自动仓储系统技术装备课件

第5章自动仓储系统技术装备教学目标●了解自动仑储系统的概念、特点和分类●明确自动仓储系统的组成●掌握自动仓储系统的存取工艺及相关设备的使用方法●掌握常见的巷道堆垛机的构造、作用及其特点第5章自动仓储系统技术装备第5章自动仓储系统技术装备5.1概述5.2自动仓储系统分类及发展趋势5.3自动仓储系统存取工艺5.4堆垛机械本章小结习题第5章自动仓储系统技术装备5．1概述

5.1自动仓储系统概念

自动仓储系统(As／Rs)也就是通常所指的自动化仓储系统，是由高层立体货架、堆垛机、输送系统、信息识别系统、计算机控制系统、通信系统、监控系统、管理系统等组成的自动化系统。“自动化高架仓库系统”/“自动化体仓库系统”5．1概述

5.1自动仓储系统概念

自动仓储系统主要功能和作用包括以下几个方面：1）仓储技术装备为货物的储存和保管提供可靠的环境和条件。2）仓储技术装备可以改善仓储作业条件，改变作业方式，减轻劳动强度。3）利用仓储技术装备可以实现仓储作业机械化和自动化，提高仓储作业速度和效率。4）利用仓储技术装备可以提高仓库储存能力，降低货物储存成本。5）利用现代化仓储技术装备可以提高仓储管理能力，扩展仓储系统服务功能。主要功能和作用包括以下几个方面：（1）自动化立体仓库的优越性1）可以提高仓库空间利用率。2）便于形成完善的生产物流系统，提高企业生产管理水平。3）加快货物存取，减轻劳动强度，提高生产效率。4）提高货物的仓储质量。5）提高储存物品的环境适应性，降低作业的难度。5．1．2自动仓储系统的特点（1）自动化立体仓库的优越性5．1．2自动仓储系统的特点（2）自动化立体仓库的缺点1）结构复杂，配套设施多，需要的基建和设备投资高2）货架安装精度要求高，施工比较困难，且施工周期长。3）储存货物的品种受到一定限制，对长、大、笨重货物以及要求特殊保管条件的货物必须单独设立储存系统。4）工艺要求高，对仓库管理人员和技术人员的操作技术和管理能力要求也较高。5）货物储存能力弹性较小，难以应付储存高峰的需求。

5．1．2自动仓储系统的特点（2）自动化立体仓库的缺点1）结构复杂，配套设施多，需要的基5.1.3自动仓储系统的构成自动仓储系统高层货架、货品搬运设备、控制和管理系统及相关公用设施等组成。通常把高层货架、堆垛机和自动控制系统称为自动仓储系统的3大标志硬性构成主要包括，土建、机械、电气3大类基础硬件设施。5.1.3自动仓储系统的构成自动仓储系统高层货架、货品搬1土建及公用工程设施

(1)厂房(2)消防系统。(3)照明系统。(4)通风及采暖系统。(5)动力系统。(6)其他设施；给排水设施、避雷设施和环境保护设施等1土建及公用工程设施

(1)厂房1）货架货架是用立柱、隔板或横梁等组成的立体储存物品的设备。货架在现代仓储系统中的功用主要有以下几个方面：1）可充分利用仓库空间，提高库容利用率，扩大仓库储能力。

2）保证货物存储质量，减少货物损失。3）货物存取方便，便于清点和管理，可以“先进先出”。4）便于实现仓储作业机械化、自动化，提高仓储作业的速度和效率。2机械设备

货架、托盘或货箱、搬运设备等组成。1）货架2机械设备

货架、托盘或货箱、搬运设备等组成。货架的分类分类方法类别按结构型式分层板式、托盘式、驶入式、重力式、悬臂式、阁楼式按存货形式分单件存放式、容器单元存放式、托盘单元存放式按货物承载方式分搁板式、横梁托盘式、无横梁托盘式（牛腿式）、悬臂式、抽屉式按运动形态分固定式、移动式、旋转式按功用分存储式、拣选式、陈列式按承载重量分轻型、中型、重型按高度分低层、中层、高层按制造方式分整体式、组合式货架的分类分类方法类别按结构型式分层板式、托盘式、驶

层板式货架层板式货架

组合式货架的基本构件和联接组合式货架的基本构件和联接

a）横梁式

b）无横梁式（牛腿式）托盘货架a）横梁式b）无横梁式（牛腿式）托盘货架

驶入式货架驶入式货架重力式货架结构原理示意图重力式货架结构原理示意图

单面悬臂

双面悬臂悬臂式货架单面悬臂

阁楼式货架阁楼式货架

a）人力摇动式b）电力驱动式

移动式货架a）人力摇动式垂直旋转式水平旋转式货架旋转式货架垂直旋转式水平旋转式货架

2）货箱、托盘

托盘和货箱是工厂实现集装单元化储运的一种货物装具。它的载重量和外形尺寸都是标准化的,它是储存和搬运的单元,采用集装单元储运方式具有装卸效率高,搬运方便,能堆垛储存提高仓库利用率,简化仓库管理,便于实现搬运和仓储设备机械化、自动化。2）货箱、托盘

托盘和货箱是工厂实现集装单元化储运的一种货3）搬运设备

在立体仓库中，常用的搬运设备有巷道式堆垛机、AGV、升降梯以及输送机等。其中，堆垛机是立体仓库中最为重要的运输设备，是立体仓库中主要的作业机械。3）搬运设备

在立体仓库中，常用的搬运设备有巷道式堆垛机、A3电气硬件设备立体仓库中电气硬件设备主要是指检测装置、控制装置、通信设备、监控调度设备等。1．检测装置检测装置是为了能对各种作业设备进行有效的控制，使作业系统安全可靠地运行。2控制装置通过控制装置完成位置控制、速度控制和方向控制等各种操作，使系统能达到所需的要求。3．通信设备4．监控调度设备3电气硬件设备立体仓库中电气硬件设备主要是指检测装置、控5.2.1自动仓储系统发展趋势1．按建筑形式分类

