自动仓储系统技术

的 机械化及自动化管理
二、货架的种类 按货架形式的不同分：
1、通道式货架 • 货柜式货架 • 托盘货架 • 悬臂式货架 • 贯通式货架
三、几种典型货架 （一）移动式货架 1、设计原理：
每排货架有一个电动机驱动，由装置于货架下的 滚轮沿铺设于地面上的轨道移动。通过货架移动， 选择所需通道的位置，让出通道，由叉车装卸。 2、设计要求： （1）货架上应装有自动防碰安全设备。 （2）一般操纵按钮开关设在货架端部。有时用声
根据旋转方式不同可分：
• 垂直旋转式货架 • 水平旋转式货架
2、设计要求： 对于垂直旋转式货架： （1）货架可正转，也可以反转 （2）货架的高度在2m~6m之间 （3）正面宽度2m左右 （4）单元货位载重：100kg~400kg （5）回转速度：6m/分左右 对于水平旋转式货架（多层或整体）： （1）货架的最佳长度：10m~20m （2）高度2m~3.5m （3）单元货位载重200kg~250kg （4）可正转也可反转，而且各层可以独立旋转。
基础变形或基础在施工后的不均匀沿降，对货 架的受力和变形均极为不利。 一般要求货架基础地坪的沉降度变形不大于 1/1000。
• 为此采取： （1）整体式基础 （2）货架立柱与基础的联结以及起重机轨道与基
础的联结大多采用钢型基座。 （3）采用具有调平螺帽的钢板方法。
2、支撑系统 合理设置水平和垂直的支撑系统。 垂直面内的支撑系统在货格背面设置。 水平面内的支撑系统在货架顶部用水平衡架把整 个货架联成一体。 3、货架的材料 一般用：钢材（冷轧型钢）或钢筋混凝土制作
a．堆垛机起升机构的停准误差；
b．垂直位置检测片安装误差；
c．货叉微升和微降行程误差；
d．货物高度误差；
e．货架托梁(或横梁)的高度误差等。
二、仓库总体尺寸的确定
确定仓库总体尺寸的关键是确定货架的总体尺寸， 货架的总体尺寸也就是货架的长、宽、高等尺寸， 当货格尺寸确定后，只要知道货架的排数、列数、 层数和巷道宽度，即可计算出其总体尺寸：
5、采用自动化技术后，能较好地适应黑暗、有毒、 低温等特殊场合的需要。
• 例如：胶片厂储存胶片卷轴的自动化仓库，在完 全黑暗的条件下，通过计算机控制自动实现胶片 卷轴的入库和出库。
三、自动仓储系统发展趋势
1、自动化程度不断提高 采用可编程序控制器（PLC） 日本1991年投产的1628座自动化仓库中，64% 是计算机管理和控制的全自动化仓库。
• 下面以每个巷道配备一台堆垛机为例，说明用动 态法确定货架尺寸的方法。
2、设计要求： （1）储存托盘商品的重力式货架一般为2-4层。 （2）每格货架内设置重力滚道两条。
（滚道由左右两组辊轮、导轨和缓冲装置组成） （3）坡度一般为1.5~3.5% （4）滚道长度一般可存放5~12只托盘 （5）每个托盘载重量为500~1500公斤
3、适用对象 重力式货架的优点：
（1）能保证货物的先进先出。 （2）空间利用率极高。 （3）进出货时机械作业行程最短。 （4）使货架的货位“空缺”减至最少。 它的缺点：
3、适用对象：
总的来说，旋转式货架属于拣选型货架，主要适 用于小物品多品种，可达2000种以上（水平）、 1200种左右（垂直），出入库频率高的仓库。
• 垂直旋转货架还适用于存放长的卷状货物，如地 毯、地板革、胶片卷、电缆卷等。
• 如果仓库的空间利用不作为主要问题，而以便于 拣货和库存管理的目的出发，那么就显出旋转式 货架的优越性了。
（1）投资成本高，是普通货架的5~7倍 （2）对托盘及货架的制造加工要求高，日常维
护、保养要求也高。
• 适用于零进整出或整进整出，货物品种不太多而 数量又相对较大的仓库，应用配送中心、物流中 心以方便拣货作业。
（三）旋转式货架（回转式货架）
1、设计原理： 旋转式货架设有电力驱动装置（驱动部分可设于 货架上部，也可设于货架底座内）。货架沿着由 两个直线段和两个曲线段组成的环形轨道运行。 存取货物时，把货物所在货格编号由控制盘按钮 输入，该货格则以最近的距离自动旋转至拣货点 停止。
1、改造仓库货架的选择 由于仓库的高度较低，所以尽量采用中低层 托盘式货架，以便逐步实现机械化作业。
为了提高库容，也可以采用阁楼式货架。对 于小型零部件也可以采用屏挂式货架。
2、新建立体化仓库货架的选择 应根据储物的品种、规格、吞吐量和仓库 的规模以及仓库的高度进行合理的选择。
对于小型仓库，如果自动化程度一般，可以选择 托盘式货架、重力式货架和移动式货架；对于自 动化程度较高的大型高层立体化仓库，可以选择 托盘式货架或旋转式货架，以利于计算机控制。
3、按库房容量： 小型 容量在2000托盘 中型 容量在2000~5000托盘 大型 容量在5000以上，最大还有10多万托盘
4、按仓库存取方式分： （1）以货物单元存取的仓库
用带伸缩货叉的巷道式堆垛机 （2）拣选式仓库
人到货前拣选 货到人处拣选
