时下,一种由网格上快速存取料箱小车组成的密集自动存取仓贮系统正在全球流行。
这种网格移动存取小车仓贮系统已应用于欧美的多个大型自动仓贮中,国内也开始引进了几个(美的旗下安得物流、北京某知名零售商及上海某公司),如英国最大的B2C电商就用这个系统运营了一个有几个足球场大的自动仓库,用了3000多个小车。 这种仓贮订单拣选方案可在 5 分钟之内装配好共计 50 件商品(如肉类,奶类,及其他等)的订单,而原有的装配中心需要 2 小时来完成这样的订单。这样的仓库能够每周处理 350 万件商品或者大约 65,000 份订单。仓库空间利用率较传统方案提高60%以上,这也是自动化浪潮逐渐席卷世界各国的完美案例。
这种密集存贮由5个部分组成:1、铝制网格轨道及立柱(网格大小与料箱匹配,如网格中心距705mm*480mm匹配料箱外尺寸为649*449*330mm,内尺寸600/400/310mm);2、总调度控制器(一个由PLC或工控机组成的小四方盒); 3、料箱(匹配相应网格及小车);4、可XY向前后左右移动的小车(单片机、PLC或工控机控制);5、人工或机器拣选台。
该存贮模式为:网格下直接层层堆叠商品料箱,多个可XY向移动的小车在立式存储货格顶部的铝制轨道上水平行走,存取料箱。每台小车有8个轮子,其中4个沿X轴方向行走,另4个沿Y轴方向行走。小车并不大,与存储料箱尺寸匹配。每台小车配有伸缩提升装置,能将料箱从每一垛中垂直提升至货格顶部。小车的提升装置有四条钢索可向下伸展,“抓取”这一垛中最上方的料箱。该方案为密集自动存取,库容效率较传统高出60%。
小车根据订单拣选站的需求,将料箱水平移动至“出货”位。料箱随后由提升索降至指定的拣选站台,操作员从中拣取需要的货物。确认拣选完毕后,一台空闲的小车将料箱提升到存储区的顶部,放在一个空闲的货位上,料箱重新回到存储货格内,但它并不会回到原先的货位,而是被放到了一个空闲料箱垛的顶层。每当拣选站需要取出货物,便重复这个流程。
料箱堆叠可5.28m高(16层330mm高料箱)。小车运行耗电功率为100W(图中B1黑车),图中白车为200W,小车刹车有能量回收机制。
该种小车由于耗电小,效率高,其存贮空间利用率较传统仓库提升60%以上,且可24小时自动化不间断工作,小车间互为备份,可靠度很高,很值得推广。关键是国内要有厂家生厂该型小车及调度控制器。
小车可能要有10个以上的独立电机,其中8个为轮縠电机(XY向各4个,直径4-5寸,宽度小于23mm),1个为钢丝绳提升卷扬电机,另外可能还需要一个为换向而提升另一方向轮组的换向电机。也许前面9个电机要用伺服电机或步进电机。X向或Y向4个轮应该是同步轮,不然很难控制定位精度(可能要2mm以下)。小车I/O点方面,各种光电避障及定位开关肯定少不了,预估I/O点可能会在32左右。
我想,调度控制器可考虑用如倍福工控机或如西门子S7-1500等各种高性能软PLC来做(安装有WMS仓贮管理系统、WCS仓贮控制系统、小车交通管制等软件),而我想问的是,这种小车其车载控制器用小型PLC(如西门子S7-1200、三菱、欧维姆等)控制可实现吗,还是要用S7-1500T这种有多个运动及同步轴控制才能胜任?或是用诸如STM32、51单片机较为合适?
图中列举了国外3种小车(8轮均为轮縠电机直接驱动,无机械传动装置,大小可以做得跟料箱差不多一样大 ),希望各位同仁能参考图中的小车外观结构及性能参数,发表一下这种网格XY向移动小车,其车载控制器宜什么控制器才比较经济实用。
另外,我也想知道,小车每个方向的4个独立驱动轮縠电机用步进电机还是伺服电机好?,4个轮子是否需要严格同步(小车定位误差应该要≤2mm)?没有同步轴运动控制功能的PLC或单片机能行吗?或者说四个电轮同时并联接到同一个驱动器就可达到同步和定位精度要求?目前国内的AGV多是舵轮或两轮差速驱动,不是XY四向直行小车,国内的四向穿梭车(音锋、音飞、凯乐士等)与本案小车类似,但少有四轮独立驱动,不存在四轮同步问题,难以参照引用,因此希望大 家能多多发表一下自已的方案和见解,谢谢!
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楼主发布的内容主旨为仓储中 小车存取自动化,不知道理解的对不对。
当前做自动仓储的公司很多,中高级的也在国内为较为常见,这是因为各硬件成熟的必然。那么从控制系统、硬件结构及数据维护等步骤的实施,精确化、稳定性、低成本必然是需要综合考虑。无论是控制系统、硬件设施和驱动,就物联网实施管理的框架,系统必然需要联网、主控宜采用单片机实施,稳定性高,散热容易设计,成本也必然得到保障。
当然开发团队熟悉那套系统才是决定的条件。在控制实施中,电机拖动和电能储备、自动充电等需要统筹考虑。
在同步性上采用伺服电机会更精确。但在电能的使用上也要综合考虑。