(1)整体式。货架既是储存货物的构件，又是建筑承重构件。它上部支承屋盖，4面保温墙板就形成了仓库建筑物。

(2)分离式。在仓库建筑物内独立地建起货架．货架与建筑物是分开的。这种形式适用于利用原有建筑物作库房5.2.1自动仓储系统发展趋势1．按建筑形式分类

2．接仓库存取方式分类（1）单元货架式仓库。货物先放在托盘或集装单元中，再装入单元货架式仓库货架的货格中。搬运机械对整个单元的货物进行搬运，完成入库、出库作业。

(2)拣选式仓库。这种仓库里，货物虽以单元化方式入库和储存，但出库时井非整个单元一起出，而是根据出库提货单的要求从货物单元中拣一部分出库。一种方式是仓库工人乘坐拣选式堆垛起重机或叉车到需要取货的货格前，从货物单元中拣选必要数量的货出库。另一种方式恰好相反．是用一般的巷道式堆垛机或其他搬运机械将所需货物单元整个搬运出巷道到拣选区，由工人选取必要的数量，然后将带有剩余货物的单元送回原址2．接仓库存取方式分类（1）单元货架式仓库。货物先放在托盘

3按仓库在生产和流通中的作用分类

(1)储存中心型仓库。货物以单元化形式入库之后，在货架上储存一定的时间。

(2)配送中心型仓库。在这种仓库里，各种货物先是各自以货物单元的形式储存在货架上。3按仓库在生产和流通中的作用分类(1)储存中心型仓库4按库房客量分类一般库容量在2000托盘以下为小型库：库容量公2000一5000托盘的为中型库；库容量在5000托盘以上的为大型库。可分为手动控制、远距离控制和电子计算机控制。5．按仓库作业的控制方式分类可分为一般型、低温型、高温型、防爆型和其他特殊型5种。6．按环境分类4按库房客量分类一般库容量在2000托盘以下为小型库：库容量5.2.2自动仓储系统发展趋势1.自动仓储系统发展加强相关标准制定托盘及货架大小的尺寸标准堆垛起重机吨位及速度参数标准立体仓库建设安全法规货架计算统一标堆。消防、环保标准。实行货物集中单元化有机会的开发仓库所用的配套产品5.2.2自动仓储系统发展趋势1.自动仓储系统发展5.2.2自动仓储系统发展趋势2.自动仓储系统发展趋势（1）自动化程度不断提高

(2)与工艺流程结合更为紧密。(3)储存货物品种多样化。

(4)提高仓库出入库周转率

(5)提高仓库运转的可靠性与安全性及降低噪声

(6)开发可供使用的拣选自动化设备和系统。5.2.2自动仓储系统发展趋势2.自动仓储系统发展趋势5．3自动仓储系统存取工艺货物储存系统货物存取和传送系统控制和管理系统供电系统消防系统称重系统信息通信系统5．3自动仓储系统存取工艺货物储存系统5．3．1自动仓储系统的存取作业系统1．入库作业系统货物单元入库时，由输送系统运输到入库台，货物进入射频识别读卡器能量范围时，电子标签携带的信息被读入，传递给中央服务器，控制系统根据中央服务器返回的信息来判断是否入库以及货位坐标，当能够确定入库时发送包含货位坐标的入库指令给执行系统，堆垛机通过自动寻址，将货物存放到指定货格。5．3．1自动仓储系统的存取作业系统1．入库作业系统

2．出库作业系统出库作业流程管理员在收到生产或客户的货物需求信息后，根据要求将货物信息输人上位管理机的出库单，中央服务器将自动进行库存查询，并按照先进先出、均匀出库、就近出库等原则生成出库作业，传输到终端控制系统中，控制系统根据当前出库作业及堆垛机状态，安排堆垛机的作业序列，将安排好的作业命令逐条发送给相应的堆垛机。2．出库作业系统出库作业流程管理员在收到生产或客户的货物需

3．自动拣选作业系统自动拣选是指分拣动作由自动机械手负责完成，电子信息输入后自动完成拣选作业，无需人工介人。3．自动拣选作业系统自动拣选是指分拣动作由自动机械手负5．3．2自动仓储系统的控制和管理系统5．3．2自动仓储系统的控制和管理系统控制系统一、控制方式

1.手动控制方式

用于出入库频率不高，规模不大的仓库。

2.半自动控制方式

这种控制方式，其控制设备除手动操纵器外，一般还设有简单的继电器逻辑控制装置。除自动停准功能外，还能自动换速、自动认址、自动完成货叉伸缩存取货物的功能，适用于出入库比较频繁，规模不大的仓库。

3.全自动控制方式

在机上便于地面操作的部位装有设定器，操作人员站在巷道口的地面，通过机上设定器，设定出入库作业方式和地址等数据。适用于出、入频率高，堆垛机台数不多且未配置输送机的中小规模（货位一般不超过2000个）仓库。

控制系统一、控制方式4.远距离集中控制方式

设定器安装在地面集中控制室内。操作者通过设定器设定出入库地址和作业方式，并输入到地面或机上的控制装置（多为计算机）中，经过计算和判断，发出堆垛机运行的控制命令，实现堆垛机的远距离集中控制。这种方式适用于出入库频繁，规模比较大，有多台堆垛机和输送机，仓库容量（货格数在2000个以上）较大的仓库，特别是低温、黑暗、有害等特殊环境的仓库。可以节省人力，改善劳动条件，提高仓库作业效率，但初始投资和维护费用较高。

