第二讲自动化立体仓库

（四）自动导引搬运车（AGV）
自动导引搬运车简称AGV(Automatic Guided Veh icle)是装备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿 规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功 能的运输小车，是自动化物流系统中的关键设备之一 。
AGV是在计算机和无线局域网络的控制下，经磁 、激光等导向装置引导并沿程序设定路径运行完成作 业的无人驾驶自动小车。AGV具有安全保护以及各种 移载功能，采用电池驱动（交、直流），为现代制造 业物流和自动化立体仓库提供了一种高度柔性化和自 动化的运输方式。
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气缸侧推式辊柱分拣机
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链条带动式辊柱分Leabharlann Baidu机
作业时，货物由辊柱式 输送机带动，当货物到 达分拣位置时，链条带 动辊柱式分拣机将货物 托至辊柱式输送机，完 成分拣。
1－辊柱式分拣机 2－链条 3－辊柱式输送机 4－货物
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落入式分拣机
• 货物从主输送线运动到 分拣位置时，机构突然 抬起来，物品靠自重落 入分流线的滑槽中。
• 高层货架按建筑形式分为整体式和分离式。 （1）整体式
由货架顶部支撑建筑屋架，在货架边侧安装墙围， 货架与建筑物成一整体。建筑费用低，抗震，尤其适用于 15米以上的大型自动仓库 （2）分离式
货架与建筑无关，呈独立、分离状态。 适用于车间仓库、旧库技术改造和中小型自动仓库。
二）巷道堆垛机 • 巷道式堆垛机又叫巷道堆垛起
重机，是自动化立体仓库中最 重要的搬运设备，它是随着立 体仓库的出现而发展起来的专 用起重机，专用于高架仓库。 • 一般由机架、运行机构、升降 机构、司机室、货叉伸缩机构 、电气控制设备等组成。
按用途分：单元型、拣选型、单元-拣选型三种。
巷道 式堆 垛机 的分 类
按控制方式分：手动、半自动和全自动三种。
（一）穿梭车(RGV Rail Guide Vehicle)
• 一般来说，沿固定轨道行走的输送设备称为穿梭车（RG V），无轨的称为自动导引车（AGV），在空中输送的称为 悬挂小车（EMS）。从轨道形式上，穿梭车可分为往复式 直行穿梭车和环行穿梭车，环行穿梭车能在同一轨道上运 行多辆车体，可大大提高搬运能力，是穿梭车的发展趋势 。目前，国内穿梭车的速度一般为120~200m/min，在国外 机场行李分拣系统中，采用无接触能量传输技术的穿梭车 最高走行速度可达600m/min。
• （4）分拣道口是已分拣商品脱离主输送机进 入集货区域的通道，一般有钢带、皮带、辊筒 等组成滑道，使商品从主输送装置滑向集货站 台，在那里由工作人员将该道口的所有商品集 中后或是入库储存，或是组配装车并进行配送 作业。
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自动分拣系统的种类
• 自动分拣系统有超过10种不同型式，基本分为 直线型分拣系统和环型分拣系统两种类型。直 线型分拣系统主要包括滑块式分拣机、滚轮分 拣机、滚筒分拣机等；环型分拣系统主要包括 翻盘式分拣机和交叉带式分拣机；其他还有推 杆式分拣机和垂直分拣机。
• 单轨往复穿梭车 • 双轨往复穿梭车
（二）辊筒式输送机
辊筒式输送机分为动 力式和无动力式；
无动力式呈一定坡度 ，使货物靠自身重力从 高端移动到低端；
动力式由一系列排列 整齐的具有一定间隔的 辊子组成；3-4个辊子 同时支撑一件货物。
（三）链式输送机
（1）装载式链条输送机 （2）平顶式板链输送机 （3）悬挂链输送机 （4）链式提升机
通常，以每条巷道配备一台堆垛机最为常见。但当 库容量很大，巷道数多而出入库频率要求较低时， 可以采用U形轨或转轨车方式以减少堆垛机的数量。
(3) 出入库输送系统 高层货架与作业区之间常见有以下四种衔接方式 ①叉车—出入库台方式 ②连续输送机方式 ③AGV方式 ④穿梭车方式
具有导向行驶、认址和移交载荷的基本功能。
（五）码垛机与码垛机器人
