自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)出入庫(kù)能力及堆垛機(jī)節(jié)拍

自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)出入庫(kù)能力和堆垛機(jī)節(jié)拍一、 平托盤(pán)尺寸規(guī)格及材料自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)普通都采用托盤(pán)式貨架，平托盤(pán)作為裝載工具在搬運(yùn)、保管、運(yùn)輸和包裝的各個(gè)環(huán)節(jié)中都處于中心位置，直接影響著倉(cāng)庫(kù)的規(guī)劃和儲(chǔ)存效率。托盤(pán)標(biāo)準(zhǔn)化是物流標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)，是物流系統(tǒng)協(xié)調(diào)化的關(guān)鍵，是實(shí)現(xiàn)搬運(yùn)機(jī)械、包裝/運(yùn)輸作業(yè)通用化、統(tǒng)一性的前提。目前歐洲托盤(pán)的標(biāo)準(zhǔn)為1200x800mm,是基于通用卡車(chē)運(yùn)輸?shù)某叽鐑?yōu)化;美國(guó)托盤(pán)的標(biāo)準(zhǔn)尺寸為1200x1000mm,及所謂的工業(yè)托盤(pán)，工業(yè)應(yīng)用中時(shí)常采用；口本托盤(pán)的標(biāo)準(zhǔn)尺寸為1100x1100mm,是基于集裝箱的尺寸優(yōu)化。中國(guó)托盤(pán)規(guī)格較為混亂，但隨著物流業(yè)機(jī)械化和自動(dòng)化的要求，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格也逐漸確定，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格尺寸如表1所示，表中?表示常用托盤(pán)尺寸。托盤(pán)高度普通為100」50mm,單面取140mm，雙面取150mm，托盤(pán)載分量有50kg,1000kg,1500kg和2000kg|用個(gè)級(jí)別表1平托盤(pán)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格 單位：mm寬度(W)長(zhǎng)度⑴高度(H)寬度(W)長(zhǎng)度(L)高度(H)800?1100120080012001000900110011001000?10001400?120013001000130011001100800150090014001100?11001200120014401130130015001300?140011301440托盤(pán)材料有木材、金屬和塑料三大類(lèi)，目前我國(guó)木材托盤(pán)應(yīng)用最廣，但反復(fù)使用后易變形、破損，壽命不長(zhǎng)；金屬托盤(pán)中鋼制托盤(pán)應(yīng)用最廣，特殊合用于貨物分量大的場(chǎng)合；塑料托盤(pán)因其質(zhì)輕、美觀、強(qiáng)度高、耐腐蝕、可回收等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、汽車(chē)、煙草、化工等領(lǐng)域.三種托盤(pán)只是材料不同，主要標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格尺寸都相同.二、貨態(tài)尺寸計(jì)算及碼垛方式把包裝的物品堆積在托盤(pán)上便成為裝載單元，裝載單元的貨態(tài)是自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)貨格所能儲(chǔ)存貨物的最大尺寸，貨態(tài)尺寸的計(jì)算是通過(guò)包裝箱或者包裝袋的規(guī)定尺寸及選取的碼垛方式，或者由儲(chǔ)存貨物的外形尺寸計(jì)算得出（包括托盤(pán)尺寸），如圖4所示。圖4貨態(tài)尺寸計(jì)算示意圖裝載托盤(pán)上的貨物總尺寸普通與托盤(pán)尺寸相同，或者比托盤(pán)略小一些，非常特殊時(shí)也可以比托盤(pán)略大.