本系統(tǒng)是一種密集式雙向子母穿梭車自動存取倉儲物流裝置，主要由穿梭母車和穿梭子車及其行走軌道、軌道貫通式密集巷道貨架、出入庫升降機(jī)、子母車換層機(jī)、出庫輸送線、入庫輸送線、非接觸供電、監(jiān)控系統(tǒng)、倉儲管理系統(tǒng)以及計算機(jī)控制系統(tǒng)等組成。
一、概述
穿梭式密集存儲是目前普遍接受的高密度倉儲模式。在穿梭式密集存儲系統(tǒng)中，穿梭車可在貫通式貨架的軌道上雙向運行，通過與叉車或堆垛機(jī)配合，從而實現(xiàn)對密集存儲貨架內(nèi)物資的存取作業(yè)。
穿梭式子母車（RGV+）自動化密集存取系統(tǒng)是在穿梭式密集存儲系統(tǒng)的基礎(chǔ)上設(shè)計出的一種新型倉儲存取系統(tǒng)，其核心作業(yè)設(shè)備穿梭式子母車具有四向行走功能，穿梭母車不僅能夠在垂直于貫通式貨架軌道的橫向軌道上雙向行駛，還能利用穿梭母車上搭載的穿梭子車在其一側(cè)或兩側(cè)的軌道貫穿式密集貨架任意巷道內(nèi)實現(xiàn)自動存取作業(yè)，增加了貨架布局和庫內(nèi)作業(yè)的靈活性。由于它無需堆垛機(jī)即可實現(xiàn)自主作業(yè)，減少了堆垛機(jī)作業(yè)通道所占用的庫房面積，是高密度密集存儲和自動化倉儲的發(fā)展方向，在煙草、冷鏈物流、醫(yī)藥等行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用前景。
二、系統(tǒng)出入庫作業(yè)流程
穿梭式子母車自動化密集存取系統(tǒng)是以托盤為物流單元的物流裝置。整個物流過程實際上是由提升機(jī)?穿梭母車?穿梭子車之間相互接駁實現(xiàn)了物資的出入庫作業(yè)。其物流過程包含貨架外和貨架內(nèi)部兩部分；貨架外的由理貨組盤、物資搬運作業(yè)人員和叉車完成，貨架內(nèi)的物資搬運由托盤提升機(jī)和穿梭式子母車（RGV+）協(xié)同完成。
入庫作業(yè)流程： 物資到貨→生成入庫計劃→理貨組盤→叉車運輸→分配入庫貨位→提升機(jī)換層→子母車接貨運輸→子車送達(dá)。
出庫作業(yè)流程： 生成出庫計劃→分配出庫貨位→穿梭式子母車運輸→升降機(jī)換層→叉車運輸→物資出庫/拆盤作業(yè)。
物資流量較大的倉庫通常分時進(jìn)行物資出入庫作業(yè)，在入庫作業(yè)中使用的組盤服務(wù)臺、叉車、托盤升降機(jī)、穿梭式子母車（RGV+）與出庫作業(yè)中使用的拆盤服務(wù)臺、叉車、穿梭式子母車（RGV+）是同一套設(shè)備，出庫托盤升降機(jī)一般單獨設(shè)置。因此，應(yīng)分別分析倉庫物資出入庫作業(yè)過程的設(shè)備要求，使設(shè)備配置能滿足出入庫作業(yè)需求。
三、系統(tǒng)主要設(shè)備
本系統(tǒng)是一種密集式雙向子母穿梭車自動存取倉儲物流裝置，主要由穿梭母車和穿梭子車及其行走軌道、軌道貫通式密集巷道貨架、出入庫升降機(jī)、子母車換層機(jī)、出庫輸送線、入庫輸送線、非接觸供電、監(jiān)控系統(tǒng)、倉儲管理系統(tǒng)以及計算機(jī)控制系統(tǒng)等組成。
3.1 穿梭式子母車（RGV+）
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參數(shù)規(guī)格 |
RGV+500 |
RGV+1000 |
RGV+1500 |
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適用托盤 |
W1100~1250mm D800~1100mm |
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輸送負(fù)載總重量 |
Max500kg |
Max1000kg |
Max1500kg |
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空載行走速度 |
1.5m/s |
1.0m/s |
0.5m/s |
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滿載行走速度 |
1.3m/s |
1.2m/s |
0.9m/s |
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移載輸送速度 |
0.2m/s |
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設(shè)備自重 |
Max 320kg |
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行走電機(jī)SEW380V |
1.5KW |
2.2KW |
3.7KW |
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移載電機(jī)SEW380V |
0.37KW |
0.55KW |
0.75KW |
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供電方式 |
非接觸感應(yīng)供電 |
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通訊方式 |