• 自动化立体仓库系统中大量使用码垛机或机器人 完成码垛、拆垛的工作。 1）机器人自动装箱、码垛工作站
• 是一种集成化的系统，它包括工业机器人、控制 器、编程器、机器人手爪、自动拆/叠盘机、托盘 输送及定位设备和码垛模式软件。它还配置自动 称重、贴标签和检测及通讯系统，并与生产控制 系统相连接，以形成一个完整的集成化包装生产 线。
• （2）自动存取，自动化仓库的出入库及库内搬运 作业全部实现由计算机控制的机电一体化作业。
• （3）可以扩展到分类、计量、包装、分拣、配送 等功能。
四、自动化立体仓库的分类
按照立体仓库的高度分类 （1）低层立体仓库
低层立体仓库高度在5米以下。 （2）中层立体仓库 中层立体仓库的高度在5～15米之间 （3）高层立体仓库
• 由高架叉车和高层货架为主组成的仓库，称为高架叉车仓 库。
• 无轨堆垛机（拣选型） 无轨堆垛机（托盘单元型）
四）周边搬运系统、控制系统与装卸码垛机器人
巷道机只能在巷道内进行存取作业，货物出入库需 通过周围的配套搬运机械设施。 • 周边搬运系统包括搬运输送设备、自动导向车、机器 人、叉车、台车、托盘等。其作用是配合巷道式堆垛 机完成货物运输、搬运、分拣等作业，还可以临时取 代其他主要搬运系统，使自动存取系统维持工作，完 成货物出入库作业。 • 自动化立体仓库的控制系统：自动化立体仓库的控制 形式有手动控制、随机自动控制、远距离自动控制和 计算机自动控制四种形式。
几种典型的自动化仓库控制系统结构 集中控制系统
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分布式系统控制结构
主计算机通 过控制器分别 控制着 输送机控制器 堆垛机控制器 AGV控制器 各控制器分别 管理着设备（ 输送机、堆垛 机、AGV等）
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(2)高架区的布置 在单元货格式立体仓库中，其主要作业设备是堆垛 机。立体库中堆垛机的布置有三种方式： 直线轨道式 U形轨道式 转轨车式
• 机器人自动装箱、码垛工作站可应用于建材、家 电、电子、化纤、汽车、食品等行业。
• 生产线末端码垛的简单工作站：从输送线上下料并将 工件码垛、加层垫等，紧跟着有一输送线将码好的托 盘送走
• 码垛/拆垛工作站：可将三垛不同货物码成一垛，机 器人还可抓取托盘和层垫，一垛码满后由输送线自动 输出
• 生产线中码垛：工件在输送线定位点被抓取并放到两 个不同托盘上，层垫也被机器人抓取。托盘和满垛通 过线体自动输出或输入
• 生产线末端码垛的复杂工作站：工件来自三条不同线 体上，它们被抓取并放到三个不同托盘上，层垫也被 机器人抓取。托盘和满垛由线体上自动输出或输入。
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机器人码垛
码垛机码垛
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五）自动分拣系统(Automatic Sorting System)
自动分拣系统是二次大战后 在美国、日本的物流配送中心 中广泛采用的一种自动分拣系 统，该系统目前已经成为发达 国家大中型物流中心不可缺少 的一部分。
第三节 自动化立体仓库
一、概念
自动化立体仓库简称高架仓库，一般是指采用 几层、十几层乃至几十层的货架来储存单元货 物，由于这类仓库能充分利用空间储存货物， 故常形象地将其称为“立体仓库”。
自动化仓库系统(AS／RS－Automated storage and retrieval system)是不需人 工处理的情况下能自动存储和取出物料的 系统。这个定义涵盖了不同复杂程度及规 格的极为广泛的多样的系统。
高层立体仓库的高度在15米以上
五、自动化立体仓库机械设备
自动化立体仓库机械设备一般包括高层货架、巷道 堆垛机和出入库输送、搬运机械等。 一）高层货架 • 高层货架是自动化仓库(AS/RS) 主要组成部分，是保管 物料的场所。随着单元货物重量和仓库高度的提高，要 求货架立柱、横梁的刚度和强度提高，随着仓库自动化 程度的提高，要求货架制造和安装精度也相应提高，高 层货架的高精度是自动化仓库的主要保证之一。
计算机控制系统功能要求：
• 自动化立体仓库的作业流程一般是入库、库内 搬运、货物存放、取货、货物出库，整个工作 在计算机系统的控制下进行。计算机系统一般 为三级管理控制系统，上位机与局域网相连， 下位机与控制器PLC相连，通过无线和有线方 式传递数据。