4.远距离集中控制方式二、自动认址和定位

自动控制的堆垛机必须具有自动认址系统。自动认址系统可分为数字式和非数字式两大类，而数字式认址又可分为相对数字认址系统和绝对数字认址系统相对数字认址系统每个货格有一个列号和一个层号。当操作人员输入货格地址时，计数器里就记下了目的地址的列数和层数。从中减去堆垛机在接受这个作业命令时所处位置的列数和层数后，其差值就分别代表堆垛机从目前所处位置走到目的地址需沿巷道纵长方向经过的列数和沿垂直方向经过的层数。堆垛机沿巷道运行时，每经过1个货列就计1个数。计够了一定的数（离目的地的距离）就减速，到达了目的地就停止。在货台升降时，也用同样的方法认址。二、自动认址和定位

2.绝对数字认址系统

每一个货位的列数和层数分别用编码表示。堆垛机运行时就用相应的检测装置，对标号牌进行读数，检测所在的实际地址，然后送入地址运算程序与目的地址比较。当其差值为一定数值时即进行减速，差值为零时，发出机构停止的信号。

3.非数字式认址系统

在每个货格前装一个发号元件（如干簧管）。当堆垛机来到目的地址前时，磁场使堆垛机上的检测元件动作，堆垛机即能确认已到了目的地址。

第5章自动仓储系统技术装备课件自动仓储系统用来存取货物单元的设备主要是堆垛机械。

5．4堆垛机械堆垛起重机的分类方式1．按有无导轨划分按有无导轨划分，堆垛起重机可分为有轨堆垛起重机和无轨堆垛起重机。自动仓储系统用来存取货物单元的设备主要是堆垛机械。

5．4堆垛机的分类2．按自动化程度不同划分按自动化程度不同划分，堆垛起重机可分为手动、半自动和自动堆垛起重机。手动和半自动堆垛起重机上带有驾驶室；自动堆垛起重机不带驾驶室，采用自动控制装置进行控制，可以进行自动寻址、自动装卸货物。3．按高度不同划分按高度不同划分，堆垛起重机可分为低层型、中层型和高层型堆垛起重机。堆垛机的分类2．按自动化程度不同划分堆垛机的分类4．按驱动方式不同划分按驱动方式不同划分，堆垛起重机可分为上部驱动式、下部驱动式和上下部相结合的驱动方式。5．按用途不同划分按用途不同划分，堆垛起重机还可分为桥式堆垛起重机和巷道堆垛起重机。堆垛机的分类4．按驱动方式不同划分5.4.1巷道式堆垛机巷道式堆垛机是立体仓库中用于搬运和存取货物的主要设备。是随立体仓库的使用而发展起来的专用起重机。巷道式堆垛机的主要用途是在高层货架的巷道内来回穿梭运行。将位于巷道口的货物存入货格，或者取出货格内的货物送到巷道口。5.4.1巷道式堆垛机巷道式堆垛机是立体仓库中用于搬运和存取巷道式堆垛机的特点1、整机结构高而窄。采用有轨巷道式堆垛机的高架仓库货架很高，而货架巷道非常狭窄，堆垛机的宽度一般只与所搬运的单元货物的宽度相等。2、结构的刚度和精度要求高。堆垛机的金属结构设计除需满足强度要求外，结构的刚度和精度。制动时，机架顶端水平位移一般要求不超过20mm，结构振动衰减时间要短。载货台在立柱上的升降导轨的不垂直度一般要求不超过3～5mm。巷道式堆垛机的特点1、整机结构高而窄。采用有轨巷道式堆垛机的3、取物装置复杂。堆垛机配备有特殊的取物装置，常用的有伸缩货叉、伸缩平板，工作时，能对两侧货架作业，存取货物。4、堆垛机的电力拖动系统要同时满足快速、平稳和准确三个方面的要求。

5、安全要求高。必须配备齐全的安全装置，并在电器控制上采取一系列连锁和保护措施。

3、取物装置复杂。堆垛机配备有特殊的取物装置，常用的有伸缩货按支承方式分地面支承式堆垛机：悬挂式堆垛机：行走轨道铺设于地面上，上部导轮用来防倾倒或摆动。其行走机构安装在堆垛机门架的上部，地面上也铺设有导轨。1.有轨式巷道堆垛机按支承方式分地面支承式堆垛机：悬挂式堆垛机：行走轨道铺设于1.有轨式巷道堆垛机它是在中高层货架的窄巷道内进行作业的起重机，又称有轨堆垛机。结构特点如下：①整机结构高而窄：②堆垛机金属结构的设计除需满足强度要求外，还应具有足够的刚度和精度；②堆垛机配备有特殊的取物装置．常用的有伸缩货叉或伸缩平扳，能向两侧货格伸出存取货物；④其运行应同时满足快速、平稳和精巧3方面要求；⑤必须配备齐全的安全装置．井在电气控制上采取一系列连锁和保护措施。1.有轨式巷道堆垛机它是在中高层货架的窄巷道内进行作业的起重

无轨巷道堆垛机又称为高架叉车，是一种变形叉车。其机动性比巷道式堆垛机好。无轨巷道式堆垛机可分为上人式和不上人式两种，驾驶舱随门架同时上升称为上人式，优点是在任何高度都可以保持水平操作视线，保证最佳视野以提高操作安全性。同时由于操作者可以触及货架任何位置的货物，故可以同时用于拣货及盘点作业。2.无轨式巷道堆垛机无轨巷道堆垛机又称为高架叉车，是一种变无轨堆垛机起重能力：1000㎏堆高：5-12米无轨堆垛机有轨巷道式堆垛机与无轨巷道堆垛机比较：（1）有轨巷道式堆垛机采用钢轮在钢轨上运行，无轨堆垛机采用轮胎，因此轮压不同时会产生不同的变形量；（2）有轨堆垛机采用立柱，无轨堆垛机采用多级门架，货叉在水平和垂直方向上的定位精度不同。有轨巷道式堆垛机与无轨巷道堆垛机比较：（1）有轨巷道式堆垛机5.4.1巷道式堆垛机3.巷道式堆垛机的基本结构和分类5.4.1巷道式堆垛机3.巷道式堆垛机的基本结构和分类4、

