本系统是一种密集式双向子母穿梭车自动存取仓储物流装置,主要由穿梭母车和穿梭子车及其行走轨道、轨道贯通式密集巷道货架、出入库升降机、子母车换层机、出库输送线、入库输送线、非接触供电、监控系统、仓储管理系统以及计算机控制系统等组成。
一、概述
穿梭式密集存储是目前普遍接受的高密度仓储模式。在穿梭式密集存储系统中,穿梭车可在贯通式货架的轨道上双向运行,通过与叉车或堆垛机配合,从而实现对密集存储货架内物资的存取作业。
穿梭式子母车(RGV+)自动化密集存取系统是在穿梭式密集存储系统的基础上设计出的一种新型仓储存取系统,其核心作业设备穿梭式子母车具有四向行走功能,穿梭母车不仅能够在垂直于贯通式货架轨道的横向轨道上双向行驶,还能利用穿梭母车上搭载的穿梭子车在其一侧或两侧的轨道贯穿式密集货架任意巷道内实现自动存取作业,增加了货架布局和库内作业的灵活性。由于它无需堆垛机即可实现自主作业,减少了堆垛机作业通道所占用的库房面积,是高密度密集存储和自动化仓储的发展方向,在烟草、冷链物流、医药等行业有着广泛的应用前景。
二、系统出入库作业流程
穿梭式子母车自动化密集存取系统是以托盘为物流单元的物流装置。整个物流过程实际上是由提升机?穿梭母车?穿梭子车之间相互接驳实现了物资的出入库作业。其物流过程包含货架外和货架内部两部分;货架外的由理货组盘、物资搬运作业人员和叉车完成,货架内的物资搬运由托盘提升机和穿梭式子母车(RGV+)协同完成。
入库作业流程: 物资到货→生成入库计划→理货组盘→叉车运输→分配入库货位→提升机换层→子母车接货运输→子车送达。
出库作业流程: 生成出库计划→分配出库货位→穿梭式子母车运输→升降机换层→叉车运输→物资出库/拆盘作业。
物资流量较大的仓库通常分时进行物资出入库作业,在入库作业中使用的组盘服务台、叉车、托盘升降机、穿梭式子母车(RGV+)与出库作业中使用的拆盘服务台、叉车、穿梭式子母车(RGV+)是同一套设备,出库托盘升降机一般单独设置。因此,应分别分析仓库物资出入库作业过程的设备要求,使设备配置能满足出入库作业需求。
三、系统主要设备
本系统是一种密集式双向子母穿梭车自动存取仓储物流装置,主要由穿梭母车和穿梭子车及其行走轨道、轨道贯通式密集巷道货架、出入库升降机、子母车换层机、出库输送线、入库输送线、非接触供电、监控系统、仓储管理系统以及计算机控制系统等组成。
3.1 穿梭式子母车(RGV+)
参数规格 |
RGV+500 |
RGV+1000 |
RGV+1500 |
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适用托盘 |
W1100~1250mm D800~1100mm |
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输送负载总重量 |
Max500kg |
Max1000kg |
Max1500kg |
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空载行走速度 |
1.5m/s |
1.0m/s |
0.5m/s |
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满载行走速度 |
1.3m/s |
1.2m/s |
0.9m/s |
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移载输送速度 |
0.2m/s |
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设备自重 |
Max 320kg |
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行走电机SEW380V |
1.5KW |
2.2KW |
3.7KW |
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移载电机SEW380V |
0.37KW |
0.55KW |
0.75KW |
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供电方式 |
非接触感应供电 |
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通讯方式 |
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与上位机 |
无线红外激光通讯 DDLS200 |
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与子车 |
无线红外激光通讯或WIFI |
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控制模式 |
手动/自动 |
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使用环境温度 |
-15℃-40℃ |
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运行噪音 |
≤65db |
参数规格 |
RGV+500 |
RGV+1000 |
RGV+1500 |
可用托盘规格 |
W1100~1250mm D800~1100mm |
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托盘类型 |
川字型、田字型,木制、塑料、钢制 |
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输送负载总重量 |
Max500kg |
Max1000kg |
Max1500kg |
行走方式 |
轨道式行走 |
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空车行走速度 |
1.1m/s |
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满载行走速度 |
0.9m/S |
0.7m/s |
0.5m/s |
顶升参数 |
