第二章仓储设施与设备

物流设施与设备2仓库进行生产和辅助生产作业以及保证仓库作业安全所必需的各种机械设备和设施的总称。用于仓库存取货物的各种机械设备和器具第2讲仓储设施与设备装卸搬运设备仓储机械设备容器设备储存设备辅助设备一、仓储货架二、堆垛起重机三、装卸堆垛机器人四、自动化立体仓库3学习要求了解仓储机械的类型熟悉各类货架的特点及用途熟悉堆垛起重机的类型及特点掌握自动化仓库的类型及优缺点熟悉仓储机械的选用原则4一、仓储货架货架的作用货架是指专门用于存放成件物品的保管设备种类多、数量大机械化、自动化货物清点、计量和存取都很方便，可以使存储货物做到先进先出充分利用仓库空间，提高库容利用率，扩大仓库存储能力采取防潮、防尘、防盗、防破坏等措施，可以保持存储货物的质量存入货架中的货物，互不挤压，物资损耗小，可完整保持物资本身的功能很多新型货架的结构及功能有利于实现仓库的机械化和自动化管理架式结构独立货位整洁排列质保措施现代技术5传统货架：层架、层格式、抽屉式、橱柜式…新型货架：旋转式、移动式、进车式、重力式

、托盘货架…通用货架、专用货架

钢货架、钢筋混凝土货架、木制货架和钢木合制货架

敞开式货架、半封闭货架、封闭式货架层架、层格架、橱架、抽屉架、悬臂架、栅型架固定式货架、移动式货架、旋转式货架、组合货架、可调式货架、流动储存货架低层货架(<5m),中层货架(5-15m),高层货架(>15m)重型货架(>500Kg),中型货架(150-500),轻型货架(<150Kg)一、仓储货架货架类型按可动性按制造材料按适用性按封闭程度按结构特点按发展水平

按货架高度每层载重量6入库出库常见货架旋转式货架托盘式货架单元货格式重力式货架驶入式货架层架悬臂式货架移动式货架阁楼式货架抽屉式货架一、仓储货架7分类适用：人工作业仓库的主要存储设备轻型层架多用于小批量、零星收发的小件物资的储存中型和重型货架配合叉车等工具储存大件、重型物资（一）层架主柱、横梁、层板构成分为数层，层间存放货物便于货物的收发存放物资数量有限层架存放重量层板安装

结构方式

重型层架、中型层架和轻型层架装配式：采用轻钢结构，机动灵活，多用于轻型货架固定式：层架结实坚固，承载力强，用于重中型层架固定层高和可变层高8（二）单元货格式货架结构及种类与层架相似层间用隔板分成若干格特点沿仓库宽度分为若干排每两排货架为一组各组货架间留有堆垛机进行存取作业的巷道沿仓库长度分为许多列沿仓库高度分为若干层形成储存货物的大量货格，货格的开口面向巷道适用：立体仓库中应用最为广泛

9（三）托盘式货架存放装有货物托盘的货架用托盘装载货物一个托盘占一个货位可实现机械化装卸作业便于计算机管理和控制选用考虑存储单元尺寸、重量仓库堆放层数以决定支柱和横梁尺寸10（四）重力式货架

属于贯通式货架，在单元格式货架基础上发展起来货架合并在一起，同层同列货物相互贯通，形成存放通道装入通道的货物单元靠重力沿无动力辊杠滑道下滑货物单元从入库端向出库端移动，低端取货每个单位存货通道只能存放同一种货物，先进先出11（四）重力式货架

