第六章-仓储技术与装备PPT课件.ppt

第六章仓储技术与装备 1 第一节自动化立体仓库概述 一 自动化立体仓库的概念自动化立体库 AS RS 是在不直接进行人工处理的情况下能自动存储和取出物料的系统 二 自动化立体仓库的特点1 高层货架存储 由于采用高层货架存储 使仓库面积得到充分的利用 存储量可达普通仓库的5 10倍 2 自动存取 运用机械和自动化设备 实现了自动存货和自动取货的功能 既提高了存取的效率 同时还能保障仓储管理人员的安全 3 计算机控制 采用计算机控制能有效防止信息处理的误差 同时还可以帮助控制库存水平 2 三 自动化立体仓库的构成自动化立体库是典型的几点一体化产品 其中包括机械 弱电 强电 控制 检测 计算机 网络以及工业总线方面的技术 是多学科的交叉和综合 在常规构成中 包括货物存储系统 货物输送与存取系统 控制与管理系统 消防警报系统 公用设施系统 称重及尺寸检测系统 3 1 货物存储系统货物存储系统是自动化立体库为存放货物而使用的所有设备及装置的总称 常用的装置和设备有高层货架 托盘及托盘式货箱等 在存储系统中 托盘与托盘式货箱的用量极大 是仓库中的重要基础件和消耗件 可以采用木结构 铁木结构和塑料等制作 仓库投产后 其便利性 使用寿命以及可维修性直接影响到运行成本 因此 在设计存储系统的初级阶段 就必须要合理确定托盘及托盘式货箱的结构 材质及尺寸 另外 高层货架也是存储系统中非常重要的组成部分 它的种类繁多 4 5 2 货物输送及存取系统输送系统 其功能是从入库口将货物输送至存取系统 以及从存储系统的搬运处将货物输送到仓库口 存取系统 将从输送系统来的货物存到指定货位上 以及将指定货位上的货物运送到输送系统上 存取系统中最具代表性的机械是堆垛机 3 控制与管理系统控制与管理系统是自动化立体库的核心 负责对库内物流 作业货位的选择 设备的使用等方面进行即时的控制和管理 该系统主要包括管理计算机 监控计算机以及设备控制器等 根据系统规模的大小和要求 配置的状况也存在差异 其中 管理计算机是自动化仓库的管理中心 分在线管理和离线管理两大部分 主要功能有出入库作业管理 设备管理 货格管理 盘库管理 财务管理等 监控计算机是自动化仓库的控制中心 控制和监视整个仓库的运行 根据管理计算机的命令来监视现场设备的运行情况 货物流向 并能进行故障检测和查询 设备控制器一般已经包括在堆垛机的控制系统中 我国堆垛机目前常用PLC 可编程控制器 作为单机控制的核心元件 6 存储系统 存取系统与输送系统关系示意图 输送系统 输送系统 存取系统 存储系统 7 4 称重机尺寸检测系统由于自动化立体库的发展越来越趋向于综合性 使库内经常存放的物品也较为多样 既有成品 又有零部件 其尺寸和重量也存在较大差异 为了便于归类 合理储存 因此在入库口或输送线的入口设置重量及尺寸的检测系统是非常必要的 称重装置一般分为动态称量和静态称量 动态称量一般采用的是动态电子秤 静态称量常用的是地磅 尺寸检测装置除了简单的限高 限宽外 还可设置五面激光扫描仪 不仅可以测出货物的大小 而且能检测出货物表面的突出异物 称重机尺寸检测系统通常和控制系统向连接 在检测到不符合规定的货物时 控制系统将发出提示 可将货物回流到检查整理工段 8 5 消防系统自动化立体库中由于库房面积大 工作人员少 内部设备多 货物存储密度大 所以 一般都采用自动消防系统 自动消防系统主要包括烟雾和温度检测装置 以及覆盖所有库区的喷淋群 当温度及烟雾超过规定范围时 由于执行机构将水货二氧化碳从喷淋头喷出 送达起火部位灭火 同时 现场声光报警器报警 以及向机房和消防站报警 执行机构如果采用水喷淋 则启动高压水泵将蓄水池的水打入喷淋头 如果采用二氧化碳 则打开喷淋阀喷出 9 6 公共设施系统公共设施系统是指除土建以外的库房所必要配套的设施 一般包括 1 供电系统 主要包括动力与照明的电源 应急电源 二路供电等 2 通风及采暖系统 通风及采暖的要求是根据所存放的物品提出的 对于设备 一般在 5 即可 