng)化立體庫(kù)設(shè)計(jì)項(xiàng)目描述系統(tǒng)要求設(shè)計(jì)結(jié)果備注托盤12

12、00x1000x9801200x1000x11301200x1000x1280木托盤高度150mm貨位數(shù)10880輸送機(jī)系統(tǒng)能力114盤/小時(shí)218盤/小時(shí)輸送機(jī)分為兩部分堆垛機(jī)系統(tǒng)能力42盤/小時(shí)48盤/小時(shí)共5臺(tái)堆垛機(jī)4物流工藝流程規(guī)劃4.1入庫(kù)組盤和托盤注冊(cè)入庫(kù)組盤和注冊(cè)，首先，貨品進(jìn)入入庫(kù)整理區(qū)后，操作人員應(yīng)根據(jù)入庫(kù)量及 時(shí)調(diào)度空托盤。由操作人員將貨品碼放在托盤上即可。 碼好的托盤即可進(jìn)行入庫(kù) 注冊(cè)。其過(guò)程如下：每個(gè)托盤均有一個(gè)唯一編號(hào)，如 00001，并用條形碼表現(xiàn)（或電子標(biāo)簽）。該 編號(hào)可以固定不變，也可臨時(shí)生成。操作人員應(yīng)在托盤注冊(cè)處將托盤貨物的種類、等級(jí)、產(chǎn)地、包裝形式等數(shù)據(jù)與

13、托盤號(hào)建立一個(gè)對(duì)應(yīng)關(guān)系。從而完成托盤注冊(cè)過(guò)程。4.2立體庫(kù)的入庫(kù)操作注冊(cè)后的托盤即可由叉車送入立體庫(kù)入庫(kù)輸送機(jī)。入庫(kù)輸送機(jī)有 2個(gè)入庫(kù) 口，每個(gè)入庫(kù)口的功能都是一樣的。因?yàn)槿霂?kù)操作比較集中和繁忙，需要至少 2 臺(tái)叉車同時(shí)操作，為了使輸送機(jī)的性能充分發(fā)揮，應(yīng)作到各入口的數(shù)量基本均勻。進(jìn)入輸送機(jī)的托盤貨物，即在自動(dòng)控制系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)下向前移動(dòng)， 并經(jīng)過(guò)尺寸 自動(dòng)檢查和托盤編號(hào)的自動(dòng)閱讀。如果尺寸檢查不合格或托盤編碼無(wú)法閱讀， 貨物托盤將自動(dòng)退至旋轉(zhuǎn)整理站 臺(tái)，并由人工整理和檢查后重新進(jìn)行尺寸檢測(cè)入庫(kù)。檢查合格和通過(guò)條形碼閱讀的托盤，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)將根據(jù)貨位分配原則自動(dòng)分 配一個(gè)貨位號(hào)，如03-05-01，

14、表示入庫(kù)貨位在3排05列1層。輸送機(jī)系統(tǒng)即將 托盤送達(dá)該貨位所在巷道的入庫(kù)輸送機(jī)上，等待堆垛機(jī)工作。堆垛機(jī)將托盤送入 立體庫(kù)中儲(chǔ)存，從而完成一次入庫(kù)操作。一次成功的操作均將導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫(kù)的修改，計(jì)算機(jī)庫(kù)存管理系統(tǒng)將記錄操作的過(guò)程和庫(kù)存的變化情況im4.3立體庫(kù)的出庫(kù)操作出庫(kù)操作是根據(jù)出庫(kù)任務(wù)進(jìn)行的。操作人員在計(jì)算機(jī)上發(fā)出出庫(kù)申請(qǐng)后， 庫(kù) 存管理系統(tǒng)即將響應(yīng)該出庫(kù)申請(qǐng)。相應(yīng)的堆垛機(jī)將出庫(kù)貨物從貨位中取出并送到 出庫(kù)輸送機(jī)上。出庫(kù)輸送機(jī)系統(tǒng)將托盤送往立體庫(kù)出庫(kù)站臺(tái)， 再由叉車送到出庫(kù) 揀選線或待出庫(kù)站臺(tái)。托盤由叉車返回，并經(jīng)收集機(jī)收集后自動(dòng)回到立體庫(kù)中儲(chǔ) 存。從而完成出庫(kù)操作。此處需 2輛叉車。4.4