特点单位库房面积存储量大：密集型货架出入库工具运距缩短：出入库位置固定保证作业先进先出：一个通道只存放同一种货物效率高且事故率低：叉车可直接进入货架每列存货通道作业大大缩小了作业面入库出库适用：比较适合于同类大批量货物的储存轻体小件物到集装托盘乃至小型集装箱应用在需大量储存货物或有拣选作业要求的场合12（五）驶入式货架又称进车式货架钢柱上有向外伸出的水平突出构件送入时突出构件拖住托盘底部两边托盘本身起架子横梁作用无托盘货物时货架正面成无横梁通道特点叉车直接驶入货架作业提高库容率及空间利用率叉车只能从架子正面驶入很难实现先进先出用途：每一巷道只宜保管同品种货物少品种大批量及不受保管时间限制13（六）旋转式货架旋转使货架上货物送到拣货点，再取出所需货物拣货路线短，拣货操作效率高占地面积小，储存密度大，易管理旋转方式：分层旋转式(各层分设驱动装置独立旋转)整体旋转式(整个货架是一个旋转整体)垂直旋转式水平旋转式适用：以分拣为目的的多品种小件物品的存取多层各自独立的旋转货架14（六）旋转式货架水平旋转式货架可在水平面内沿着一定的环形路线运行提取货物时，操作人员给出指令，相应的货架开始运转当装有该货物的货架到达拣选位置时，货架便停止运转操作人员即可从中拣出货物，然后再给出货架回位指令适用：出入库频率高、多品种拣选的配送中心等场所底部驱动顶部驱动CCCAAB15（六）旋转式货架垂直旋转式货架与水平旋转式货架的结构原理相似货架在垂直面内的旋转运动，既可以正转也可反转作业员发出取货指令，需取货物降到最下面的取货位置适用：特别适用于储存小件物品16又称动力货架，或流动货架将货架本身放置在移动导轨上货架底部设有驱动和传动装置，使货架沿着导轨移动存取货物时，移动货架，腾出通道，进行存取作业摇把驱动式电动式人力推动式（七）移动货架用途适用于库存品种多、出入库频率较低的仓库或库存频率高但可按巷道顺序出入库的仓库只需一个作业通道，广泛用于存放档案、文献、票据等17（八）悬臂式货架又称树枝形货架由中间立柱向单侧或双侧伸出悬臂而成悬臂可以是固定的也可以是可调节的一般用于储存长料货物,如圆钢、型钢、木板和地毯等18（九）阁楼式货架由低层货架承重，上部搭置楼板，形成一层新的库面或者由立柱承重，上部搭置楼板形成库面特点：可充分利用仓储空间适用：库房较高、货物较轻、人工存取且储货量大19（十）抽屉式货架货物储存在封闭的抽屉内，分层保管货架按列布置，抽屉可从货架中向巷道方向抽出用途：该货架具有防尘、防潮、避光等作用用于贵重物品如刀具、量具、精密仪器、药品的存放20（十一）货架的选型物品特性

选型原则存取性

出入库量搬运设备货物尺寸大小、外形包装等影响储存单位选用货物重量直接影响选用何种强度的货架高储存密度以牺牲货物的存取性为代价货架型式的选用需对各种因素统筹考量出入库量高低是存储设备选型时应考虑的重点货物存取作业是通过搬运设备来完成的，货架选用应同时考虑搬运设备的实用性21（十一）货架的选型因素项托盘货架驶入式流动式移动式自动立体仓库货架占用面积大小小小小存储密度低高高高高空间利用一般很好非常好非常好非常好存取性非常好差一般好非常好先进先出可不可可可可通道数多少少少多单位纵深货位数1最多15最多1512堆叠高度/m610101014出入库能力中小大小大按照系统化原则，从经济与效率视角，综合考虑选择22二、堆垛起重机堆垛起重机也称堆垛机在立体仓库通道内来回运行将位于巷道口的货物存入货架的货格或者取出货格内的货物运送到巷道口巷道式起重堆垛机有轨巷道式无轨巷道式中高层货架的窄巷道内作业自动化仓库的主要设备结构特点：整机结构高而窄配有伸缩货叉(或平板)取物装置满足快速、平稳和准确性要求

又称三向堆垛叉车或高架叉车是为高货架而特别设计的叉车主要区别：可自由沿不同路径水平运行不需要设置水平运行轨道可向前、向左及向右进行货物存取操作23有轨巷道堆垛起重机二、堆垛起重机运行机构起升机构存取货机构(载货台)：钢丝绳或链条连接起升机构可沿立柱导轨上下升降机架(车身)上横梁立柱下横梁24二、堆垛起重机设备名称巷道宽度作业高度作业灵活性自动化程度普通叉车最大<5m任意移动非常灵活一般为手动自动化程度低无轨巷道式堆垛起重机中5-12m可服务于两个以上巷道，并完成高架区外作业可进行手动、半自动、自动及远距离集中控制有轨巷道式堆垛起重机最小>12m只能在高层货架巷道内作业，必须配备出入库设备可进行手动、半自动、自动及远距离集中控制