有轨巷道堆垛机的结构组成

巷道式堆垛机由起升机构、运行机构、载货台及取货装置、机架以及电器部分组成。起升机构

一、升降机构

是使载货台垂直运动的机构。一般由电动机、制动器、减速机、滚筒或轮以及柔性件组成。常用的柔性件有钢丝绳和起重链两种。除了一般的齿轮减速机外，由于需要比较大的速比，因而采用蜗轮蜗杆减速机和行星减速机的也不少。起重链传动装置多数装在上部，常配有平衡重块，以减小提升功率。为了使起升机构结构紧凑，常常使用带制动器的电机。4、有轨巷道堆垛机的结构组成起升机构一、升降双立柱型巷道式堆垛机的结构双立柱型巷道式堆垛机的结构起升机构行走机构起升机构行走机构机架载货台及货叉机架载货台及货叉控制系统滑触线通讯装置检测装置缓冲垫控制系统滑触线通讯装置检测装置缓冲垫

货物单元承接装置通过钢丝绳或链条与起升机构联接。载货台可沿着立柱导轨上下升降。取货装置安装在载货台上，有司机室的堆垛机，司机室一般也在载货台上。第5章自动仓储系统技术装备课件

运行机构是堆垛机水平运行的驱动装置。一般由电动机、联轴器、制动器、减速箱和行走车轮组成。行走轮结构分有轮缘和无轮缘两种结构，有轮缘的车轮，当堆垛机货叉作业时，会对车轮产生啃轨力。所以为防止啃轨现象，多采用无轮缘车轮，并在下横梁底部安装侧面导向轮。

二、运行机构运行机构是堆垛机水平运行的驱动装置。一般由电动机、联三、载货台及取物装置

取物装置：根据托盘的形状，单元货物的尺寸与重量等。目前已设计出了各种取货装置，包括人力取货，采用电磁或真空吸盘的存取装置，利用动力输送机的存取装置，利用机械手的取货装置以及最普遍的伸缩货叉装置等，而最常用的是伸缩货叉取货装置。三、载货台及取物装置取物装置：根据托盘的形状，单元货物的尺

货叉装置是堆垛机存取货物的执行机构，装设在堆垛机载货台上。货叉可以横向伸缩，以便向两侧货格送入（或取出）货物。货叉根据其叉子的数量不同，可分为单叉货叉、双叉货叉和多叉货叉。最常见的是前两种，多叉货叉多用于特长货物的堆垛。

货叉装置是堆垛机存取货物的执行机构，装设在堆货叉一般采用三级直线差动式伸缩货叉，由上叉、中叉、下叉（固定叉）及起导向作用的滚针轴承等组成，以减少巷道的宽度，且使之具有足够的伸缩行程。货叉的动作包括伸叉、微起升（或微下降），收叉三个动作，货叉伸出（或收回）动作时，其速度也为双档变速。货叉伸缩速度一般为15m／min以下，高的可达

30m／min，在超过

10m／min时需配备慢速挡，在启动和制动时用。

货叉一般采用三级直线差动式伸缩货叉，由上叉、中叉、下叉（固定伸缩货叉的结构形式主要有两种：齿轮齿条及链传动。

这两种传动方式各有其优缺点：齿轮传动的传动精度较高，定位准确，但是齿轮传动方式的齿条加工困难，装配精度要求很高；而链传动方式虽然精度不高，但加工装配都比较容易。

伸缩货叉的结构形式主要有两种：齿轮齿条及链传动。这两种传动四、机架：(金属结构)

是堆垛机的主要承载构件，可分为单立柱和双立柱两种结构类型。一般都是由立柱、上横梁和下横梁三大部分组成。当堆垛机启动、停止及加减速运行时会产生惯性力，使立柱在巷道的纵向发生挠曲，整个金属结构成为振动体，其上部的振动较大。在巷道的垂直方向，立柱由于货叉作业时的弯矩作用而产生弯曲，使叉端挠度增大。当柱端振动和货叉前端的挠度超过极限值时，就成为堆垛机自动定位的障碍，所以堆垛机的金属结构应具有足够的强度和刚度。