15、空托盤流程各庫(kù)空托盤通用空托盤均存放在立體庫(kù)貨架中儲(chǔ)存。空托盤的入庫(kù)是在出庫(kù)后進(jìn)行的。出庫(kù)后，空托盤直接返回或由叉車送回，經(jīng)托盤收集機(jī)收集成垛（每垛6個(gè)），由輸送機(jī)系統(tǒng)暫存后送入立體庫(kù)中儲(chǔ)存。空托盤出庫(kù)由人工申請(qǐng)，系統(tǒng)自動(dòng)響應(yīng)后將空托盤垛取出。4.5出庫(kù)區(qū)出庫(kù)流程立體庫(kù)和平庫(kù)出庫(kù)的貨物托盤送到出庫(kù)區(qū)的出庫(kù)揀選線或待出庫(kù)站臺(tái),由穿梭車送至（或揀選后送至）出庫(kù)站臺(tái)，出庫(kù)裝車I1B BBn hhB BBn BB4.6叉車作業(yè)流程通過(guò)無(wú)線通迅網(wǎng)絡(luò)，倉(cāng)庫(kù)管理人員根據(jù)出入庫(kù)需要，實(shí)時(shí)向叉車發(fā)送指令，機(jī)載移動(dòng)終端將指令逐條顯示在液晶屏上，叉車司機(jī)按照指令，將貨物送到指定的貨位，或者從指定貨位將貨物取出送往指

16、定地點(diǎn)裝車。每完成一項(xiàng)任務(wù)，司機(jī)只要按一個(gè)鍵就可以將完成貨物狀 態(tài)發(fā)送回主機(jī)，主機(jī)根據(jù)任務(wù)執(zhí)行情況自動(dòng)更新數(shù)據(jù)庫(kù)，保證數(shù)據(jù)庫(kù)中存放的記錄與實(shí)物相符。方案二配置自動(dòng)導(dǎo)引小車一臺(tái)，輸送系統(tǒng)一套，堆垛機(jī)五臺(tái)，穿梭車一臺(tái) 其他與方案一類似。5設(shè)備參數(shù)及投資概算5.1巷道堆垛機(jī)表3巷道堆垛機(jī)主要參數(shù)立體庫(kù)型號(hào)NORESTA 500.17-1數(shù)量5總高22.5m總寬1.5m起升高度22m運(yùn)行速度150m/mi n起升速度48m/min貨叉速度（空）60m/mi n貨叉速度（滿）30m/mi n載貨數(shù)量每次1個(gè)托盤運(yùn)行電機(jī)約11千瓦，60%ED起升電機(jī)約22千瓦，60%ED貨叉電機(jī)約 0.75 千瓦，40%

17、ED作業(yè)時(shí)間24小時(shí)/天作業(yè)電壓3X400V,50HzPLCSimatic S7-400倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)接Profibus-FDL口作業(yè)種類維護(hù)作業(yè)半自動(dòng)（通過(guò)緊急控制操作盒手動(dòng)）全自動(dòng)定位X-方向激光測(cè)距Y-方向編碼測(cè)距Z-方向 編碼測(cè)距安全裝置安裝在控制柜上的緊急制動(dòng)按鈕 極限限位開(kāi)關(guān) 斷繩保護(hù)裝置 過(guò)載保護(hù)裝置 貨位探測(cè)裝置 托盤超差探測(cè)及其它常規(guī)保護(hù)裝置巷道裝置堆垛機(jī)運(yùn)行軌道（地軌）型號(hào) ASCE 80 上方導(dǎo)軌（天軌） 巷道口斷電裝置堆垛機(jī)運(yùn)行緩沖裝置安全滑導(dǎo)線紅外通訊及其它常規(guī)巷道裝置5.2輥道輸送機(jī)每臺(tái)輥?zhàn)虞斔蜋C(jī)由一臺(tái)齒輪傳動(dòng)式電機(jī)驅(qū)動(dòng)，在需要的地方設(shè)有電磁制動(dòng) 器。輥?zhàn)拥倪\(yùn)動(dòng)是借助

18、一條帶有防護(hù)的鏈條實(shí)現(xiàn)的。 每一個(gè)單元均裝在一個(gè)預(yù)制 的框架上，此框架裝在輸送機(jī)系統(tǒng)的支持鋼結(jié)構(gòu)上。輸送機(jī)上裝有鋼輥?zhàn)樱ㄖ睆綖?6mm。輥?zhàn)虞S與鋼結(jié)構(gòu)本身要配合，輥?zhàn)涌?一對(duì)封閉式潤(rùn)滑球軸承滾動(dòng)。輸送機(jī)的支持鋼結(jié)構(gòu)使用結(jié)構(gòu)鋼材建造， 并加固以 形成一個(gè)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。表4輥道輸送機(jī)額定載荷300kg / 500kg輸送貨物規(guī)格1200mm(L) x 1000mm(W)1300mm(L) x 1000mm(W)輸送速度16/4 m/min輸送面咼度+ 580mm （從地平±0.00計(jì)算）控制方式手動(dòng)、單機(jī)自動(dòng)及聯(lián)機(jī)自動(dòng)控制方式安全措施具有完整的連鎖、導(dǎo)向保護(hù)裝置，以避免任何破壞設(shè)備或貨物的動(dòng)作發(fā) 生表面處理和涂膜酸洗，磷化處理，噴塑（顏色由用戶選定）采用標(biāo)