立体仓库中的主要堆垛作业设备的性能比较：25二、堆垛起重机主要技术参数装载重量运行速度起升速度伸缩速度尺寸参数水平方向上的行驶速度，一般为40-120米/分垂直方向上的提升速度，一般为3-30米/分存取货叉在进行叉取作业时的水平伸缩速度堆垛机的外廓尺寸(长、宽、高)、起升高度、最低货位极限高度和货叉的下挠度等堆垛机能够装载的货物重量，一般为几十Kg到几t，而载重量为0.5t的堆垛机使用最广泛26三、装卸堆垛机器人按预先设定的命令完成上料、装配、装卸、码垛等作业码盘：机器人将放在载货台上的货物进行分类搬运：识别货箱的位置和尺寸，将其放到指定输送系统堆垛：根据计算机发出的入库指令完成堆垛作业拣选：根据出库信息完成拣选作业在搬运、拣选和堆码作业中完成决策，起专家系统作用适合有污染、高低温等特殊环境或反复单调作业的场合27三、装卸堆垛机器人驱动系统机器人结构控制系统执行机构检测传感系统为机器人提供动力的装置每一个关节设置一个驱动系统接受动作指令，准确控制关节的运动位置控制机器人按照规定的程序运动记忆指令信息，并向各驱动系统发出指令检测执行系统的运动状态和位置将执行系统的实际位置反馈给控制系统通过控制系统进行调整人工智能系统手部腕部臂部机身行走机构头部具有学习、记忆、逻辑判断能力抓取工件按规定运动速度和轨迹将工件送到指定位置然后放下工件

28三、装卸堆垛机器人作业特点用途广泛，用于搬运、装配等物流作业领域改变机器人软件系统即可使其实现新的操作依据软件系统自动地进行一系列的动作机器人的动作具有高度的精确性通用性

生产柔性

自动性

准确性

技术参数即负荷能力，正常运行速度时所能抓取的重量运行速度与机器人抓重、定位精度等参数关系密切最大运行速度<1.5m/s，最大回转速度<20转/分各运动部件在三维空间坐标轴上独立运动的可能状态每个可能状态为一个自由度机器人手部重复工作时能放在同一位置的准确度与位置控制、运动部件精度、抓取重量和运动速度相关抓取重量

运行速度

自由度

重复定位精度

程序编制与存储容量

代表机器人的控制能力存储容量大，则机器人的适应性强29四、自动化立体仓库自动化仓库与立体仓库的有机结合自动化仓库：由计算机进行管理和控制,不需人工搬运而实现收发作业的仓库立体仓库：高层货架配以货箱或托盘储存货物，用巷道堆垛机进行作业的仓库充分实现仓储作业的机械化、智能化高层货架、巷道堆垛机、自动分拣系统、出入库自动输送系统、自动控制系统、计算机仓储管理系统等组成可对集装单元货物实现自动仓储仓库由货架组成，货架间留有巷道30（一）自动化立体仓库的功能从供应方接受货物、收存入仓库的过程收货阶段将信息输入计算机，自动进行货物入库操作将货物自动存放到高层货架指定货位上的过程按货物的种类、性质、大小和包装形式来实行分区存放根据出库要求自动从仓库货架上取出所需货物的过程通常的取货原则是先进先出取出的货物按照订单的要求发往用户的过程发货时需要分拣、配货、配载等一系列业务流程自动收货

自动存货

自动取货

自动发货

信息处理随时统计和查询仓库的作业信息并打印其报表和单据例如可随时查询入库、出库、库存等信息31（二）自动化立体仓库的优缺点优点高层货架存储自动化存取计算机控制缺点基建投资高操作要求高配套要求高作业弹性较小存储区大幅度向高空发展，节省库存占地面积单位面积存储量达7.5吨/m2，普通仓库的5-10倍

使用机械和自动化设备，运行和处理速度快有效减少货物处理和信息处理过程中的差错合理分配货位，有效利用仓库存储能力便于清点和盘库货架安装精度要求高，施工周期长结构复杂，一次性资金投入大人员必须专门培训设备维护要求高储存货物的品种受一定限制配套设备多自动化设备数目固定运行速度调整范围不大32（三）自动化立体仓库的分类货架作为建筑物的支撑结构货架与建筑物形成一个整体货架与建筑物相互独立温度控制在5～40℃相对湿度控制在90％以下恒温仓库(温度按要求设计)冷藏仓库(温