二存储货物的要求差异较大 应根据要求来具体设置 3 其他设施 如中央控制室 办公室 更衣室 工具间 卫生间等 10 第二节货架 一 货架的分类 一 按建筑形式划分1 整体式 又称库架合一式 高层货架与建筑物结合为一个整体 此类货架的结构形式除了存储货物外 还能作为建筑物的支撑结构 由货架立柱直接承受屋顶荷重 其优点是基础抗震性好 多用于库房高的大于12M的自动化立体库 这类货架一般都需要配用巷道堆垛机存取货物 缺点是库房造价高 货架的结构形式不易改变 另外其防火要求高于同类库房 11 2 分离式货架 即货架与建筑物分离 在建筑物及地基基础完成后 再安装货架 当库存形式要求改变时 可重新进行货架的安装盒技术改造 灵活性强 由于建筑物与货架分别建造 因此总造价较整体式货架高 在现代物流系统中 存储型物流中心 吞吐量及储存量较大的仓库多采用整体式货架 而车间仓库 转运中心等多采用分离式货架 二 按货架的可动性划分1 固定式货架 1 托盘式货架 是以托盘单元货物的方式来保管货物的货架 一般采用叉车 堆垛机等进行装卸作业 是机械化 自动化货架仓库的主要组成部分 这种货架的刚性好 自重轻 层高也调节 成本低 安装方便 适合于大规模生产 目前是工业企业中最常用的货架类型 12 2 贯通式货架 是一种不以通道分割 连续性的整幢式货架 货架采用钢结构 钢立柱上一定位置有外向伸出的牛腿式水平突出构件 当托盘送入时 突出的构件将托盘底部的两边托住 使托盘本身起到横梁的作用 当托盘没有放入时 货架正面成为无横梁状态 就形成了若干通道 该货架的存储密度高 与一般货架相比 其存储量加倍 高度可达10m 但其缺点是存取性差 只能由外向内顺序取货 大多数情况下不能实现先进先出 因此每一巷道只适合储存同一种物资 而且还要求物资保管期限较长 13 3 重力式货架 又称托盘自滑式货架 存货通道由多组上下纵横并列的带坡度的重力输送滑道 或导轨 组成 货物托盘底部装有滑轮 存货时托盘从货架斜坡高端通过堆垛机或叉车送入滑道 逐个存放 取货时从斜坡低端取出 其后的托盘逐个向下滑动待取 这种货架的优点是空间率用率高 可达85 适用于易损货物和大批量同品种 短期储存的货物 缺点是要求托盘型号和货架相适应 另外 重力式货架的滑道不能太长 因为滑道越长 货架上下的死角越多 重力式货架适合货物品种不太多 而数量又较大的仓库 14 4 阁楼式货架 是一种充分利用高度空间的简易货架 如图3 4所示 当货架超过2m已上市 存取货物靠人工完成就比较困难了 必须借助梯子或其他的存取设备 如果在已有的货架基础上建造一个阁楼就能将货物存放在4 5m的高度 阁楼上货架一般可放轻货 小型物件或存储器长的货物 可用叉车或升降机把整箱货物送上阁楼 阁楼上可采用轻型小车搬运 货架内部的存取作业靠人工完成 阁楼式货架造价低 搭建方便 适用于旧库改造 缺点是存取作业效率低 15 5 后推式货架 利用叉车把后到的货物由货架前方存入 使后到的货物把原先的货物从货架前部推向后方 当前方取走货物后 由于货架的滑轨向前倾斜 后方的货物自动滑向前方补充空位 近年来这种货架开始被采用 其特点是 存储密度高 一般在深度方向有3个货位 最多可达5个 但其存取性较差 一般适用于少品种大批量货物的储存 16 2 活动式货架 1 移动式货架 将一组货架安装在移动支架上 货架可沿比不在轨道移动 其罪突出的优点是提高了占地利用率 移动货架只需一条通道就能解决若干排货架作业 按动按钮即可驱动货架 使其平稳移开 开启所需通道 开启一条通道只需30秒左右 对于一些轻便移动式货架也可改为人工手摇式带动齿轮来开启通道 而大部分装载货物的移动式货架都采用电动机驱动 移动式货架的特点是 尽可能多的利用空间 按土地面积计算有80 以上能用于存储 每种货物都能能直接存取 不受先进先出的限制 货架高度一般在6米以上 最高可达12米 制造成本较高 施工周期长 17 2 旋转式货架 又称回转式货架 适合储存少批量 多品种的货物 旋转式货架通过货格旋转 使货物移动到操作者面前便于存取作业 