• 计算机控制系统功能要求：计算机控制系统主 要控制分拣机的运行速度，控制分拣导入机械 的启动及运行的时间，控制AGV、穿梭车、输 送机的运送速度、完成拼盘并箱作业的码垛机 或码垛机器人的<<物速流度设施及与设作备业>> 量。
• 货物传送装置：钢带输送机、胶带输送机、托 盘输送机、辊柱输送机等。
• 常见的自动分拣机构有推出式、浮出式导轮转 向盘、倾盘机构等。
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滑块式辊柱分拣机
• 在输送机的滑道上装有 可沿杆长方向滑动的滑 块，滑块的驱动力一般 是电磁力，若干个移动 的滑块引导货物由主输 送机进入分流输送机。
自动化立体仓库就是采用高层货架存放 货物，以巷道堆垛起重机为主，结合入库 与出库周边设备来进行自动化仓储作业的 一种仓库。
• 高层货架存储 ； • 自动存取 ； • 计算机控制
二、自动化立体仓库系统组成 自动化仓库
货物储存系统
货物存取 和传送系统
控制和 管理系统
• 自动化立体仓库系统主要 由货物储存系统（货架、 货箱或托盘）、货物存取 和传送系统（堆垛机、输 送和分拣设备）、控制和 管理系统（控制系统、通 讯系统、计算机管理监控 系统）等部分组成。
按应用巷道数量分：直道型、转弯型和转轨型 三种。
按照金属结构的形式可分：单立柱和双立柱两种。
三）高架叉车
• （1）托盘单元型：由货叉进行托盘货物的堆垛作业，司 机室地面固定型，起升高度较低，因而视线较差。另一种 是司机室和货叉一同升降，视野好。
• （2）拣选型：如无轨堆垛机，无货叉作业机构，司机室 随作业货叉升降，由司机向两侧高层货架内的物料进行拣 选作业。起升高度较高、视线好。
自动分拣系统的组成
• 自动分拣系统种类繁多，一般由控制装置、分 类装置、输送装置及分拣道口组成。以上四部 分装置通过计算机网络联结在一起，配合人工 控制及相应的人工处理环节构成一个完整的自 动分拣系统。
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• （1）控制装置的作用是识别、接受和处理分拣信 号，根据分拣信号的要求指示分类装置，按商品 品种、商品送达地点或者货主的类别对商品进行 自动分拣。
自动化立体仓库信息管理系统应具有以下功能： • 1．需求管理系统：根据生产计划、销售状况、库
存情况、货物清单、日期等信息确定物料需求数量 和时间。 • 2．订货管理子系统：订单制作及处理。 • 3．存储管理系统功能：入库管理、货位管理、出 库管理等。 • 4．不合格品管理系统：验收管理、生产返品管理 、市场返品管理等。 • 5．库存管理系统：库存状况分析、ABC分类管理、 拉动式库存管理、呆滞品管理等。 • 6．系统维护：系统初始化、设施各种编码和处理 方式（如拼盘方式、出入库方式、批量方式、日期 、数据库、货位<<编物流码设的施与初设始备>化> 状态）等。
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六、自动化立体仓库信息系统
• 自动化立体仓库的信息系 统主要包括计算机监控系 统、数据库系统、网络系 统。
• 计算机监控系统涉及管理 计算机、监控计算机、控 制具体设备执行的PLC控制 器等。数据库系统完成底 层数据的存储，网络系统 则完成复杂信息的传送和 交换。
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• 自动化立体仓库系统能够 按照指令自动完成货物的 存取，并能对库存货物进 行自动管理，完全实现自 动化作业
三、自动化立体仓库系统的功能
• （1）大量储存，一个自动化立体仓库拥有货位数 可以达到30万个，可储存30万个托盘，以平均每 托盘储存货物1吨计算，则一个自动化存取系统可 同时储存30万吨货物。
• （2）分类装置的作用是根据控制装置发出的分拣 指示，当具有相同分拣信号的商品经过该装置时 ，该装置工作，改变商品在输送装置上的运行方 向，使其进入其他输送机或分拣道口。
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• （3）输送装置的主要组成部分是传送带或输 送机，其主要作用是使待分拣商品鱼贯通过控 制装置、分类装置。