常用裝載的方式有：徹底密切型、中空型、周空型、不規(guī)則型，裝載形式如圖5所示，裝載方法的優(yōu)劣在于托盤(pán)空間利用率、物品安全可靠、破損至少,其中破損至少是最重要因素.圖5托盤(pán)裝載圖碼垛針對(duì)箱裝或者袋裝的物品，根據(jù)包裝、尺寸、分量及數(shù)量，將貨物按?定規(guī)律碼成各種形狀的貨垛.基本要求是:合理、堅(jiān)固、定量、整齊、節(jié)約、方便.碼垛方法包括：對(duì)縫堆積法、交織堆積法、砌磚堆積法、中空堆積法和外分堆積法.a對(duì)縫堆積法； b交織堆積法； c砌磚堆積法d中空堆積法； e外分堆積法圖6碼垛方法示意圖三、單元貨格尺寸確定貨格是倉(cāng)庫(kù)貨架內(nèi)儲(chǔ)存貨物的單位空間,每一個(gè)貨格可有一個(gè)或者多個(gè)貨位，貨物單元尺寸確定好之后，就可確定貨格尺寸，貨格尺寸取決于貨物單元四周留有的間隙和貨架構(gòu)件有關(guān)尺寸，在立體倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)中，恰當(dāng)?shù)拇_定貨格尺寸是一項(xiàng)很重要的設(shè)計(jì)項(xiàng)目，直接影響倉(cāng)庫(kù)面枳及空間利用率，也關(guān)系到存取工作的順利進(jìn)行。下面圖7就最常見(jiàn)的橫梁式貨架與牛腿式貨架介紹單元貨格尺寸的確定，各間隙的符號(hào)及名稱(chēng)見(jiàn)表2a）橫梁式單貨位貨架載貨示意圖b）橫梁式雙貨位貨架載貨示意圖c）牛腿式貨架載貨示意圖圖7貨架載貨示意圖表2貨格、貨位與貨物間的尺寸代號(hào)及名稱(chēng)代號(hào)名稱(chēng)代號(hào)名稱(chēng)ao貨格長(zhǎng)度b2貨格有效寬度al貨物長(zhǎng)度b3前面間隙a2貨格有效長(zhǎng)度b4后面間隙a3側(cè)向間隙貨物高度a4支撐貨物的寬度3單元貨物上部垂直間隙a5貨物見(jiàn)水平間隙八3層高bo貨格寬度k4單元貨物下部垂直間隙bi貨物寬度1、側(cè)向間隙選擇側(cè)向間隙23、的確定，主要考慮以下各項(xiàng)誤差：來(lái)自堆垛機(jī)的誤差：堆垛機(jī)停車(chē)和反復(fù)定位的誤差、堆垛機(jī)立柱垂直度誤差、堆垛機(jī)運(yùn)行地軌的不平度誤差。來(lái)自貨架的誤差:貨架立柱的垂直度誤差、貨架在片在作用卜的變形誤差。來(lái)自貨箱的誤差：貨箱尺寸誤差、貨箱最初停在貨道口的位置偏差。側(cè)向間隙23取值普通在50、100mm范圍內(nèi)，對(duì)于高度在5m以下的低層貨架、低速堆垛機(jī)，a?不大于50mm；高度在5m'12m的中層貨架、中高速堆垛機(jī),a?不大于75mm;高度在12m以上的高層貨架、高速堆垛機(jī)，a.?不大于100mm。對(duì)于橫梁式貨架要求乙>對(duì)于牛腿式貨架要求aqZa3.2、垂直間隙選擇垂直間隙九2、%的確定，主要考慮以下因素：在確定與時(shí)，第一要考慮貨叉的微升降行程，第二，要考慮以下幾周誤差的枳累：起升機(jī)構(gòu)的停準(zhǔn)誤差、貨叉微升降的定位誤差、貨物高度誤差、任址誤差、貨架托梁（或者橫梁）的高度誤差.第三，要考慮貨叉伸山時(shí)在貨物作用下的下?lián)狭?。最后，再加一個(gè)安全裕度.貨格高度主要取決于單元貨物上部垂直間隙和下部垂直間隙的尺寸，上部間隙九2應(yīng)保證貨叉叉取貨物過(guò)程中微起升時(shí)不與上部構(gòu)件發(fā)生干涉，普通h2>（貨叉上浮行程+各種誤差）；下部間隙勺應(yīng)保證貨義能自由進(jìn)出貨架貨位存取貨物，普通々工（貨叉厚度+貨叉下浮行程+各種誤差）。3、寬度間隙選擇(b?、b4)前面間隙b?的選擇應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況而定，對(duì)牛腿式貨架，應(yīng)使其盡量??；對(duì)橫梁式貨架，應(yīng)保證貨物不因各種誤差掉下橫梁。后面間隙應(yīng)以保證貨義作業(yè)時(shí)不與后面拉桿發(fā)生干涉為前提。