自动化立体仓库货位可移动式货架研究

1、价值工程0引言目前大部分的自动化立体仓库均是由巷道堆垛机与刚性立体货架结合来实现仓储作业的,这种方式机械化程度高、吞吐能量大且有较强的应变能力,能适应企业所要求的多品种变形生产和随时变更生产计划的柔性生产需要12。在工业制造与物流行业中,还存在大量的传统仓库,如要建成目前常用的巷道堆垛机式的自动化立体仓库就要从土建工程着手,全部推倒重来,这样就限制了现有资源的利用,不利于传统式仓库向现代化仓库的转变,同时也造成了大量资源浪费。文献2中对基于无堆垛机的自动化立体仓库的结构与控制系统进行了研究,提出了一类采用货位可移动式货架系统的自动化立体仓库,本文主要讨论这一类立体仓库货架系统的结构与控制。1货

2、位可移动式货架系统结构目前货位能够移动的货架系统运行方式大多为整体货架系统移动的方式,其工作方式为货位固定,货架移动来实现货位的轮换,通过系统控制货位移至检货位置,实现进出货的管理。这类货架的转动能量消耗很大,运动的惯性较大,通常是采用与人员配合的方式来实现拣货操作。本文中所讨论的货位可移动式货架工作方式为货架的外框架固定不动,通过整套的传送装置来实现每个货位的移动。传送装置由滚筒输送机构成,其结构由传动滚筒、电机等结构部件组成,适用于各类箱式、托盘等货品的输送3。货架系统特点如下:货架采用分层制造,按需进行组装。其高度,宽度可按现场要求进行灵活处置,与现有的仓储库房结构有较好的兼容性;货架可

3、采取分层控制,控制灵活性好;货品的适应性强,可根据存储单位的大小来自动调整货架与货位的大小;外围货架不需要拖动,节省能源;控制系统实现方便,利于提高存取货效率,提高货物占位率;滚筒输送机构能够输送单件重量较大的物料,承受较大的冲击载荷。2控制对象及系统端口分配本文以3*3货架系统的控制为例来说明货架系统的工作过程与控制流程。货架系统由9个单层货架组合而成,为3层3列结构,每个货位地址的确定由旋转编码器来实现。货架部分含有多个控制对象:单层动力货架驱动电机9台;每层有进/出货输送机电机各1台,3层共有6台电机;平板式垂直输送机电机2台。根据系统控制要求,采用两台PLC 控制方案,一台PLC 用来

4、控制货架系统的外围设备,包括进出货的输送电机、平板垂直升降机等设备。另一台PLC 用来控制货架核心部分,即货位可移动式货架区。系统选择PLC 型号为FX2N-48MR-001。主机输入24点,输出24点,采用继电器输出方式4。用来控制外围输送设备的PLC 为PLC1,用于控制货位可移动式货架工作的PLC 为PLC2。工作系统设置了手动方式以方便进行调试或是故障情况下的运行,同时有网络工作自动运行方式。PLC1的X0X5端为进库输送机启动/停止控制输入端;X6X11端为出库输送机启动/停止控制输入端;X11X14端为进库垂直输送机电机启、停控制输入端;X15X18为进库垂直输送机位置信号输入端,

5、用于确认垂直输送机到达货架层数时的控制;X19X22为出库垂直输送机位置输入端;X23端为外围输送设备总停信号输入端。PLC1的输出端Y0Y5连接进/出货输送机电机接触器线圈;Y6Y9输出端连接进/出库垂直输送机电机接触器线圈;Y10Y12为进货输送机工作指示端;Y13Y15为进货输送机工作指示端;Y16Y17为进/出库垂直输送机工作指示端;Y18Y19为进/出货系统故障指示端;Y20为垂直输送机故障指示输出端,Y21为声音报警输出端,Y22Y23为备用端口。控制系统中第二台PLC 为整个货架部分的控制核心部件,自动化立体仓库货位可移动式货架研究Research on the Rack Mob

6、ile Stock Location of Automatic Storage吴钟鸣Wu Zhongming ;鞠全勇Ju Quanyong ;智淑亚Zhi Shuya ;卢军锋Lu Junfeng(金陵科技学院机电工程学院,南京211169(Jinling Institute of Technology ,Nanjing 211169,China 摘要:本文讨论了自动化立体仓库的货位可移动式货架系统,对这一类货架的结构与控制系统进行了说明,并讨论了货架系统的进出货流程与货架内货位轮换的工作流程。这一类货架系统可分层制造,按需组合,控制灵活性高,可以节省立体仓库成本,并提高货物存储效率。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.关键词:货位可移动式货架;控制系统;研究Key words :Rack Mobile Shelves ;Control System ;research中图分类号:TP273文献标识码:A文章编号:1006-4311(201031-0184-02基金项目:金陵科技学院科研基金项目(JIT-N-2008-008。作者简介:吴钟鸣(