这种货架的储存密度大 和固定货架相比 可节省占地面积30 50 另外拣选货物效率高 差错率低 垂直旋转式货架 垂直旋转式货架类似垂直提升机 是在提升机构的两侧垂直支架的回转链轮上 间距相等低悬挂着斗式货格 可以正转或反转 其高度一般在3 9米左右 正面宽度为2 3米 层数可达10 40层 单元货位载重30 400KG 这种货架属于拣选型货架 占地空间小 存放品种多 货架上的货物可用隔板格成若干格 也可做成抽斗形式 根据需求而 可在货架正面 背面设置拣选台 18 整体水平旋转式货架如果存放的物品相对较重或者物品相同但包装单位不同 此时可采用整体水平旋转货架 这类货架由多列货架连结 每列货架分为若干层 每旋转一次便有一列货架旋至拣货面 可对这列货架的各层进行拣选 一般在进行成组拣选或顺序拣选时采用 但是由于其整体旋转时动力消耗大 不大适合于拣选频率太高的作业 多层水平旋转式货架 其外观与整体水平旋转货架相同 但货架在垂直方向可分层 每层可做独立旋转 每层都有驱动装置 这种货架适合小物品的存取 尤其是多品种货物更为方便 虽然存储密度大 但是容易管理 操作人家的位置固定 因此可以采用局部通风照明改善工作条件 19 二 货架的选型1 货架选型的原则 1 适应性原则 货架的核心是存放货物 因此首先应该适应储存货物的品种 规格和性能要求 能满足货物先进先出的要求 另外对于危险物资的存放应有特殊的保障措施 2 经济性原则 在满足使用要求的基础上尽量选择普通货架 以降低成本 3 安全可靠性原则 货架的刚度和刚性要满足载重量的要求 并有一定的安全余量 防治因货架损坏而造成存储货物的损伤 4 标准化原则 标准化的货架 能够适应物流系统一体化的要求 实现装卸 搬运等无缝连接 20 2 不同使用条件下的货架选型分析 1 仓库改造条件下的货架选型由于原有的堆垛储存仓库的高度比较低 若改建成货架储存仓库 就应当尽量采用中低层托盘式货架 一遍逐步实现机械化作业 另外 为了提高库存容量 也可以选择阁楼式货架 2 新建仓库的货架选型对于小型仓库 如果自动化要求不高 可以选择托盘式货架 重力式货架 贯通式货架或者移动式货架 对于自动化你要求较高的大型高层立体库 应选择托盘式货架或旋转式货架 3 固定式货架和活动式货架的选择固定货架的技术比较成熟 可以借鉴的应验很多 投资业相对较小 同时便于管理 因此目前得到了广泛的应用 但其灵活性较差 不便于改造升级 因此当仓库锁储存的货物属于多品种 小批量 以拣选作业为主的情况 且作业空间相对比较有限时 可以选择活动动式货架 21 3 根据不同货物类型的货架选型分析 1 轻小型货物 若采用人工存取货 则应选择高度在2 4米以下 深度在0 5以内的轻型货架 如果存放的是较贵重的轻小型物品或怕尘怕湿的精密物品 则可采用旋转式货架 也可采用小型带抽屉的货架 如果小型物品的品种繁多 出入库频繁 则可采用托盘式货架并配合堆垛机 拣选人员可乘坐堆垛机进行货架进行直接的手工存取 2 中型单元货物 这类货物可以储存的通用性较强的托盘式货架上 并配合巷道堆垛机使用 3 长大型物料 管料 型材 棒材等大型长尺寸金属材料或建材悬臂式货架存放 悬臂式货架可以分为单面和双面两种形式 一般采用金属制造 为了防止次奥利奥碰伤可以采用木质材料或橡胶进行衬垫 22 第三节有轨巷道堆垛起重机 有轨巷道堆垛起重机通常称之为巷道堆垛机 是自动化立体库当中的重要货物存取设备之一 巷道堆垛机的起重量一般在2吨以下 特殊需要可达10吨以上 使用高度在10 25米之间 高者可达50米 23 一 巷道堆垛机的分类1 按支承方式分类 1 地面支承型 堆垛机运行在地面铺设的轨道上 是最常用的堆垛机类型 2 悬挂型 堆垛机运行的轨道挂在巷道上部装设的翼缘上 一般适用于轻小型物体的堆垛工作 且一般自重较轻 悬挂型堆垛机有单列式和桥式两种类型 3 上部支承型 堆垛机运行的轨道铺设在货架的上部 一般 在巷道的地面不宜铺设地轨时使用 一般也只适用于轻小货品的存取作业 24 2 按用途分类 1 单元型堆垛机 