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1、自动化仓储设计与管理,山东大学现代物流研究中心 主讲：王胜力,巷道式堆垛起重机,巷道式堆垛起重机演示,巷道式堆垛起重机,通常按其结构型式、起重机支承方式和取货作业方式进行分类 1.按结构型式分类 (1)单立柱型 金属结构由一根立柱和上、下横梁组成(或仅有下横梁)；自重较轻，但刚性较差。一般用于起重量2吨以下，起升高度不大于16米的仓库。 (2)双立柱型 金属结构由两根立柱和上、下横梁组成一个刚性框架；刚性好，自重较单立柱大。适用于各种起升高度的仓库；起重量可达5吨或更大；适用于高速运行、快速起、制动。,分类,巷道式堆垛起重机,巷道式堆垛起重机,巷道式堆垛起重机,2.按支承方式分类 (1)地面支
2、承型 支承在地面轨道上，用下部车轮支承和驱动；上部设水平导向轮；运行机构布置在下部。适用于各种起重量和起升高度的仓库； (2)悬挂型 仓库屋架下装设轨道，起重机悬挂于轨道下翼缘上运行；仓库货架下部设导轨，起重机下部设水平导向轮靠在导轨上防止摆动过大；运行机构设在上部。适用于起重量较小、起升高度较低(不大于15米)的仓库；便于转移巷道。 (3)货架支承型 巷道两侧货格顶部敷设轨道，起重机支承在两侧轨道上运行；仓库货架下部设导轨，起重机下部设水平导向轮靠在导轨上防止摆动过大；运行机构设在起重机上部； 适用于起重量和起升高度均较小的仓库。,巷道式堆垛起重机,3.按作业方式分类 (1)单元型 以整个货
3、物单元出、入库；起重机载货台须备有叉取 货物的装置；适用于整个货物单元出入库的作业，或 者“货到人”的拣选作业；使用最广泛。 (2)拣选型 堆垛机上设司机室，由司机从货物单元中拣选一部分 货物出库；载货台上可以不设叉取装置，直接由司机 手工操作取货；适用于“人到货”的拣选作业；,巷道式堆垛起重机,巷道式堆垛起重机由起升机构、运行机构、货叉、伸缩机构、机架以及电气部分等组成,巷道式堆垛起重机,1 起升机构。 堆垛机的起升机构由电动机、制动器、减速机、卷简或链轮以及柔性件组成，常用的柔性件有钢丝绳和起重链等。卷扬机通过钢丝绳牵引载荷台作升降运动。 起升机构的工作速度一般在15m/min-25m/m
4、in,最高可达4m/min。不管先用多大的工作速度，都备有低速档，主要用于平稳停车和取存货物时的“微升降”作业。 在堆垛机的起重、行走和伸叉(叉取货物)三种驱动中，起重的功率最大。,巷道式堆垛起重机,运行机构。 在堆垛机的下横梁上装有运行驱动机构和在轨道地轨上运行的车轮。按运行机构所在的位置不同可以分为地面驱动式、上部驱动式和中间驱动式等几种。上部驱动式堆垛机又可分为支承式和悬挂式两种，前者支承在天轨上运行，堆垛机底部有两组水平导向轮。悬挂式堆垛机则悬挂在位于巷道上方的支承梁上运行。,巷道式堆垛起重机, 载货台及取货机构。 载货台是货物单元承接装置，通过钢丝绳或链条与起升机构联接。载货台可沿立
5、柱导轨上下升降。取货装置安装在载货台上，有司机室的堆垛机，其司机室也一般装在载货台上，随载货台一起升降。 取货装置一般是货叉伸缩机构。货叉由前叉、中间叉、固定叉以及导向滚轮等组成。货叉的传动方式主要有齿轮齿条和齿轮链条两种。货叉伸缩速度一般为15米/分以下,巷道式堆垛起重机,4机架。 机架由立柱和上、下横梁连接而成，是堆垛机的承载构件。机架有单立柱和双立柱两大类。 5电气设备。 主要包括电力拖动、控制、检测和安全保护。 在电力拖动方面，目前国内多用的是交流变频调速、交流变极调速和可控硅直流调速 对堆垛机的控制一般采用可编程序控制器、单片机、单板机和计算机等。堆垛机必须具有自动认址、货位虚实等检
