一种自动化立体仓库系统设计

巷道式堆垛机是在高层货架的窄巷道内作业的起重 出库、发货确认、出库交接班管理、出库作业管理。
机 ，用于将整垛物料送至相应仓位。巷道式堆垛机由运行
③
库存管理。对货物、库 区、货位等进行管理，实现仓
机构、提升机构、装有存取货机构的载货台、机架和电气设 库 调 拨 、仓 库 盘 点 、库 存 变 动 、托 盘 管 理 、在 库 物 品 管 理 、
储存区包括高层货架和5 台巷道堆垛机。高层货架
采 用 双 托 盘 货 位 ，完 成 货 物 的 存 储 功 能 。 巷道堆垛机则按
照指令完成从入库输送机到目标的取货、搬 运、存货及从
目 标 货 位 到 出 货 输 送 机 的 取 货 、搬 运 、出 货 任 务 。
④ 托盘回流区设在储存区外部。
⑤
出库区设置在出库□外端，分为货物暂存区和装车
理 、入库单查询等。
制 、现场监测、安全控制等，是仓库实现自动化筛选、存放、
② 出库管理。实现出库单据管理、出库货位分配、脱机 取货的控制元件。
Internal Combustion Engine & Parts
一种自动化立体仓库系统设计
System Design of Automated Stereoscopic Warehouse
胡晓娟®于曰叶晓东于曰李涛②
(①常州先进制造技术研究所，常 州 213164;②中国科学院合肥物质科学研究院先进制造技术研究所，常 州 213164)
动力式由一系列排列整齐的具有一定间隔的辊子组
本系统采用机器人码垛系统完成码垛工作，主要完成 成 ，3 - 4 个辊子同时支撑一件货物。
两 个 工 序 ，一 是 抓 取 空 托 盘 将 托 盘 放 置 到 物 料 筐 要 码 垛 的
1.1.3高层货架
位 置 上 ；二是将物料筐按照物料类型分别码放整齐。
图2 机器人码垛布局图
区 ，由出库输送机、叉车和运输车辆组成。出库人员通过电
机 器 人 码 垛 系 统 包 括 工 业 机 器 人 、手 爪 、托 盘 输 送 、定
子看板、终端扫描来完成出库作业，反馈发送信息。
位设备以及码控制系统，配置标 签检测及通讯系统，并与
⑥
维修区设在穿梭车轨道外一侧，在某台空梭车更生换产控制系统相连接，以形成一个完整的集成化生产线。
备 组成 ，堆垛机如图4 所示。
库 存 物 流 断档 分析 、积 压 分 析 、库 存 报 表 、可出库报表等
1.1.5检 测 、信息传 输 及 自 动 控 制 系 统
功能。
பைடு நூலகம்
①
自动化立体仓库的作业流程是入库、库内搬运、货 ④
系统管理。实现对系统基础资料的管理，主要包括
物存放、取货、货物出库，整个工作在计算机系统的控制下 系统初始设置，系统安全管理，基础资料管理，物料管理模
5 系统总体控制方案布局如图 所 示 ，该系统采用控制
时 间 ，穿梭车、输送机的运送速度、控制码垛机器人的速度 器层 、设备层与传感器层的分层设计模式，各自分别实现
及作业工序。
各自功能与作用。
1.1.6电子计算机仓库管理系统
总控台控制仓库现场的整体作业任务安排，包括任务
自动化立体仓库信息管理系统具有以下功能：
进行。计算机系统为三级管理控制系统，上位机与局域网 块 ，业务资料等模块。
相 连 ，下位 机与 控制器PLC 相 连 ，通过无线和有线方式传
⑤
批次管理。实现入库批次数字化、库存批次查询、出
递数据。
库批次追踪。
②
计算机控制系统功能要求：计算机控制系统主要控 1.2控制系统设计
制分拣机的运行速度，控制分拣导入机械的启动及运行的
安 排 、仓 库 存 取 现 状 监 测 、物 流 筛 选 系 统 运 输 现 场 监 控 、数
①
入库管理。实现入库信息采集、入库信息维护、脱据机统计以及现场安全维护等操作。
入 库 、货 物 编号计 数管理、入 库 交 接 班 管 理 、入库作业管
生 产 现 场 为 现 场 控 制 层 ，它 实 现 现 场 设 备 的 运 行 控
采用托盘单元式自动仓库，普遍的 高度为6耀15m，每
作者简介：胡晓娟（1 9 8 2 - ) 女 ，山东临沂人，硕士，工程师，研究方 个 储 位 数 在 100耀1000个托盘单元。
向为控制理论与控制工程、机器人集成设计。
1.1.4巷道式堆垛系统
•2 •
内燃机与配件
图 3 货架示意图
图 4 堆垛机示意图
关键词：自动化立体仓库;CC-Link I E 网络控制技术;码垛
0 引言
自动化立体仓库是近年来国际上迅速发展起来的一
种新型仓储设施。利用高层立体货架储存成件货物，并使
仓储管理机械化、自动化。
应用立体仓库在同样库容量的情况下比普通仓库可
少 占地 约 7 0 % ，同时，由于实现了仓库作业机械化、减少了
①
物料盘由机器人码垛至托盘，一个机器人可负责多
种物料的码放。
②
入库区由数十台链式输送机、5 台双工位高速穿梭
车组成。输送机负责将生产线码垛区完成的整盘货物转入 各 入 库 □ ，双 工 位 穿 梭 车 则 负 责 生 产 线 端 输 送 机 输 出 的 货
物向各巷道入库□的分配、转动及空托盘回送。
③
劳动 强度，可比普通仓库节省2/3劳力。物资出入自动化
立体仓库方便迅速，提高了储存效益，降低了储存成本。
1 系统设计
1 . 1 系统整体结构设计
本 自 动 化 立 体 仓 库 由 以 下 部 分 组 成 ：机器人码垛系
统 ，输送机系统，高层货架，堆垛系统，检 测、信息传输及自
动 控 制 ，电 子 计 算 机 控制和管理系统。主 要 功 能 为 ：
摘要：本文从系统角度论述了一种自动化立体仓库，它包括机器人码垛系统，输送机系统，高层货架，堆垛系统，检 测 、信息传输 及自动控制，采用控制器层、设备层与传感器层的分层设计模式，选 用 CC-Link I E 网络控制技术和三菱总线型PLC，对各个模块进行 控 制 ，实现物料混合、筛选、码垛 、传输、存 放 、取货等功能。
配件或处理故障时，其他穿梭车仍可以正常工作。
1.1.2输送机系统
⑦
计算机控制室单独设立，用于出入库登记、出入库 输送机系统主要由辊筒式输送机组成，分为动力式和
高度、管理和联机控制，出入库系统采用联机自动，整体设 无 动力 式 ，无动力式有一定坡度，使货物靠自身重力从高
计如图1 所示。
端移动到低端；
1.1.1机器人码垛系统