四、自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)最佳尺寸選擇自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的高度直接影響倉(cāng)庫(kù)的占地面枳、長(zhǎng)度、寬度、起重機(jī)運(yùn)輸機(jī)械的裝載效率及其技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的確定.影響貨架高度選擇的因素是：貨物吞吐量和貨物周轉(zhuǎn)期(儲(chǔ)存期)，以及定貨發(fā)送時(shí)的配套方式。德國(guó)專(zhuān)家認(rèn)為貨架的最佳高度在15m、21m之間，美國(guó)克拉克公司認(rèn)為貨架高度在20擺布單位費(fèi)用最低.許多國(guó)家研究成果表明，自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的最佳高度取決于容量：讓容量在1000?4000t時(shí)，高度在12。6m,讓容量在6000t以上時(shí)，高度為16。2m。由此可見(jiàn)：各國(guó)對(duì)貨架最佳高度意見(jiàn)是相對(duì)一致的:即在15?20m之間。但隨著建設(shè)倉(cāng)庫(kù)土地的緊缺和倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)量需求的增大，自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的高度不斷增大，不少大型立體倉(cāng)庫(kù)高度已經(jīng)達(dá)到30m?50m,特殊在日本、德國(guó)等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，人口多，土地少，自動(dòng)化程度高，50m以上的自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的數(shù)量也呈激增態(tài)勢(shì)。貨架的最大長(zhǎng)度取決于一臺(tái)堆垛機(jī)在一條通道內(nèi)服務(wù)的貨位數(shù)目,大多數(shù)專(zhuān)家認(rèn)為一臺(tái)堆垛機(jī)行上、下貨的最佳長(zhǎng)度在80?120m為宜,為保持H/L=y/V均衡，推薦采用下列貨架高度和長(zhǎng)度的比值：H-=(1/61/4)L五、 堆垛機(jī)出/入庫(kù)能力計(jì)算堆垛機(jī)的工作循環(huán)時(shí)間是通過(guò)求解堆垛機(jī)從入庫(kù)工作臺(tái)開(kāi)始到達(dá)全部貨位時(shí)間的平均值計(jì)算得到的。堆垛機(jī)的循環(huán)時(shí)間有平均單循環(huán)時(shí)間和平均復(fù)合循環(huán)時(shí)間。平均單循環(huán)時(shí)間計(jì)算公式如下：￡m￡ntX2T=~~~1jk+2L+t.

smxn f'式中：r一一平均單循環(huán)時(shí)間(s)；j——貨架列數(shù)l、m；k一一貨架層數(shù)rn；t.k——堆垛機(jī)單邊運(yùn)行到某貨位的時(shí)間(S)tf——貨又取貨時(shí)間(S),即在出/入庫(kù)工作臺(tái)或者在貨位處貨物挪移的時(shí)間;q——浪費(fèi)時(shí)間(s)圖1單循環(huán)圖平均復(fù)合循環(huán)時(shí)間計(jì)算公式如下：Zntx2T,=~E~~+t4-t4-4L+t.

smxn tsfi式中:Td——平均復(fù)合循環(huán)時(shí)間(s)；tt——存取貨貨位之間挪移時(shí)間(s),存取貨貨位是隨機(jī)決定的，中間取貨平均時(shí)間防貨位不同而不同，但均小『型1次=小；近似計(jì)算可按堆垛機(jī)單邊運(yùn)行到某貨位的平均時(shí)間計(jì)算，由此公式變?yōu)椋汗?%X3T=00———+t+4t+t