6、测以及其他检测,巷道式堆垛起重机,控制方式 手动控制方式 半自动控制方式 自动控制方式 远距离集中控制方式,巷道式堆垛起重机,安全保护 货叉与运行、起升机构的连锁 入库时货物要虚实探测 钢丝声松绳过载时弹簧变形过大 载货台断绳保护 声光信号,自动输送设备,自动输送设备可以输送多种物品，短暂存储或分拣的一种理想设备，可输送各种板材、袋装件、箱装件、部件总成和各种集装单元货物，是仓储自动化系统的重要组成部分。 按照输送货物的类型分类 单元物品输送设备 散碎物料输送设备,单元物品输送设备,辊道式输送机 应用最广泛的一种输送机械 为保证货物在辊子上移动时的稳定性，该支承面至少应该接触四个辊子，即辊子间
7、距应小于货物支承面长度的1/4,辊道式输送机,辊道式输送机,辊道式输送机的转向装置,辊道式输送机,具有弯道的辊道式输送机,辊道式合流输送机,实现物料自动汇合输送。,辊道式分流（分拣）输送机,实现物料自动分类输送。,链式输送机,链式输送机有多种形式，使用非常广泛。 最简单的链式输送机由两根套筒辊子链组成。链条由驱动链轮牵引，链条下有导轨，支承着链节上的套筒辊子，货物直接压在链条上，随着链条的移动而向前移动。,链式输送机,通过承载链实现物料输送。,链板式垂直提升机,是一种新颖的连续输送机械，托住货物是一串互相铰接的链条,悬挂输送机,悬挂输送主要用于在制品的暂存，物料可以在悬挂输送系统上暂时存放一段
8、时间，直到生产或装运为止。这就避免了在车间地面暂存所造成的劳动力和空间的浪费。安全性是在悬挂输送系统设计和实施中应考虑的重要因素。,悬挂输送机,悬挂输送机,悬挂输送机,地链小车与普通悬挂输送机,搬运机器人,与其他输送设备结合使用，主要使用在下列场合： 在生产线的各加工中心或加工工序之间，采用搬运机器人或上下料机械手； 与叉车堆垛机结合使用，在出入库台卸货 与自动托盘码垛机结合使用，将托盘与货物码垛在一起,机 器 人,基本组成和功能：物流系统中的机器人作业系统主要由搬运机器人及周边设备组成。其主要功能是对物料进行码垛、拆码等搬运工作。,直角坐标机器人,圆柱坐标机器人,关节机器人,其他自动化设备,
9、往复穿梭车 遥控有轨自动车 RAV,往复式穿梭车,遥控有轨自动车,实现物料的密集性自动仓储。,红河自动化备件物流系统(RAV),实现备件自动存取，快速响应。,散碎物料输送设备,皮带式输送机 皮带式输送机是最广泛的散料运输机械。运输带的上分支是用来装卸物料的，运输带由托辊支承，靠驱动滚筒出的摩擦力带动。为了保证在驱动过程中运输带不打滑，必须使运输带保持足够的张力，为此需要设置张紧装置。,皮带式输送机,普通皮带输送机与吊挂管状带式输送机,提升机,斗式提升机是垂直散碎物料的连续运输机械。它的牵引件可以是运输带或链条。在牵引件上按一定的间距固定着很多料斗，驱动装置带动牵引件回转，料斗从提升机的底部抖起
10、物料，随牵引件上升到顶部后，绕过链轮或者卸料滚筒，物料从料斗内卸出。,斗式提升机,a)离心卸料式 b)导板卸料式 c)完全卸料式,空中移载车,、路线固定，出入库频率高 、受空间限制较小；噪音小、可靠性很高; 、直线输送时速度可高达180m/分，是普通输送机速度的10倍以上。,自动化仓库的搬运设备,叉车 叉车（Fork lift truck）是指具有各种叉具，能够对货物进行升降和移动以及装卸作业的搬运车辆。 叉车按照其动力种类可划分为电瓶和内燃机两大类（内燃机的燃料又分为汽油、柴油和天然气三种）,叉车,叉车,电瓶叉车和内燃机叉车比较表,平衡重式叉车,特点： 平衡性能好、稳定性高； 适合搬运一些较
11、重的货物。,侧面叉车,特点： 货叉和门架位于车体侧面； 适用于长大物料的装卸和搬运。,前移式叉车,门架（或货叉）可以前后移动； 运行时门架后移，使货物重心位于前、后轮之间，运行稳定,叉车,叉车车轮有充气和实芯两种 起重量 起升高度 起升和行驶速度 最小转弯半径,叉车的主要技术性能指标,拣选叉车,高位拣选叉车,托盘搬运车,托盘搬运车,自动导引车（AGV）,根据“物流术语” （GB/T 18354-2001）定义，自动导引车是指“能够自动行驶到指定地点的无轨搬运车辆。” AGVS是自动导引车系统，它由若干车辆沿导引路径行驶，独立运行的AGV组成。AGVS在计算机的控制下运行，并通过物流系统软件与生