四、机架：(金属结构)五．电气设备。

主要包括电力拖动、控制、检测和安全保护。在电力拖动方面，目前国内多用的是交流变频调速、交流变极调速和可控硅直流调速 对堆垛机的控制一般采用可编程序控制器、单片机、单板机和计算机等。堆垛机必须具有自动认址、货位虚实等检测以及其他检测。6.3巷道式堆垛起重机五．电气设备。6.3巷道式堆垛起重机六安全保护装置1堆垛机上每个电动机均设有过电流继电器对电动机进行过载保护。2堆垛机上设置了走行端点限位及升降端点限位传感器。3为防止空出库\重复入库等现象的发生，堆垛机上设置了对货架上货位\入出库位置上的货物检测传感器，以确认货位或入出库位置上的货物情况。4为防止货物尺寸与欲入库货位的尺寸不符，堆垛机上设置了货物尺寸检测传感器。5为防止堆垛机上货物坍塌情况的发生，堆垛机上设置了货物坍塌检测传感器。6堆垛机上设置了松链检测传感器，以检测提升链松链情况的发生。6.3巷道式堆垛起重机六安全保护装置6.3巷道式堆垛起重机7堆垛机上各有关动作及装置的电气连锁。8堆垛机控制盘上设置紧急停止按钮，以备在非常情况下切断堆垛机电源。9堆垛机上还设置有在异常状态下的声光报警装置。10堆垛机的行走和升降动作在如下情况下将被锁。货叉不居中、托盘或货物尺寸超限、货叉正在运行、升降的安全保险被启动、载货台提升和下降超出极限、行走至巷道端点、紧急制动被启动。11堆垛机货叉在如下情况下被锁定1堆垛机行走或升降时\行走定位时没达到定位精度\堆垛机紧急制动开关动作。12只有在过桥升起时，才能向堆垛机供电，过桥落下时堆垛机即自动断电，以确保设备和人身安全。6.3巷道式堆垛起重机7堆垛机上各有关动作及装置的电气连锁。6.3巷道式堆垛起重5.4.2堆垛机的主要技术参数及选择堆垛机的技术参数是表明堆垛机工作性能好坏的参数，一般包括质量参数、速度参数和尺寸参数装载重量--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。运行速度--水平方向上的行驶速度，一般为40-120米/分起升速度--垂直方向上的提升速度，一般为3-30米/分伸缩速度--存取货叉在进行叉取作业时的水平伸缩速度尺寸参数--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5.4.2堆垛机的主要技术参数及选择堆垛机的技术参数是表明5.4.2堆垛机的主要技术参数及选择

选型的主要内容有：类型选择、具体结构形式选择和技术性能参数的选择所需数量的确定性能价格比评价价和技术经济评估选型的基本要求是技术先进、经济合理、适合生产需要。5.4.2堆垛机的主要技术参数及选择

选型的主要内容有：选本章小结自动仓储系统又被称作自动化立体仓库，它是一种利用高层立体货架(托盘系统)储存物资。应用电子计算机控制管理和应用自动控制的堆垛机进行存取作业的仓库。通过本章学习，掌握自动仓储系统的组成、分类、特点和应用。重点介绍巷道式堆垛机的构成、分类。自动仓储系统作为重要的物流装备，如何合理规划和设，如何实现仓库与生产系统或配达系统的高效连接，成为21世纪的重要研究课题本章小结自动仓储系统又被称作自动化立体仓库，它是一种利用高层习题P176

(1)自动化立体仓库是由哪几部分组成的？自动化立体仓库有哪些类型？(2)简述自动仓储系统优点和未来的发展趋势。(3)简述自动仓储系统的出／入库作业流程。(4)有轨巷道堆垛机和无轨巷道堆垛机有哪些区别？习题P176(1)自动化立体仓库是由哪几部分组成的？第5章自动仓储系统技术装备教学目标●了解自动仑储系统的概念、特点和分类●明确自动仓储系统的组成●掌握自动仓储系统的存取工艺及相关设备的使用方法●掌握常见的巷道堆垛机的构造、作用及其特点第5章自动仓储系统技术装备第5章自动仓储系统技术装备5.1概述5.2自动仓储系统分类及发展趋势5.3自动仓储系统存取工艺5.4堆垛机械本章小结习题第5章自动仓储系统技术装备5．1概述

5.1自动仓储系统概念

自动仓储系统(As／Rs)也就是通常所指的自动化仓储系统，是由高层立体货架、堆垛机、输送系统、信息识别系统、计算机控制系统、通信系统、监控系统、管理系统等组成的自动化系统。“自动化高架仓库系统”/“自动化体仓库系统”5．1概述

5.1自动仓储系统概念

自动仓储系统主要功能和作用包括以下几个方面：1）仓储技术装备为货物的储存和保管提供可靠的环境和条件。2）仓储技术装备可以改善仓储作业条件，改变作业方式，减轻劳动强度。3）利用仓储技术装备可以实现仓储作业机械化和自动化，提高仓储作业速度和效率。4）利用仓储技术装备可以提高仓库储存能力，降低货物储存成本。5）利用现代化仓储技术装备可以提高仓储管理能力，扩展仓储系统服务功能。主要功能和作用包括以下几个方面：（1）自动化立体仓库的优越性1）可以提高仓库空间利用率。2）便于形成完善的生产物流系统，提高企业生产管理水平。3）加快货物存取，减轻劳动强度，提高生产效率。4）提高货物的仓储质量。5）提高储存物品的环境适应性，降低作业的难度。5．1．2自动仓储系统的特点（1）自动化立体仓库的优越性5．1．2自动仓储系统的特点（2）自动化立体仓库的缺点1）结构复杂，配套设施多，需要的基建和设备投资高2）货架安装精度要求高，施工比较困难，且施工周期长。3）储存货物的品种受到一定限制，对长、大、笨重货物以及要求特殊保管条件的货物必须单独设立储存系统。4）工艺要求高，对仓库管理人员和技术人员的操作技术和管理能力要求也较高。5）货物储存能力弹性较小，难以应付储存高峰的需求。

5．1．2自动仓储系统的特点（2）自动化立体仓库的缺点1）结构复杂，配套设施多，需要的基5.1.3自动仓储系统的构成自动仓储系统高层货架、货品搬运设备、控制和管理系统及相关公用设施等组成。通常把高层货架、堆垛机和自动控制系统称为自动仓储系统的3大标志硬性构成主要包括，土建、机械、电气3大类基础硬件设施。5.1.3自动仓储系统的构成自动仓储系统高层货架、货品搬1土建及公用工程设施

(1)厂房(2)消防系统。(3)照明系统。(4)通风及采暖系统。(5)动力系统。(6)其他设施；给排水设施、避雷设施和环境保护设施等1土建及公用工程设施

(1)厂房1）货架货架是用立柱、隔板或横梁等组成的立体储存物品的设备。货架在现代仓储系统中的功用主要有以下几个方面：1）可充分利用仓库空间，提高库容利用率，扩大仓库储能力。