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與上位機(jī) |
無線紅外激光通訊 DDLS200 |
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與子車 |
無線紅外激光通訊或WIFI |
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控制模式 |
手動/自動 |
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使用環(huán)境溫度 |
-15℃-40℃ |
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運行噪音 |
≤65db |
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參數(shù)規(guī)格 |
RGV+500 |
RGV+1000 |
RGV+1500 |
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可用托盤規(guī)格 |
W1100~1250mm D800~1100mm |
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托盤類型 |
川字型、田字型，木制、塑料、鋼制 |
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輸送負(fù)載總重量 |
Max500kg |
Max1000kg |
Max1500kg |
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行走方式 |
軌道式行走 |
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空車行走速度 |
1.1m/s |
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滿載行走速度 |
0.9m/S |
0.7m/s |
0.5m/s |
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頂升參數(shù) |
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頂升單動時間 |
1.1s |
1.3s |
1.5s |
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頂升行程 |
22mm |
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頂升后托盤與軌道間隙 |
13mm |
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設(shè)備自重 |
230kg |
238kg |
246kg |
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行走驅(qū)動電機(jī) |
Lenze 24V 200W |
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行走輪 |
Ф120mm 高性能聚氨酯輪 |
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頂升電機(jī) |
Lenze 24V 370W |
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超級電容容量 |
33V 290F |
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充電時長、充電次數(shù) |
40s 100萬次 |
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通訊方式 |
無線紅外激光通訊器DDLS200 |
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遙控方式 |
無線電頻率433MHz 3.7V 1500mAh |
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運行噪音 |
≤60db |
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3.4 升降機(jī)系統(tǒng)
3.5 RGV+穿梭母車供電系統(tǒng)
穿梭母車電力供給采用本公司研發(fā)的非接觸感應(yīng)供電系統(tǒng)。非接觸式供電，依據(jù)電磁感應(yīng)原理，給移動設(shè)備源源不斷提供電力，輸電線路和負(fù)載沒有電氣連接和物理接觸。在RGV+行走軌道的一側(cè)敷設(shè)利茲電纜，感應(yīng)集電器安裝在穿梭母車底板靠非接觸供電線路一側(cè)隨穿梭母車往復(fù)移動，通過電磁感應(yīng)產(chǎn)生電力。其既滿足了設(shè)備高速移動需求，又解決了倉儲環(huán)境中滑觸式供電易產(chǎn)生接觸磨損、火花、污染等缺點。
