往復(fù)式兩向穿梭板系統(tǒng)研究

1研究背景及意義

隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,商品的流通變得越來(lái)越快,因此各種生產(chǎn)原材料、生產(chǎn)工具以及產(chǎn)品的搬運(yùn)、存儲(chǔ)變得越來(lái)越引人注目,物流倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)就顯得尤為重要。倉(cāng)儲(chǔ)物流大體上包含兩個(gè)含義:一是利用企業(yè)自己建造的倉(cāng)庫(kù)或租用他人倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行產(chǎn)品、原料的儲(chǔ)存,二是貨物的物流運(yùn)輸工作等。

為提高倉(cāng)庫(kù)的使用效率,節(jié)約使用成本,"密集倉(cāng)儲(chǔ)"被更多的人提出和認(rèn)可,而穿梭板的出現(xiàn)極大地提高了密集倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的工作效率。穿梭板配合與之配套的貨架構(gòu)成了穿梭板貨架系統(tǒng),作為新的物流解決方案,其正在被廣大物流企業(yè)所接受。因此,研究出一種高效率、高安全度、低成本的穿梭板控制系統(tǒng)具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2系統(tǒng)整體方案

2.1系統(tǒng)功能要求

穿梭板在立體倉(cāng)庫(kù)貨架軌道上行走,與堆垛機(jī)或提升機(jī)對(duì)接時(shí)需高效、準(zhǔn)確、穩(wěn)定、安全地完成貨物的存取工作,這就對(duì)穿梭板的機(jī)械結(jié)構(gòu)和電氣控制系統(tǒng)提出了一定的要求,具體如下:

(1)遙控器或手機(jī)控制終端可以和車(chē)載PLC進(jìn)行無(wú)線通信,手機(jī)終端通過(guò)預(yù)先編制好的APP軟件控制穿梭板的運(yùn)行。

(2)系統(tǒng)具有手動(dòng)、自動(dòng)、聯(lián)機(jī)自動(dòng)操作模式,貨物出入庫(kù)方式包括以下三種:先進(jìn)先出、先進(jìn)后出、根據(jù)上位機(jī)調(diào)度指定任意貨位的貨物出庫(kù),以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)。

(3)穿梭板進(jìn)行倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)的過(guò)程中,能自動(dòng)探測(cè)前方是否有貨以及前方是否有障礙物,貨架軌道上設(shè)定了特殊的孔用來(lái)減速。

(4)在觸摸屏或電腦終端會(huì)顯示當(dāng)前穿梭板的實(shí)際電量,當(dāng)電量低于設(shè)定值時(shí)會(huì)聲光報(bào)警,界面上顯示當(dāng)前穿梭板的運(yùn)行狀態(tài)。

(5)如穿梭板運(yùn)行到達(dá)指定貨位出現(xiàn)定位偏差,電氣控制時(shí)需做補(bǔ)償來(lái)彌補(bǔ)定位偏差。

(6)穿梭板進(jìn)入提升機(jī)或堆垛機(jī)時(shí),貨架立柱邊沿與提升設(shè)備之間的間隙過(guò)渡需使用8輪機(jī)構(gòu)的穿梭板來(lái)減少卡輪現(xiàn)象。

2.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案及工作原理

2.2.1穿梭板的機(jī)械結(jié)構(gòu)

穿梭板主要由車(chē)架、驅(qū)動(dòng)輪、隨動(dòng)輪、電池、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、頂升機(jī)構(gòu)、無(wú)線通信、電氣元件倉(cāng)及各罩板組成,如圖1~3所示。

2.2.2穿梭板控制系統(tǒng)的工作原理

本文研究的是密集存儲(chǔ)系統(tǒng)中使用的往復(fù)式穿梭板,車(chē)體在與之配套的立體穿梭貨架和堆垛機(jī)之間運(yùn)行,堆垛機(jī)用來(lái)使穿梭板換層換巷道,穿梭板自身在巷道中來(lái)回往復(fù)運(yùn)動(dòng),通過(guò)觸摸屏或電腦終端可對(duì)穿梭板前進(jìn)、后退、頂升、下降、停止等動(dòng)作進(jìn)行手動(dòng)控制。穿梭板通過(guò)鋰電池對(duì)直流電機(jī)進(jìn)行供電,PLC控制電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng),通過(guò)電機(jī)旋轉(zhuǎn)編碼器和光電開(kāi)關(guān)來(lái)控制穿梭板的直線行走定位和停止,通過(guò)接近開(kāi)關(guān)來(lái)檢測(cè)頂升機(jī)構(gòu)的上、下限位,從而實(shí)現(xiàn)穿梭板的運(yùn)行。

3系統(tǒng)電氣控制設(shè)計(jì)

3.1電氣硬件選型原則及要求

(1)先進(jìn)性:采用國(guó)際、國(guó)內(nèi)流行的先進(jìn)成熟的技術(shù)和產(chǎn)品,適應(yīng)技術(shù)發(fā)展需求,本地網(wǎng)絡(luò)控制采用Net/IP協(xié)議通信。

(2)兼容性:能支持常用自控設(shè)備和通信接口、通信協(xié)議(Net/IP以太網(wǎng)等)。

(3)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一性:優(yōu)先采用標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品和標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)方法。自動(dòng)化物流系統(tǒng)工程選用器件相對(duì)統(tǒng)一,選用系統(tǒng)支撐軟件一致,以實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化,利于集成和維修。

(4)易用性、易維護(hù)性:充分考慮操作使用、管理、維護(hù)的可視化、層次化,操作界面友好,操作步驟簡(jiǎn)練,系統(tǒng)維護(hù)簡(jiǎn)單。

(5)模塊化、參數(shù)化:控制軟件和程序采用模塊化、參數(shù)化的設(shè)計(jì)方法。

(6)智能化、柔性化:提供系統(tǒng)控制和生產(chǎn)組織的智能化和柔性化功能。

（7)安全性、可靠性:采用有效措施,保證系統(tǒng)安全、正常、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。

(8)經(jīng)濟(jì)性:系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)合理,具有較好的性價(jià)比。

(9)可擴(kuò)展性:考慮到未來(lái)發(fā)展,設(shè)計(jì)時(shí)考慮系統(tǒng)的擴(kuò)充和升級(jí)能力。

(10)環(huán)保節(jié)能性:選用節(jié)能環(huán)保型產(chǎn)品。

3.2電氣軟件控制原理及接線要求

電源及主回路控制圖如圖4所示。

外圍設(shè)備接線通過(guò)接線端子引出,端子排標(biāo)號(hào)要清晰明確,所有電線端子使用冷壓接頭:接線線號(hào)的標(biāo)注采用由端子向內(nèi)線號(hào)降序,模塊標(biāo)簽標(biāo)識(shí)清晰、規(guī)范:各回路線徑的選型符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn))指的是容量、功率、絕緣等級(jí)等)。

4結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)目前密集倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的主流設(shè)備穿梭板進(jìn)行了研究,設(shè)計(jì)了系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)方案,針對(duì)目前主流穿梭板的實(shí)際工作情況,對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行部分改進(jìn)并對(duì)其工作原理、各部分功能及特點(diǎn)作詳細(xì)介紹。在完成穿梭板整體設(shè)計(jì)的情況下,采用智能手機(jī)作為穿梭板的遙控裝置,實(shí)現(xiàn)車(chē)體和遙控裝置的雙向通信,可與其他設(shè)備相配合提高物流作業(yè)的效率:在原有穿梭板低電量報(bào)警的基礎(chǔ)上,增加了手機(jī)端的電能百分比顯示,使系統(tǒng)更加人性化。