2）保证货物存储质量，减少货物损失。3）货物存取方便，便于清点和管理，可以“先进先出”。4）便于实现仓储作业机械化、自动化，提高仓储作业的速度和效率。2机械设备

货架、托盘或货箱、搬运设备等组成。1）货架2机械设备

货架、托盘或货箱、搬运设备等组成。货架的分类分类方法类别按结构型式分层板式、托盘式、驶入式、重力式、悬臂式、阁楼式按存货形式分单件存放式、容器单元存放式、托盘单元存放式按货物承载方式分搁板式、横梁托盘式、无横梁托盘式（牛腿式）、悬臂式、抽屉式按运动形态分固定式、移动式、旋转式按功用分存储式、拣选式、陈列式按承载重量分轻型、中型、重型按高度分低层、中层、高层按制造方式分整体式、组合式货架的分类分类方法类别按结构型式分层板式、托盘式、驶

层板式货架层板式货架

组合式货架的基本构件和联接组合式货架的基本构件和联接

a）横梁式

b）无横梁式（牛腿式）托盘货架a）横梁式b）无横梁式（牛腿式）托盘货架

驶入式货架驶入式货架重力式货架结构原理示意图重力式货架结构原理示意图

单面悬臂

双面悬臂悬臂式货架单面悬臂

阁楼式货架阁楼式货架

a）人力摇动式b）电力驱动式

移动式货架a）人力摇动式垂直旋转式水平旋转式货架旋转式货架垂直旋转式水平旋转式货架

2）货箱、托盘

托盘和货箱是工厂实现集装单元化储运的一种货物装具。它的载重量和外形尺寸都是标准化的,它是储存和搬运的单元,采用集装单元储运方式具有装卸效率高,搬运方便,能堆垛储存提高仓库利用率,简化仓库管理,便于实现搬运和仓储设备机械化、自动化。2）货箱、托盘

托盘和货箱是工厂实现集装单元化储运的一种货3）搬运设备

在立体仓库中，常用的搬运设备有巷道式堆垛机、AGV、升降梯以及输送机等。其中，堆垛机是立体仓库中最为重要的运输设备，是立体仓库中主要的作业机械。3）搬运设备

在立体仓库中，常用的搬运设备有巷道式堆垛机、A3电气硬件设备立体仓库中电气硬件设备主要是指检测装置、控制装置、通信设备、监控调度设备等。1．检测装置检测装置是为了能对各种作业设备进行有效的控制，使作业系统安全可靠地运行。2控制装置通过控制装置完成位置控制、速度控制和方向控制等各种操作，使系统能达到所需的要求。3．通信设备4．监控调度设备3电气硬件设备立体仓库中电气硬件设备主要是指检测装置、控5.2.1自动仓储系统发展趋势1．按建筑形式分类

(1)整体式。货架既是储存货物的构件，又是建筑承重构件。它上部支承屋盖，4面保温墙板就形成了仓库建筑物。

(2)分离式。在仓库建筑物内独立地建起货架．货架与建筑物是分开的。这种形式适用于利用原有建筑物作库房5.2.1自动仓储系统发展趋势1．按建筑形式分类

2．接仓库存取方式分类（1）单元货架式仓库。货物先放在托盘或集装单元中，再装入单元货架式仓库货架的货格中。搬运机械对整个单元的货物进行搬运，完成入库、出库作业。

(2)拣选式仓库。这种仓库里，货物虽以单元化方式入库和储存，但出库时井非整个单元一起出，而是根据出库提货单的要求从货物单元中拣一部分出库。一种方式是仓库工人乘坐拣选式堆垛起重机或叉车到需要取货的货格前，从货物单元中拣选必要数量的货出库。另一种方式恰好相反．是用一般的巷道式堆垛机或其他搬运机械将所需货物单元整个搬运出巷道到拣选区，由工人选取必要的数量，然后将带有剩余货物的单元送回原址2．接仓库存取方式分类（1）单元货架式仓库。货物先放在托盘

3按仓库在生产和流通中的作用分类

(1)储存中心型仓库。货物以单元化形式入库之后，在货架上储存一定的时间。

(2)配送中心型仓库。在这种仓库里，各种货物先是各自以货物单元的形式储存在货架上。3按仓库在生产和流通中的作用分类(1)储存中心型仓库4按库房客量分类一般库容量在2000托盘以下为小型库：库容量公2000一5000托盘的为中型库；库容量在5000托盘以上的为大型库。可分为手动控制、远距离控制和电子计算机控制。5．按仓库作业的控制方式分类可分为一般型、低温型、高温型、防爆型和其他特殊型5种。6．按环境分类4按库房客量分类一般库容量在2000托盘以下为小型库：库容量5.2.2自动仓储系统发展趋势1.自动仓储系统发展加强相关标准制定托盘及货架大小的尺寸标准堆垛起重机吨位及速度参数标准立体仓库建设安全法规货架计算统一标堆。消防、环保标准。实行货物集中单元化有机会的开发仓库所用的配套产品5.2.2自动仓储系统发展趋势1.自动仓储系统发展5.2.2自动仓储系统发展趋势2.自动仓储系统发展趋势（1）自动化程度不断提高

(2)与工艺流程结合更为紧密。(3)储存货物品种多样化。

(4)提高仓库出入库周转率

(5)提高仓库运转的可靠性与安全性及降低噪声

(6)开发可供使用的拣选自动化设备和系统。5.2.2自动仓储系统发展趋势2.自动仓储系统发展趋势5．3自动仓储系统存取工艺货物储存系统货物存取和传送系统控制和管理系统供电系统消防系统称重系统信息通信系统5．3自动仓储系统存取工艺货物储存系统5．3．1自动仓储系统的存取作业系统1．入库作业系统货物单元入库时，由输送系统运输到入库台，货物进入射频识别读卡器能量范围时，电子标签携带的信息被读入，传递给中央服务器，控制系统根据中央服务器返回的信息来判断是否入库以及货位坐标，当能够确定入库时发送包含货位坐标的入库指令给执行系统，堆垛机通过自动寻址，将货物存放到指定货格。5．3．1自动仓储系统的存取作业系统1．入库作业系统