12、产物流、配送中心等系统集成。,AGV小车(双叉推挽式),AGV小车(后叉式),主要用在自动化的各种仓库或车间机台之间多层或单层货物存取搬运工作，也可驶入货架巷道中存取作业,AGV小车(辊道式),AGV小车(牵引式),用牵引的方式完成物料的搬运,自动导引小车（AGV）,AGV发展历史 世界上第一台AGV是美国Barrett电子公司在20世纪50年代开发成功的，它是一种牵引式小车系统。小车跟随一条钢丝索导引的路径行驶，并具有一个以真空管技术为基础的控制器。,AGV发展历史（续）,到20世纪60年代和70年代，除Barrett公司以外，Webb和Clark公司在AGV市场中也占有相当的份额。在这个时
13、期，欧洲的AGV技术发展较快，这是由于欧洲公司已经对托盘的尺寸与结构进行了标准化，统一尺寸的托盘搬运促进了AGV的发展。欧洲的AGV技术于80年代初通过在美国的欧洲公司以许可证与合资经营的方式转移到美国。,AGV在我国的应用,我国AGV发展历史较短。北京起重运输机械研究所、清华大学、国防科技大学和华东工学院都在进行不同类型的AGV的研制并小批投入生产。 上海金山化工厂、华宝空调器厂、哈尔滨飞机制造厂、上海新车站邮政枢纽等，均采用了国外或国产的AGV。,AGV结构,AGV结构,AGV的导引方式,固定路径导引 自由路径（无固定路径）导引方式,1)电磁导引,(Electronic-Magnetic
14、Guided) 这是当前应用最广的AGV导引方式，大约90%的AGV系统采用此方式。这种导引方法需在路面下约50.8mm左右敷设一根金属导线，通以几千至几十千赫兹的低压、低频电流。该电流以导向线为圆心产生一个交变磁场，AGV上装有两个感应线圈，可以检测到磁场强弱，检测出来的信号经放大整流等环节，并以电压表示出来。,2）光学导引,(Politic Guided) 采用涂漆的条带来确定行驶路径的导引方法称为光学导引。AGV上有一个光学检测系统用于跟踪涂漆的条带。具体有两种导引原理。 利用地面颜色与漆带颜色之反差，漆带在明亮的地面上为黑色；在黑暗的地面上为白色。,3）磁带（磁气）导引,(Magnet
15、ic Guided) 以铁氧（磁体）与树脂组成的磁带代替漆带，以AGV上的磁性感应器代替光敏传感器，就形成了磁带导引方式,2自由路径导引,1)行驶路径轨迹推算导向法 2）惯性导航 3）激光导航导引,1)行驶路径轨迹推算导向法,在AGV的计算机中，储存着距离表，通过与测距法所得方位信息比较，AGV就能推算出从某一参数点出发的移动方向。 这种导引方式最大优点在于改动路径布局时的极好柔度，只需改变软件即可更改路径。,2）惯性导航,在AGV的导向系统中有一个陀螺仪，用于测量加速度，将陀螺仪的坐标调整成平行于AGV的行驶方向，当小车偏离规定路径时，产生一个垂直于其运动方向的加速度，该加速度立即为陀螺仪所
16、测得。,3）激光导航导引,在导引车顶部装置与一个沿360按一定频率发射激光的装置。同时，在AGV四周的一些固定位置上放置反射镜片。 当AGV运行时，不断接受从三个已知位置反射出来的激光束，经过简单的几何运算，就可以确定AGV的准确位置，从而实现导航导引。,AGV激光导航导引,AGV小车的激光导航导引原理,AGV叉车,叉起货物的AGV,AGV搬运车（AGV Tow Train）,AGV Tower Train,AGV装载车,AGV装载车内部结构,正在装载货物的AGV,自动起重设备,高架叉车又称作无轨巷道堆垛机，是一种变型叉车，对于作业不太频繁或临时保管，高度不太大的仓库以及为提高仓库储存能力，把现有仓库改造成
