1、前言
自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)是一種用高層立體貨架存儲(chǔ)物資，用自動(dòng)控制堆垛機(jī)進(jìn)行存取作業(yè)，用計(jì)算機(jī)控制管理的倉(cāng)庫(kù)。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)除了具有傳統(tǒng)倉(cāng)庫(kù)的基本功能外，還具有分揀、理貨的功能，以及在不直接進(jìn)行人工處理的情況下，自動(dòng)存儲(chǔ)和取出物料的功能。其特點(diǎn)是以高層立體貨架為標(biāo)志，以成套先進(jìn)搬運(yùn)設(shè)備為基礎(chǔ)，以先進(jìn)的計(jì)算機(jī)控制為主要手段，高效率地利用倉(cāng)儲(chǔ)空間，節(jié)約時(shí)間和人力進(jìn)行存取作業(yè)。具有巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，因此被普遍的應(yīng)用到各種行業(yè)。
自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)具有廣闊的市場(chǎng)前景。它是集機(jī)械、電子、控制、計(jì)算機(jī)技術(shù)與一體，具有科技含量高、貨物存取效率高和自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)。從制造工廠、商場(chǎng)、機(jī)場(chǎng)、港口、到地下室都有不少立體倉(cāng)庫(kù)的身影。下面介紹鋁型材行業(yè)成品庫(kù)使用的一種自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)。
2、自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的構(gòu)成
自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的基本構(gòu)成除傳統(tǒng)倉(cāng)庫(kù)的庫(kù)房和貨架外，為了實(shí)現(xiàn)貨物的自動(dòng)存儲(chǔ)和取出，還需相應(yīng)的管理、控制及執(zhí)行系統(tǒng)。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的構(gòu)成可以用圖一表示：
其中貨架、堆垛機(jī)、出入庫(kù)臺(tái)和輸送系統(tǒng)屬于自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的硬件組成部分，管理和控制系統(tǒng)屬于其軟件組成部分。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)是一個(gè)系統(tǒng)，需要多種設(shè)備共同協(xié)作才能順利完成貨物的出入庫(kù)任務(wù)。下面就分別介紹這幾種設(shè)備。
2.1貨架
貨架是自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的重要組成部分，它提供料筐和鋁型材自動(dòng)存儲(chǔ)的空間。圖二是某鋁型材廠成品自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的截面示意圖。
該廠自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)車間長(zhǎng)72米，寬25米，高12米。中間巷道配1臺(tái)堆垛機(jī)，兩邊為高層貨架，貨架每排52列，高9層，兩排貨架共936個(gè)貨位，每個(gè)貨位放1筐鋁型材，可放鋁型材的最大長(zhǎng)度為7米，每筐鋁型材的最大重量是1200Kg，所以該倉(cāng)庫(kù)的庫(kù)存容量是1100噸。
貨架主體支撐采用定制方管，拉筋采用國(guó)標(biāo)碳素結(jié)構(gòu)鋼管，整個(gè)倉(cāng)庫(kù)主體支撐頂部與堆垛機(jī)頂部軌道全部采用H鋼網(wǎng)格狀連接，形成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)。每個(gè)貨位側(cè)邊和底部都安裝有導(dǎo)向輪，確保料筐進(jìn)出貨位時(shí)能夠平穩(wěn)順暢的運(yùn)行。
2.2巷道堆垛機(jī)
堆垛機(jī)是自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的重要設(shè)備，它是實(shí)現(xiàn)鋁型材自動(dòng)出/入庫(kù)作業(yè)的主要工具。堆垛機(jī)由電力驅(qū)動(dòng)，通過(guò)自動(dòng)或手動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)貨物的搬運(yùn)。它在高層貨架的巷道內(nèi)來(lái)回穿梭運(yùn)行，將位于入庫(kù)位的貨物存入貨架的貨位，或者相反，取出貨物送到出庫(kù)位。
堆垛機(jī)為4立柱式結(jié)構(gòu)，由升降機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)、伸縮機(jī)構(gòu)、輸送機(jī)構(gòu)、機(jī)架及電氣部分組成。堆垛機(jī)只有精確定位(誤差小于5mm)，才能有效地存取貨物，否則就可能碰壞貨架、貨物等，嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞堆垛機(jī)本身。
為了滿足工藝要求，又要提高工作效率，所以堆垛機(jī)的水平運(yùn)行有三檔工作速度，分別為高速(45米/分)、中速(20米/分)、低速(5米/分)，垂直升降速度分為兩檔，分別為40米/分、20米/分。堆垛機(jī)的電力控制采用變頻調(diào)速器控制。采用PLC對(duì)堆垛機(jī)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)尋址、與計(jì)算機(jī)之間的信息通訊等功能。
2.3出入庫(kù)臺(tái)及輸送系統(tǒng)
入庫(kù)臺(tái)為入庫(kù)的初始位置，鋁型材在裝好筐后，由行車吊到入庫(kù)臺(tái)上，才能進(jìn)行入庫(kù)操作。入庫(kù)臺(tái)由機(jī)架、輸送滾輪系統(tǒng)、二位條碼識(shí)別系統(tǒng)等組成。
輸送機(jī)構(gòu)是把入庫(kù)臺(tái)的貨物輸送到堆垛機(jī)可以取到的位置，或者由堆垛機(jī)出庫(kù)的位置輸送到出庫(kù)臺(tái)上。輸送機(jī)構(gòu)由機(jī)架、輸送滾輪系統(tǒng)和料筐定位系統(tǒng)組成。
出庫(kù)臺(tái)與入庫(kù)臺(tái)剛好相反，結(jié)構(gòu)組成功能一致。
2.4管理和控制系統(tǒng)
本系統(tǒng)采用西門子PLC與一臺(tái)上位監(jiān)控機(jī)組成一個(gè)上位連接式PLC網(wǎng)絡(luò)，每臺(tái)PLC控制一臺(tái)堆垛機(jī)。配置遠(yuǎn)程I/O系統(tǒng)，遠(yuǎn)程主、從I/O單元接口采用RS-485總線標(biāo)準(zhǔn)，通訊距離達(dá)到300米。把帶有CPU模塊、LK202通訊模塊及遠(yuǎn)程I/O主單元RM201模塊所構(gòu)成的主站放在主控室內(nèi)，把帶有遠(yuǎn)程I/O從單元RT201模塊、輸入輸出模塊的從站放到堆垛機(jī)上，使?jié)M足通信要求。一臺(tái)或多臺(tái)堆垛機(jī)均由上位監(jiān)控機(jī)控制，只需在上位機(jī)調(diào)用入庫(kù)單/出庫(kù)單的子程序或人工輸入入庫(kù)單/出庫(kù)單，堆垛機(jī)便自動(dòng)完成裝卸任務(wù)。當(dāng)因?yàn)槟撤N故障系統(tǒng)不能正常工作時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警，此時(shí)可半自動(dòng)或手動(dòng)操作，同時(shí)系統(tǒng)還提供了16位數(shù)字顯示及鍵盤(pán)輸入和人機(jī)界面，具有顯示、監(jiān)視、操作、控制功能。
3、作業(yè)流程
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