9、1975-,男,江苏溧水人,讲师,硕士研究生,从事机械电子工程与自动控制技术等的研究。度变化范围都非常小仅仅只增加了0.83,而且变形量都仅仅只有0.5mm 多一点,因此说明该冷却水路的设计方案是可行的。 3结论通过AMI 的模流分析,可以使设计人员在设计之初预见很多仅仅凭借经验无法得到的信息,例如熔接痕和气穴是否会出现在产品的外观面上,冷却水路的设计是否可行,使塑料模具结构设计得到最优化,提高模具设计的效率和降低模具设计的风险。参考文献:1陈智勇.Moldflow 6.1注射成型从入门到精通J.电子工业出版社,2009:34-45.2吴柳机,张木青,彭智勇,黄广力.模具设计技能培训AutoC

10、AD 中文版2009J.·184·Value Engineering PLC2控制货位可移动式货架的运转,PLC 的I/0端口功能分配如下:X0X17端为1#至9#单层货架的启/停控制输入端;X18X23端为平移货架控制输入端,输入端为手动调整时的工作状态;Y0Y17连接系统1#9#货架控制电机的控制接触器线圈;Y18Y23连接系统1#6#平移货架电机的接触器线圈。3控制流程下面对于货位可移动式货架系统的工作流程控制进行说明,分别从进出货与货架内运行两个方面进行工作流程控制的设计。3.1货架进出货工作流程控制PLC1为自动化立体仓库的进出货输送系统控制,工作流程如下5:主控

11、程序开始运行,系统开始初始化;选择系统运行方式,如为手动,通过控制手动按钮进行控制进出货系统工作,直到相应位置;自动工作模式下,单先是判定货箱(料箱是否到达,到达后,根据系统要求进货输送机开始工作,到达要求位置后,垂直输送机将货箱送至相应层,并等待货架系统将货箱输送至最合理位置。在垂直输送机到达指定位置后,系统置标志位,主程序控制货架系统开始工作。如为出货工作,其工作过程正好与进货过程相反。PLC1控制主程序流程图如图1所示: 3.2货架货位系统工作流程控制PLC2控制整个自动化立体化仓库系统中的货位可移动式货架,整个货物的进出是由货位轮换的方式进行的,因此PLC2控制着每一个货架的运动。其控

12、制流程如下1:系统启动后,首先要判断要出货物的货箱位于哪个位置,是否位于货架系统的出货口;如果货箱未能位于货架系统的出货口,开始进行货位轮换工作,判断哪几个货架工作与货箱位置有关系;轮换工作结束后,立体仓库的进出系统开始工作,进入到PLC1的控制工作流程,完成出货工作。以下图2代表了某一种情况下的轮换过程,A 代表了要进行出货的货箱,经过图2的过程后,货箱到达了出货口的垂直输送机,任务完成。图2中,图(a 表示了初始位置,图(b 表示货箱A 到达货架边沿,图(c 表示货箱A 到达了货架系统中货箱A 所在层的平移货架,图(d 表示货箱A 进入了垂直输送机,工作过程结束。PLC1与PLC2的工作是

13、紧密联系在一起的,作为货位轮换工作流程是与要出货的货所处的位置所决定的,就本文中所讨论的货架模型而言,如图2所示的每个货位可移式货架有5个货位,则每一层即将有15个货位,整个货架系统就有45个货位,在PLC2控制时就将有45种可能,但是每一种可能,其所涉及的均为电机的运动。结合货架系统的货位编址系统,可以给出电机相应的工作信号。采用PLC 结合位置编码器的控制方式,是能够满足位置控制精度的。在此只给出PLC2的控制主程序流程图如图3所示。4结语本文介绍了一类立体仓库货位可移动式货架系统结构及控制流程,对过出货的控制流程进行了讨论。这一类货架系统的适应性比较好,系统的组合方便,有比较好的实践工程应用价值。参考文献:1谷岩,肖生苓,牟娌娜.关于货位可移动式货架立体仓库的探讨J.森林工程,2007,(4:94-96.2吴钟鸣,鞠全勇