针对托盘单元或货箱单元进行存取作业的堆垛机 这是自动化立体库中较常见的类型 2 机室同步型 操作人员乘坐堆垛机至指定的货格 人工在托盘或货箱内存取少量货物的堆垛机 这种堆垛机的载货台没有专门的机械存取装置 如货叉 3 拣选 单元混合型 是一种带有司机室的堆垛机 载货台既可以将货物整件存取 也可由操作人员从货格内拣选少量物品 是以上两种堆垛机的综合 25 3 按控制方式分类 1 手动式 四季在堆垛机上直接进行手动控制行走 起升 货叉机构伸缩 目前这种简易型的堆垛机仅有部分还在应用 2 半自动式 与手动控制的方式基本相同 而行走和起升位置的准确定位由自动控制完成 3 全自动式 在堆垛机机体上装有全自动控制装置 操作键盘设在堆垛机的巷道口前端或设在巷道堆垛机的司机室内 操作者站在巷道口或司机室操作键盘输入出入库指令 堆垛机便能自动完成出入库作业 这种方式称为单机自动 在此基础上 在堆垛机机体的控制装置上装上通信接口 将其与仓库计算机相连 通过计算机输入指令即可操作堆垛机作业 称为全自动堆垛机 26 4 按结构分类 1 单立柱型堆垛机 机体结构上只有一根立柱 在欧美 俄罗斯及东欧国家 一般起重量在2吨以下的堆垛机都采用这种单立柱结构 2 双立柱堆垛机 在机体机构上有两根立柱 在欧美 俄罗斯及东欧等国 起重量2吨以上的堆垛机即采用双立柱结构 而日本 韩国使用的堆垛机没有明确的限制 甚至有些厂商0 5吨以下的堆垛机也采用双立柱 我国主要受日本影响 没有严格的产品型谱 同样的起重量既有单立柱式也有双立柱式 27 二 巷道堆垛机的结构堆垛机的种类多样 结构形式也各不相同 但是其大体的构成基本是一致的 主要由金属结构 行走机构 起升结构 载货台 电气控制装置 存取货机构 安全保护装置等部分组成 1 金属机构 堆垛机的机架主要由上横梁 下横梁和立柱构成 整体结构形式高而窄 双立柱结构的机架由量很立柱以及上下横梁组成一个长方形的框架 这种结构的强度和刚性都比较好 适合起升重量较大且起升高度较高的场合 单立柱结构只有一根立柱和上下横梁组成 其重量较轻 结构紧凑 运行中司机视野好 但刚性相对较差 2 行走机构 堆垛机的前后行走靠行走机构带动两个承重车轮沿轨道运行 行走机构包括电动机减速机组 主动车轮 被动车轮以及房脱轨的水平导向轮 3 起升机构 起升机构用以驱动载货台垂直升降 起升机构主要由驱动装置 传动装置以及配重块等部件组成 驱动装置普遍使用电动机 而传动装置可以选择链式传动及钢丝绳传动等多种方式 28 2 行走机构 堆垛机的前后行走靠行走机构带动两个承重车轮沿轨道运行 行走机构包括电动机减速机组 主动车轮 被动车轮以及房脱轨的水平导向轮 3 起升机构 起升机构用以驱动载货台垂直升降 起升机构主要由驱动装置 传动装置以及配重块等部件组成 驱动装置普遍使用电动机 而传动装置可以选择链式传动及钢丝绳传动等多种方式 29 4 载货台 载货台是承载货物的装置 它可沿着起升导轨上升或下降 其上部装有货叉伸缩机构 滑轮组 货物异位检测装置等 5 存取装置 货叉是堆垛机存取货物的执行机构 由于货叉在存取货物时 向货架内深入的长度几乎等于货架本身的深度 所以一般货叉都采用三节式结构 下叉固定在载货台上 中叉和上叉可以像左右伸出 为了使货叉伸缩到位 保证准确的存取货物 在货叉上装有机械定位装置和电气定位感应开关组成的双重定位保护装置 6 电气控制装置 有电动驱动装置和自动控制装置组成 完成堆垛起重机的行走 升降 货叉伸缩等全部动作的控制 30 7 安全保护装置 1 货叉与运行 起升装置的联锁 在堆垛机行走或高速升降时 货叉机构的控制电路必须切断 避免开动货叉电动机使货叉伸出而造成事故 2 入库时货物要虚实探测 堆垛机到达某货格进行入库作业时 在伸叉存入货物之前 需要先探测货格内有无货物 以防双重入库 造成事故 探测器可以是反射式光电开关或机械式探杆 当探测货格内已有货物时 则停止送货 发出 双重入库 警报信号 3 钢丝绳松绳和过载保护 起升机构的钢丝绳通过弹簧固定在横梁上 用行程