穿梭母車除了配有控制系統(tǒng)外，還配備了超級電容充電系統(tǒng)，通過設(shè)置在穿梭母車上的正負(fù)電極向穿梭子車提供滑觸式安全防護(hù)式充電接口。
3.6 RGV+穿梭子車供電系統(tǒng)
穿梭子車電力供給采用超級電容這一新型儲能技術(shù)。超級電容，也就是電化學(xué)雙層電容，是近幾年才發(fā)展起來的一種專門用于儲能的特種電容器，是介于傳統(tǒng)物理電容器和電池特性之間的一種新型儲能器件。與傳統(tǒng)的電解電容器相比，超級電容器的儲能密度高、充電時間只需40秒、循環(huán)使用壽命長，其反復(fù)充電使用的極限壽命可以達(dá)到 10 0萬次以上，是健康綠色環(huán)保型儲能器件。所選用的超級電容組充滿一次電可以滿足穿梭子車0.2KW驅(qū)動電機(jī)按照1m/s速度行走150m來回，解決了傳統(tǒng)蓄電池每天需頻繁充電的難題，充分滿足子車電力需求。
充電模式：由于穿梭母車設(shè)有充電系統(tǒng)和充電電極接口，穿梭子車底部設(shè)有與充電電極相對應(yīng)的集電器。當(dāng)穿梭子車返回穿梭母車時，穿梭子車集電器與穿梭母車充電電極彈性滑觸連接，超級電容器能量管理系統(tǒng)自動選擇快充或慢充模式。
四、RGV+穿梭車的安全運行控制
為了保證人身、貨物及設(shè)備的安全，RGV+穿梭車配備有完善的硬件及軟件的安全保護(hù)裝置，RGV+本身還具有自診斷功能屏顯。并在電氣控制上采取一系列保護(hù)措施：
4.1從基本的電機(jī)控制角度，各電機(jī)均設(shè)有過流繼電器對電機(jī)進(jìn)行保護(hù)；
4.2 從RGV+安全運行控制角度，設(shè)置了行走端點限位及升降端點限位傳感器；設(shè)置了行走高速強(qiáng)制切除功能，從而防止穿梭車運行至軌道兩端附近時運行速度過快；設(shè)置了升降高速強(qiáng)制切除功能；防止頂升貨物速度過快；
4.3 從出入庫操作安全角度，為防止空出庫、重復(fù)入庫等現(xiàn)象發(fā)生，設(shè)置了出入庫位置上的貨物檢測傳感器；為防止貨物尺寸與欲入庫貨物尺寸不符，設(shè)置了貨物尺寸檢測傳感器；為防止貨物坍塌情況的發(fā)生，RGV+穿梭車上設(shè)置了貨物坍塌傳感器；還設(shè)置了松鏈傳感器，以檢測松鏈情況的發(fā)生；
4.4 從安全報警角度，RGV+穿梭車和升降機(jī)控制箱上分別設(shè)置了緊急停止按鈕，以備在非常情況下切斷RGV+穿梭車和升降機(jī)電源，設(shè)置有異常狀態(tài)下的聲光報警裝置，并用指示燈指示RGV+穿梭車工作狀態(tài)。
五、實現(xiàn)與應(yīng)用
穿梭式子母車（RGV+）自動化密集存取系統(tǒng)以一套三層入庫升降移載機(jī)和一套三層出庫升降移載機(jī)立體存儲結(jié)構(gòu)為例，根據(jù)倉庫面積和倉儲物資情況，可以設(shè)置N列、N個托盤貨位。系統(tǒng)中采用3臺RGV+穿梭車分別在每層各自的橫向軌道上運行；RGV+穿梭車上的穿梭子車可以在軌道貫通式密集貨架任意巷道來回穿梭。 RGV+穿梭車通過紅外激光通訊方式與地面主站PLC通訊；地面主站PLC通過以太網(wǎng)與監(jiān)控級計算機(jī)通訊，實現(xiàn)整個自動化倉庫系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)與監(jiān)控，并實現(xiàn)了聯(lián)機(jī)自動、本機(jī)自動、半自動及手動四鐘RGV+控制模式。
RGV+穿梭車通過激光絕對認(rèn)址實現(xiàn)了測距、調(diào)速的數(shù)字化，確保了RGV+穿梭車運行精確、平穩(wěn)；由于RGV+穿梭車運行靈活、速度較快的特點，使庫臺和貨位地址變更、出入庫操作更為高效、可靠。
◎基于RGV+穿梭車的高靈活性，貨架可以設(shè)計成多層、多列，匹配對應(yīng)層高的升降機(jī)，組成自動化密集存取系統(tǒng)。
◎在出入庫物流頻率允許的前提下，RGV+穿梭車可以通過換層升降機(jī)進(jìn)行換層作業(yè)，以減少系統(tǒng)的投資。
◎RGV+中的穿梭子車還可以與叉車組合，構(gòu)成一種半自動化倉儲系統(tǒng)。叉車可將穿梭子車放置于任意巷道的任意貨架層，多個巷道也可以共用一部穿梭子車，實資的存取作業(yè)
六、結(jié)語
RGV+穿梭式子母車自動化密集存取系統(tǒng),通過集成可編程控制器、分布式現(xiàn)場總線、矢量變頻調(diào)速、激光測距定位、無線紅外激光通訊、無線射頻識別（RFID）、非接觸感應(yīng)供電、超級電容儲能等高新技術(shù)，實現(xiàn)了RGV+穿梭車的精確絕對認(rèn)址與平滑調(diào)速。實際工程應(yīng)用結(jié)果表明，該系統(tǒng)具有成本低、自動化程度高的特點，可以提升物資大批量批進(jìn)、批出的作業(yè)效率，在同等面積倉庫環(huán)境下比普通橫梁貨架布局托盤貨位增加3倍，具有設(shè)備投資少、高性價比、集成度高、可擴(kuò)展性強(qiáng)、低物流成本等優(yōu)點，同時達(dá)到減員增效的目的，從而實現(xiàn)綠色節(jié)能環(huán)保的理念。