smxnsf,ts一一出/入庫(kù)工作臺(tái)之間的位移時(shí)間(s),惟獨(dú)出/入庫(kù)工作臺(tái)不在同一位置時(shí)才會(huì)有。1-出/入庫(kù)一個(gè)工作臺(tái)；2一出/入庫(kù)工作臺(tái)分開(kāi)：3-出/入庫(kù)工作臺(tái)在不同層上圖2復(fù)合循環(huán)圖堆垛機(jī)基本出/入庫(kù)能力唧每小時(shí)入庫(kù)和出庫(kù)的裝載單元數(shù)。平均單循環(huán)時(shí)間的基本出/入庫(kù)能力：Ns=3600/Ts平均更合循環(huán)時(shí)間的基本出/入庫(kù)能力：Nd=3600/Tdx2堆垛機(jī)實(shí)際循環(huán)時(shí)間測(cè)試：測(cè)量從出/入口工作臺(tái)到如圖所示3個(gè)位置的單循環(huán)時(shí)間，取5次測(cè)量的平均值，即為堆垛機(jī)的單循環(huán)時(shí)間，測(cè)量值和計(jì)算值的誤差規(guī)定小于6%。圖3堆垛機(jī)單循環(huán)測(cè)試位置六、貨架總體尺寸確定貨架總體尺寸是指貨架長(zhǎng)、寬、高等尺寸，不同的客戶(hù)要求可能需要不同的規(guī)劃方法，下面介紹兩種確定貨架尺寸的基本方法。6.1靜態(tài)法確定貨架尺寸靜態(tài)法是根據(jù)倉(cāng)庫(kù)的最大規(guī)劃量來(lái)確定貨架的尺寸，即在已知倉(cāng)庫(kù)規(guī)劃好的貨架擺放位置長(zhǎng)、寬、高的前提下,盡可能的使貨位彌漫倉(cāng)庫(kù)。當(dāng)單位貨格尺寸確定后，貨架的總體尺寸與貨架的排數(shù)、列數(shù)、層數(shù)和巷道寬度有如下關(guān)系：貨架長(zhǎng)度L=貨格長(zhǎng)度a。x貨格列數(shù)m+立柱片寬度貨 U貨架寬度B.=（貨格寬度b。X2+巷道寬度+相鄰兩排貨架間距）x排數(shù)p貨 o高度H貨=H。+tHk+Hnk=l其中：巷道寬度=堆垛機(jī)最大外形寬度+（150?200）mm；H0為第一層貨架的高度，有堆垛機(jī)的高度決定；H.（k=l,2,...n1）為貨架的中間各層高度；KH為第n層貨架（頂層貨架）高度。n6.2動(dòng)態(tài)法確定貨架尺寸動(dòng)態(tài)法確定貨架尺寸，就是根據(jù)所要求的貨位總數(shù)Q、出入庫(kù)頻率以及所選堆垛機(jī)速度參數(shù)來(lái)確定貨架的總尺寸.以直線(xiàn)導(dǎo)軌，每一個(gè)巷道配備一臺(tái)堆垛機(jī)為例,已知總貨位數(shù)Q,出入庫(kù)能力N。，貨架最大高度H（或者貨架層數(shù)n）,貨格尺寸和堆垛機(jī)速度參數(shù)，描述動(dòng)態(tài)法確定貨架尺寸的過(guò)程,確定貨架的最佳布置和尺寸：在總貨位和貨架層數(shù)確定的前提下，最佳布置就是在能滿(mǎn)足出入庫(kù)頻率要求的至少的巷道數(shù)，這時(shí)配備的堆垛機(jī)數(shù)量至少，相應(yīng)的投資最小,具體步驟為：.假定巷道數(shù)S=l,則貨架列數(shù)可求:m=Q/2Sn；.根據(jù)層數(shù)n,列數(shù)m,貨格尺寸以及堆垛機(jī)的速度參數(shù)，計(jì)算每臺(tái)堆垛機(jī)平均作用周期Ts；.計(jì)算整個(gè)倉(cāng)庫(kù)的出入庫(kù)能力N,=Sx3600/，.比較N,和N。，如果N’VN所設(shè)計(jì)的貨架達(dá)不到出入庫(kù)能力要求，讓S=2,重復(fù)4的計(jì)算，直到“>N。為止，此時(shí)的巷道數(shù)為最佳巷道數(shù)。貨架的總體尺寸及布置確定后，再考慮理貨區(qū)尺寸、庫(kù)頂間隙、貨架間及貨架與建造物的安全距離等，即可確定倉(cāng)庫(kù)的總體尺寸。固然，貨架及倉(cāng)庫(kù)總體的設(shè)計(jì)還受,用地、空間、投資、自動(dòng)化程度的影響，故需要根據(jù)實(shí)際情況及經(jīng)驗(yàn)綜合考慮，不斷修改完善才干得到完美方案。七、總結(jié)根據(jù)以上分析，倉(cāng)庫(kù)的出入庫(kù)能力、堆垛機(jī)節(jié)拍計(jì)算與倉(cāng)庫(kù)的貨格、規(guī)劃、空間及投資密不可分，設(shè)計(jì)規(guī)劃自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)時(shí)，