2．出库作业系统出库作业流程管理员在收到生产或客户的货物需求信息后，根据要求将货物信息输人上位管理机的出库单，中央服务器将自动进行库存查询，并按照先进先出、均匀出库、就近出库等原则生成出库作业，传输到终端控制系统中，控制系统根据当前出库作业及堆垛机状态，安排堆垛机的作业序列，将安排好的作业命令逐条发送给相应的堆垛机。2．出库作业系统出库作业流程管理员在收到生产或客户的货物需

3．自动拣选作业系统自动拣选是指分拣动作由自动机械手负责完成，电子信息输入后自动完成拣选作业，无需人工介人。3．自动拣选作业系统自动拣选是指分拣动作由自动机械手负5．3．2自动仓储系统的控制和管理系统5．3．2自动仓储系统的控制和管理系统控制系统一、控制方式

1.手动控制方式

用于出入库频率不高，规模不大的仓库。

2.半自动控制方式

这种控制方式，其控制设备除手动操纵器外，一般还设有简单的继电器逻辑控制装置。除自动停准功能外，还能自动换速、自动认址、自动完成货叉伸缩存取货物的功能，适用于出入库比较频繁，规模不大的仓库。

3.全自动控制方式

在机上便于地面操作的部位装有设定器，操作人员站在巷道口的地面，通过机上设定器，设定出入库作业方式和地址等数据。适用于出、入频率高，堆垛机台数不多且未配置输送机的中小规模（货位一般不超过2000个）仓库。

控制系统一、控制方式4.远距离集中控制方式

设定器安装在地面集中控制室内。操作者通过设定器设定出入库地址和作业方式，并输入到地面或机上的控制装置（多为计算机）中，经过计算和判断，发出堆垛机运行的控制命令，实现堆垛机的远距离集中控制。这种方式适用于出入库频繁，规模比较大，有多台堆垛机和输送机，仓库容量（货格数在2000个以上）较大的仓库，特别是低温、黑暗、有害等特殊环境的仓库。可以节省人力，改善劳动条件，提高仓库作业效率，但初始投资和维护费用较高。

4.远距离集中控制方式二、自动认址和定位

自动控制的堆垛机必须具有自动认址系统。自动认址系统可分为数字式和非数字式两大类，而数字式认址又可分为相对数字认址系统和绝对数字认址系统相对数字认址系统每个货格有一个列号和一个层号。当操作人员输入货格地址时，计数器里就记下了目的地址的列数和层数。从中减去堆垛机在接受这个作业命令时所处位置的列数和层数后，其差值就分别代表堆垛机从目前所处位置走到目的地址需沿巷道纵长方向经过的列数和沿垂直方向经过的层数。堆垛机沿巷道运行时，每经过1个货列就计1个数。计够了一定的数（离目的地的距离）就减速，到达了目的地就停止。在货台升降时，也用同样的方法认址。二、自动认址和定位

2.绝对数字认址系统

每一个货位的列数和层数分别用编码表示。堆垛机运行时就用相应的检测装置，对标号牌进行读数，检测所在的实际地址，然后送入地址运算程序与目的地址比较。当其差值为一定数值时即进行减速，差值为零时，发出机构停止的信号。

3.非数字式认址系统

在每个货格前装一个发号元件（如干簧管）。当堆垛机来到目的地址前时，磁场使堆垛机上的检测元件动作，堆垛机即能确认已到了目的地址。

第5章自动仓储系统技术装备课件自动仓储系统用来存取货物单元的设备主要是堆垛机械。

5．4堆垛机械堆垛起重机的分类方式1．按有无导轨划分按有无导轨划分，堆垛起重机可分为有轨堆垛起重机和无轨堆垛起重机。自动仓储系统用来存取货物单元的设备主要是堆垛机械。

5．4堆垛机的分类2．按自动化程度不同划分按自动化程度不同划分，堆垛起重机可分为手动、半自动和自动堆垛起重机。手动和半自动堆垛起重机上带有驾驶室；自动堆垛起重机不带驾驶室，采用自动控制装置进行控制，可以进行自动寻址、自动装卸货物。3．按高度不同划分按高度不同划分，堆垛起重机可分为低层型、中层型和高层型堆垛起重机。堆垛机的分类2．按自动化程度不同划分堆垛机的分类4．按驱动方式不同划分按驱动方式不同划分，堆垛起重机可分为上部驱动式、下部驱动式和上下部相结合的驱动方式。5．按用途不同划分按用途不同划分，堆垛起重机还可分为桥式堆垛起重机和巷道堆垛起重机。堆垛机的分类4．按驱动方式不同划分5.4.1巷道式堆垛机巷道式堆垛机是立体仓库中用于搬运和存取货物的主要设备。是随立体仓库的使用而发展起来的专用起重机。巷道式堆垛机的主要用途是在高层货架的巷道内来回穿梭运行。将位于巷道口的货物存入货格，或者取出货格内的货物送到巷道口。5.4.1巷道式堆垛机巷道式堆垛机是立体仓库中用于搬运和存取巷道式堆垛机的特点1、整机结构高而窄。采用有轨巷道式堆垛机的高架仓库货架很高，而货架巷道非常狭窄，堆垛机的宽度一般只与所搬运的单元货物的宽度相等。2、结构的刚度和精度要求高。堆垛机的金属结构设计除需满足强度要求外，结构的刚度和精度。制动时，机架顶端水平位移一般要求不超过20mm，结构振动衰减时间要短。载货台在立柱上的升降导轨的不垂直度一般要求不超过3～5mm。巷道式堆垛机的特点1、整机结构高而窄。采用有轨巷道式堆垛机的3、取物装置复杂。堆垛机配备有特殊的取物装置，常用的有伸缩货叉、伸缩平板，工作时，能对两侧货架作业，存取货物。4、堆垛机的电力拖动系统要同时满足快速、平稳和准确三个方面的要求。