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顶升单动时间 |
1.1s |
1.3s |
1.5s |
顶升行程 |
22mm |
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顶升后托盘与轨道间隙 |
13mm |
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设备自重 |
230kg |
238kg |
246kg |
行走驱动电机 |
Lenze 24V 200W |
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行走轮 |
Ф120mm 高性能聚氨酯轮 |
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顶升电机 |
Lenze 24V 370W |
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超级电容容量 |
33V 290F |
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充电时长、充电次数 |
40s 100万次 |
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通讯方式 |
无线红外激光通讯器DDLS200 |
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遥控方式 |
无线电频率433MHz 3.7V 1500mAh |
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运行噪音 |
≤60db |
3.4 升降机系统
3.5
RGV+穿梭母车供电系统
穿梭母车电力供给采用本公司研发的非接触感应供电系统。非接触式供电,依据电磁感应原理,给移动设备源源不断提供电力,输电线路和负载没有电气连接和物理接触。在RGV+行走轨道的一侧敷设利兹电缆,感应集电器安装在穿梭母车底板靠非接触供电线路一侧随穿梭母车往复移动,通过电磁感应产生电力。其既满足了设备高速移动需求,又解决了仓储环境中滑触式供电易产生接触磨损、火花、污染等缺点。
穿梭母车除了配有控制系统外,还配备了超级电容充电系统,通过设置在穿梭母车上的正负电极向穿梭子车提供滑触式安全防护式充电接口。
3.6
RGV+穿梭子车供电系统
穿梭子车电力供给采用超级电容这一新型储能技术。超级电容,也就是电化学双层电容,是近几年才发展起来的一种专门用于储能的特种电容器,是介于传统物理电容器和电池特性之间的一种新型储能器件。与传统的电解电容器相比,超级电容器的储能密度高、充电时间只需40秒、循环使用寿命长,其反复充电使用的极限寿命可以达到 10 0万次以上,是健康绿色环保型储能器件。所选用的超级电容组充满一次电可以满足穿梭子车0.2KW驱动电机按照1m/s速度行走150m来回,解决了传统蓄电池每天需频繁充电的难题,充分满足子车电力需求。
充电模式:由于穿梭母车设有充电系统和充电电极接口,穿梭子车底部设有与充电电极相对应的集电器。当穿梭子车返回穿梭母车时,穿梭子车集电器与穿梭母车充电电极弹性滑触连接,超级电容器能量管理系统自动选择快充或慢充模式。
四、RGV+穿梭车的安全运行控制
为了保证人身、货物及设备的安全,RGV+穿梭车配备有完善的硬件及软件的安全保护装置,RGV+本身还具有自诊断功能屏显。并在电气控制上采取一系列保护措施:
4.1从基本的电机控制角度,各电机均设有过流继电器对电机进行保护;
4.2 从RGV+安全运行控制角度,设置了行走端点限位及升降端点限位传感器;设置了行走高速强制切除功能,从而防止穿梭车运行至轨道两端附近时运行速度过快;设置了升降高速强制切除功能;防止顶升货物速度过快;
4.3 从出入库操作安全角度,为防止空出库、重复入库等现象发生,设置了出入库位置上的货物检测传感器;为防止货物尺寸与欲入库货物尺寸不符,设置了货物尺寸检测传感器;为防止货物坍塌情况的发生,RGV+穿梭车上设置了货物坍塌传感器;还设置了松链传感器,以检测松链情况的发生;
4.4 从安全报警角度,RGV+穿梭车和升降机控制箱上分别设置了紧急停止按钮,以备在非常情况下切断RGV+穿梭车和升降机电源,设置有异常状态下的声光报警装置,并用指示灯指示RGV+穿梭车工作状态。
五、实现与应用
穿梭式子母车(RGV+)自动化密集存取系统以一套三层入库升降移载机和一套三层出库升降移载机立体存储结构为例,根据仓库面积和仓储物资情况,可以设置N列、N个托盘货位。系统中采用3台RGV+穿梭车分别在每层各自的横向轨道上运行;RGV+穿梭车上的穿梭子车可以在轨道贯通式密集货架任意巷道来回穿梭。 RGV+穿梭车通过红外激光通讯方式与地面主站PLC通讯;地面主站PLC通过以太网与监控级计算机通讯,实现整个自动化仓库系统的联网与监控,并实现了联机自动、本机自动、半自动及手动四钟RGV+控制模式。
RGV+穿梭车通过激光绝对认址实现了测距、调速的数字化,确保了RGV+穿梭车运行精确、平稳;由于RGV+穿梭车运行灵活、速度较快的特点,使库台和货位地址变更、出入库操作更为高效、可靠。
◎基于RGV+穿梭车的高灵活性,货架可以设计成多层、多列,匹配对应层高的升降机,组成自动化密集存取系统。
◎在出入库物流频率允许的前提下,RGV+穿梭车可以通过换层升降机进行换层作业,以减少系统的投资。
◎RGV+中的穿梭子车还可以与叉车组合,构成一种半自动化仓储系统。叉车可将穿梭子车放置于任意巷道的任意货架层,多个巷道也可以共用一部穿梭子车,实资的存取作业
六、结语
RGV+穿梭式子母车自动化密集存取系统,通过集成可编程控制器、分布式现场总线、矢量变频调速、激光测距定位、无线红外激光通讯、无线射频识别(RFID)、非接触感应供电、超级电容储能等高新技术,实现了RGV+穿梭车的精确绝对认址与平滑调速。实际工程应用结果表明,该系统具有成本低、自动化程度高的特点,可以提升物资大批量批进、批出的作业效率,在同等面积仓库环境下比普通横梁货架布局托盘货位增加3倍,具有设备投资少、高性价比、集成度高、可扩展性强、低物流成本等优点,同时达到减员增效的目的,从而实现绿色节能环保的理念。