二、应用自动仓储系统的优点
1、能大幅度地增加仓库高度，减少占地面积。 单位面积储存量：普通库：0.3~1； 立体库：2~15吨/m2
2、与工艺流程结合更为紧密。 在配送中心，自动化仓库与物品的拣选、配送相 结合成为分配中心的一个组成部分。
AS/RS高架仓库与生产企业的工艺流程密切结合， 成为生产物流的一个组成部分。
3、储存货物品种多样化 • 大到长6米以上，重4~10吨的钢板、钢管等
长大件，小到电子元器件的高架仓库，还 有专门用作汽车储存的高架仓库等均已出 现。
四、货架的设计和选型 （一）货架的设计要求和最佳货架高度分析
货架的基本设计要求 作为一种承重结构，货架必须具有足够的强度和 稳定性。 作为一项设备（尤其是对于自动和半自动控制的 立体仓库），货架必须具有一定的精度和在工作 载荷下的有限的弹性变形。 为了使货架在精度和刚性方面充分满足工艺要求， 应该从以下几个方面采取措施。 • 1、基础：是保证货架结构高精度的关键。
4、设计计算
立体货架的主要承载构件应采用GB700中的 Q235钢或GB1591的16Mn钢，立体货架按 正常工作载荷进行设计。
对于整体或货架还要进行风载荷、雪载荷 和地震载荷强度验算。
• 货架最佳高度分析 最佳高度的确定因素。 （1）与巷道长度的关系 （2）与库容量的关系 （3）与货物周转储存期关系 巷道长度和高度关系
• 长度L：货格长度X列数
• 宽度B=（货格宽度×2+巷道宽度）×排数／2
高度
n
H H0 Hi
其中H0为底层高度，iH1 i(i=1，2，……，n)为各层 高度，共n层。
巷道宽度=堆垛机最大外形宽度+(150~200mm)
动态法确定货架尺寸 动态法确定货架尺寸，就是根据所要求的出入库 频率和所选堆垛机的速度参数来确定货架的总体 尺寸。
2、提高仓库出入库频率 使用机械和自动化设备，运行和处理速度快，
提高了劳动生产率。
• 与同样存储量的平面仓库相比，人均吞吐量提高 了4.97倍。
3、由于采用了货架储存，并结合计算机管理，可 以很容易地实现先进先出，防止货物超期储存、 自然老化、变质、生锈。
4、提高仓库管理水平。 应用计算机进行库存管理，能及时准确的提供各 种业务数据作为决策、统计、编制计划等工作的 依据，对保证均衡生产、减少短缺间告急，实行 科学管理，起到重要作用。
音控制（叉车司机可在车上用声音遥控）。 （3）货架单元的长度或高度不宜超过轮距的6倍。
3、适用对象：
移动式货架仓库虽然储密度大，但由于货 架移动速度慢，工作周期长，设备结构也 较复杂，只适用于进出为不太频繁的保管 系统
（二）重力式货架
1、设计原理：
• 商品进库存放时，用叉车从货架（一端）后面将 托盘送入货格，货物单元能够在自重作用下，自 动地从入库端移动，直至通道的出库端或者碰上 已有的货物单元停住为止。位于通道出库端的第 一个货物单元被出库起重机取走之后，位于它后 面的各个货物单元便在重力作用下依次向出库端 移动一个货位。
2、宽度方向间隙(b3、b4) 前面间隙b3的选择应根据实际情况确定：对牛腿 式货架，应使其尽量小；对横梁式货架，则应使 货物不致因各种误差而掉下横梁。后面间隙b4的 大小应以货叉作业时不与后面拉杆发生干涉为前 提。
3、垂直间隙(h2、h4)
• 在确定垂直间隙时，上部垂直间隙h2应保证货叉 叉取货物过程中微起升时不与上部构件发生干涉。 一般h2≥货叉上浮动行程+各种误差。下部垂直间 隙h4应保证货叉存货时顺利退出，一般h4≥货叉厚 度+货叉下浮动行程+各种误差。影响h2和h4大小 的各种误差包括：
• 当单元货物的尺寸确定后，货格尺寸的大小主要 取决于各个间隙尺寸的大小。下面介绍各间隙尺 寸的选取原则。
1、侧面间隙 a3与a5的影响因素主要有，货物原始位置的停放 精度，堆垛机的停准精度以及堆垛机和货架的安 装精度等。精度越高，取值越小。侧向间隙a3一 般取50~100mm。对于横梁式货架，一般a5>a3； 对牛腿式货架，要求a4≥a3。
一、高架仓库的分类 1、按高层货架仓库的建筑形式分： （1）整体式：整体性好，结构重量轻，对抗
震也特别有利。 （2）分离式：施工安装比较灵活方便，当仓
库高度在12米以下和地面荷载不大 时采用。 2、按库房层高分： 高层 12米以上 立体库 中层 5~12米 一般10~20米较佳 低层 5米以下 在美国绝大多数13~18米，18米 以上只占10%
（二）货架的选型原则 1、实用性原则 首先应满足所储物品的品种、规格、尺寸和性能 的要求。 要满足物品先入先进的原则要求。 同时适合于配套机械的存取作业。 2、低成本高效益原则 3、安全可靠性原则（货架的强度和刚度要满足载 重量的要求，并有一定的安全余量） 4、尽量采用先进的技术原则。
（三）货架的选择
• 目前，提高拣选作业自动化程度的途径主要仍限 于计算机指导拣选，包括优选作业路线，自动认 址，提示拣选品种和数量等。