往复式两向穿梭板系统研究

1研究背景及意义

随着国内经济的快速发展,商品的流通变得越来越快,因此各种生产原材料、生产工具以及产品的搬运、存储变得越来越引人注目,物流仓储系统就显得尤为重要。仓储物流大体上包含两个含义:一是利用企业自己建造的仓库或租用他人仓库进行产品、原料的储存,二是货物的物流运输工作等。

为提高仓库的使用效率,节约使用成本,"密集仓储"被更多的人提出和认可,而穿梭板的出现极大地提高了密集仓储系统的工作效率。穿梭板配合与之配套的货架构成了穿梭板货架系统,作为新的物流解决方案,其正在被广大物流企业所接受。因此,研究出一种高效率、高安全度、低成本的穿梭板控制系统具有很重要的现实意义。

2系统整体方案

2.1系统功能要求

穿梭板在立体仓库货架轨道上行走,与堆垛机或提升机对接时需高效、准确、稳定、安全地完成货物的存取工作,这就对穿梭板的机械结构和电气控制系统提出了一定的要求,具体如下:

(1)遥控器或手机控制终端可以和车载PLC进行无线通信,手机终端通过预先编制好的APP软件控制穿梭板的运行。

(2)系统具有手动、自动、联机自动操作模式,货物出入库方式包括以下三种:先进先出、先进后出、根据上位机调度指定任意货位的货物出库,以实现相应的仓储作业。

(3)穿梭板进行仓储作业的过程中,能自动探测前方是否有货以及前方是否有障碍物,货架轨道上设定了特殊的孔用来减速。

(4)在触摸屏或电脑终端会显示当前穿梭板的实际电量,当电量低于设定值时会声光报警,界面上显示当前穿梭板的运行状态。

(5)如穿梭板运行到达指定货位出现定位偏差,电气控制时需做补偿来弥补定位偏差。

(6)穿梭板进入提升机或堆垛机时,货架立柱边沿与提升设备之间的间隙过渡需使用8轮机构的穿梭板来减少卡轮现象。

2.2系统设计方案及工作原理

2.2.1穿梭板的机械结构

穿梭板主要由车架、驱动轮、随动轮、电池、驱动电机、顶升机构、无线通信、电气元件仓及各罩板组成,如图1~3所示。

2.2.2穿梭板控制系统的工作原理

本文研究的是密集存储系统中使用的往复式穿梭板,车体在与之配套的立体穿梭货架和堆垛机之间运行,堆垛机用来使穿梭板换层换巷道,穿梭板自身在巷道中来回往复运动,通过触摸屏或电脑终端可对穿梭板前进、后退、顶升、下降、停止等动作进行手动控制。穿梭板通过锂电池对直流电机进行供电,PLC控制电机进行驱动,通过电机旋转编码器和光电开关来控制穿梭板的直线行走定位和停止,通过接近开关来检测顶升机构的上、下限位,从而实现穿梭板的运行。

3系统电气控制设计

3.1电气硬件选型原则及要求

(1)先进性:采用国际、国内流行的先进成熟的技术和产品,适应技术发展需求,本地网络控制采用Net/IP协议通信。

(2)兼容性:能支持常用自控设备和通信接口、通信协议(Net/IP以太网等)。

(3)标准统一性:优先采用标准化产品和标准化设计方法。自动化物流系统工程选用器件相对统一,选用系统支撑软件一致,以实现标准化,利于集成和维修。

(4)易用性、易维护性:充分考虑操作使用、管理、维护的可视化、层次化,操作界面友好,操作步骤简练,系统维护简单。

(5)模块化、参数化:控制软件和程序采用模块化、参数化的设计方法。

(6)智能化、柔性化:提供系统控制和生产组织的智能化和柔性化功能。

（7)安全性、可靠性:采用有效措施,保证系统安全、正常、稳定、可靠运行。

(8)经济性:系统方案设计经济合理,具有较好的性价比。

(9)可扩展性:考虑到未来发展,设计时考虑系统的扩充和升级能力。

(10)环保节能性:选用节能环保型产品。

3.2电气软件控制原理及接线要求

电源及主回路控制图如图4所示。

外围设备接线通过接线端子引出,端子排标号要清晰明确,所有电线端子使用冷压接头:接线线号的标注采用由端子向内线号降序,模块标签标识清晰、规范:各回路线径的选型符合国家标准)指的是容量、功率、绝缘等级等)。

4结语

本文对目前密集仓储系统的主流设备穿梭板进行了研究,设计了系统总体结构方案,针对目前主流穿梭板的实际工作情况,对控制系统进行部分改进并对其工作原理、各部分功能及特点作详细介绍。在完成穿梭板整体设计的情况下,采用智能手机作为穿梭板的遥控装置,实现车体和遥控装置的双向通信,可与其他设备相配合提高物流作业的效率:在原有穿梭板低电量报警的基础上,增加了手机端的电能百分比显示,使系统更加人性化。