5、安全要求高。必须配备齐全的安全装置，并在电器控制上采取一系列连锁和保护措施。

3、取物装置复杂。堆垛机配备有特殊的取物装置，常用的有伸缩货按支承方式分地面支承式堆垛机：悬挂式堆垛机：行走轨道铺设于地面上，上部导轮用来防倾倒或摆动。其行走机构安装在堆垛机门架的上部，地面上也铺设有导轨。1.有轨式巷道堆垛机按支承方式分地面支承式堆垛机：悬挂式堆垛机：行走轨道铺设于1.有轨式巷道堆垛机它是在中高层货架的窄巷道内进行作业的起重机，又称有轨堆垛机。结构特点如下：①整机结构高而窄：②堆垛机金属结构的设计除需满足强度要求外，还应具有足够的刚度和精度；②堆垛机配备有特殊的取物装置．常用的有伸缩货叉或伸缩平扳，能向两侧货格伸出存取货物；④其运行应同时满足快速、平稳和精巧3方面要求；⑤必须配备齐全的安全装置．井在电气控制上采取一系列连锁和保护措施。1.有轨式巷道堆垛机它是在中高层货架的窄巷道内进行作业的起重

无轨巷道堆垛机又称为高架叉车，是一种变形叉车。其机动性比巷道式堆垛机好。无轨巷道式堆垛机可分为上人式和不上人式两种，驾驶舱随门架同时上升称为上人式，优点是在任何高度都可以保持水平操作视线，保证最佳视野以提高操作安全性。同时由于操作者可以触及货架任何位置的货物，故可以同时用于拣货及盘点作业。2.无轨式巷道堆垛机无轨巷道堆垛机又称为高架叉车，是一种变无轨堆垛机起重能力：1000㎏堆高：5-12米无轨堆垛机有轨巷道式堆垛机与无轨巷道堆垛机比较：（1）有轨巷道式堆垛机采用钢轮在钢轨上运行，无轨堆垛机采用轮胎，因此轮压不同时会产生不同的变形量；（2）有轨堆垛机采用立柱，无轨堆垛机采用多级门架，货叉在水平和垂直方向上的定位精度不同。有轨巷道式堆垛机与无轨巷道堆垛机比较：（1）有轨巷道式堆垛机5.4.1巷道式堆垛机3.巷道式堆垛机的基本结构和分类5.4.1巷道式堆垛机3.巷道式堆垛机的基本结构和分类4、

有轨巷道堆垛机的结构组成

巷道式堆垛机由起升机构、运行机构、载货台及取货装置、机架以及电器部分组成。起升机构

一、升降机构

是使载货台垂直运动的机构。一般由电动机、制动器、减速机、滚筒或轮以及柔性件组成。常用的柔性件有钢丝绳和起重链两种。除了一般的齿轮减速机外，由于需要比较大的速比，因而采用蜗轮蜗杆减速机和行星减速机的也不少。起重链传动装置多数装在上部，常配有平衡重块，以减小提升功率。为了使起升机构结构紧凑，常常使用带制动器的电机。4、有轨巷道堆垛机的结构组成起升机构一、升降双立柱型巷道式堆垛机的结构双立柱型巷道式堆垛机的结构起升机构行走机构起升机构行走机构机架载货台及货叉机架载货台及货叉控制系统滑触线通讯装置检测装置缓冲垫控制系统滑触线通讯装置检测装置缓冲垫

货物单元承接装置通过钢丝绳或链条与起升机构联接。载货台可沿着立柱导轨上下升降。取货装置安装在载货台上，有司机室的堆垛机，司机室一般也在载货台上。第5章自动仓储系统技术装备课件

运行机构是堆垛机水平运行的驱动装置。一般由电动机、联轴器、制动器、减速箱和行走车轮组成。行走轮结构分有轮缘和无轮缘两种结构，有轮缘的车轮，当堆垛机货叉作业时，会对车轮产生啃轨力。所以为防止啃轨现象，多采用无轮缘车轮，并在下横梁底部安装侧面导向轮。

二、运行机构运行机构是堆垛机水平运行的驱动装置。一般由电动机、联三、载货台及取物装置

取物装置：根据托盘的形状，单元货物的尺寸与重量等。目前已设计出了各种取货装置，包括人力取货，采用电磁或真空吸盘的存取装置，利用动力输送机的存取装置，利用机械手的取货装置以及最普遍的伸缩货叉装置等，而最常用的是伸缩货叉取货装置。三、载货台及取物装置取物装置：根据托盘的形状，单元货物的尺

货叉装置是堆垛机存取货物的执行机构，装设在堆垛机载货台上。货叉可以横向伸缩，以便向两侧货格送入（或取出）货物。货叉根据其叉子的数量不同，可分为单叉货叉、双叉货叉和多叉货叉。最常见的是前两种，多叉货叉多用于特长货物的堆垛。

货叉装置是堆垛机存取货物的执行机构，装设在堆货叉一般采用三级直线差动式伸缩货叉，由上叉、中叉、下叉（固定叉）及起导向作用的滚针轴承等组成，以减少巷道的宽度，且使之具有足够的伸缩行程。货叉的动作包括伸叉、微起升（或微下降），收叉三个动作，货叉伸出（或收回）动作时，其速度也为双档变速。货叉伸缩速度一般为15m／min