自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)機(jī)械設(shè)備一般包括高層貨架、巷道堆垛機(jī)和出入庫(kù)輸送、搬運(yùn)機(jī)械等。

一、高層貨架

1、輕負(fù)載式高層貨架

輕負(fù)載式貨架高度5～10m，以塑料籃等容器為存取單位，存取重量在50～100 kg，一般以重量輕、小的貨物為儲(chǔ)存對(duì)象較適合，如電子零件、精密機(jī)器零件、汽車(chē)零件、藥品及化妝品等。

2、單元負(fù)載式高層貨架

單元負(fù)載式高層貨架高度可達(dá)40m ，儲(chǔ)位量可達(dá)10萬(wàn)余個(gè)托盤(pán)單元，適用大型的倉(cāng)庫(kù)，普遍的高度為6～15m，儲(chǔ)位數(shù)在100～1000個(gè)托盤(pán)單元。隨著倉(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)化技術(shù)的不斷進(jìn)步，存取時(shí)間愈來(lái)愈快，以100個(gè)托盤(pán)單元存取為例，平均存取時(shí)間為70s/托盤(pán)。

二、巷道堆垛機(jī)

巷道式堆垛機(jī)又叫巷道堆垛起重機(jī)，是自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)中最重要的搬運(yùn)設(shè)備，它是隨著立體倉(cāng)庫(kù)的出現(xiàn)而發(fā)展起來(lái)的專(zhuān)用起重機(jī)，專(zhuān)用于高架倉(cāng)庫(kù)。

巷道式堆垛機(jī)一般由機(jī)架、運(yùn)行機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、司機(jī)室、貨叉伸縮機(jī)構(gòu)、電氣控制設(shè)備等組成。

1、 巷道式單立柱堆垛機(jī)

單立柱結(jié)構(gòu)的堆垛機(jī)機(jī)架由一根立柱和下橫梁組成。立柱多采用較大的H型鋼焊接制作，立柱上附加導(dǎo)軌。整機(jī)重量較輕，消耗材料少，因此制造成本相對(duì)較低，但剛性稍差。該設(shè)備的參數(shù)如下所示。

主要性能：倉(cāng)庫(kù)高度6～24m,最大40m；

運(yùn)行速度：標(biāo)準(zhǔn)型80m/min、 高速型 200m/min；

起升高度：標(biāo)準(zhǔn)型Hmax = 20m/min、高速型Hmax=50m/min；

貨叉伸縮速度：Vmax = 12m/min(標(biāo)準(zhǔn)性)、50m/min(高速型)。

2、雙立柱巷道堆垛機(jī)

機(jī)機(jī)架由兩根立柱和上橫梁、下橫梁組成一個(gè)長(zhǎng)方形框架。立柱形式有方管和圓管，方管兼做起升導(dǎo)軌，圓管需附加起升導(dǎo)軌。

三、周邊搬運(yùn)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)與裝卸碼垛機(jī)器人

巷道機(jī)只能在巷道內(nèi)進(jìn)行存取作業(yè)，貨物出入庫(kù)需通過(guò)周?chē)呐涮装徇\(yùn)機(jī)械設(shè)施。

周邊搬運(yùn)系統(tǒng)包括搬運(yùn)輸送設(shè)備、自動(dòng)導(dǎo)向車(chē)、機(jī)器人、叉車(chē)、臺(tái)車(chē)、托盤(pán)等。其作用是配合巷道式堆垛機(jī)完成貨物運(yùn)輸、搬運(yùn)、分揀等作業(yè)，還可以臨時(shí)取代其他主要搬運(yùn)系統(tǒng)，使自動(dòng)存取系統(tǒng)維持工作，完成貨物出入庫(kù)作業(yè)。

自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的控制系統(tǒng)：自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的控制形式有手動(dòng)控制、隨機(jī)自動(dòng)控制、遠(yuǎn)距離自動(dòng)控制和計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制四種形式。

1、穿梭車(chē)(RGV Rail Guide Vehicle)

在自動(dòng)化物流系統(tǒng)中，物料輸送主要采用鏈?zhǔn)健⑤伒?、帶式輸送機(jī)等通用設(shè)備，一般均固定在地面上。將上述設(shè)備裝上行走輪，沿固定路徑移動(dòng)，就成為穿梭車(chē)。穿梭車(chē)具有動(dòng)態(tài)移載的特點(diǎn)，能使物料在不同工位之間的傳送及輸送線布局更加緊湊、簡(jiǎn)捷，從而提高物料的輸送效率。因此，穿梭車(chē)在自動(dòng)化物流系統(tǒng)中應(yīng)用較為普遍。

一般來(lái)說(shuō)，沿固定軌道行走的輸送設(shè)備稱(chēng)為穿梭車(chē)（RGV），無(wú)軌的稱(chēng)為自動(dòng)導(dǎo)引車(chē)（AGV），在空中輸送的稱(chēng)為懸掛小車(chē)（EMS）。從軌道形式上，穿梭車(chē)可分為往復(fù)式直行穿梭車(chē)和環(huán)行穿梭車(chē)，環(huán)行穿梭車(chē)能在同一軌道上運(yùn)行多輛車(chē)體，可大大提高搬運(yùn)能力，是穿梭車(chē)的發(fā)展趨勢(shì)。目前，國(guó)內(nèi)穿梭車(chē)的速度一般為120~200m/min，在國(guó)外機(jī)場(chǎng)行李分揀系統(tǒng)中，采用無(wú)接觸能量傳輸技術(shù)的穿梭車(chē)最高走行速度可達(dá)600m/min。

穿梭車(chē)(RGV)是通過(guò)導(dǎo)軌或地鏈來(lái)約束和引導(dǎo)小車(chē)運(yùn)行。它有兩套傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：輸送機(jī)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。穿梭車(chē)(RGV)的約束導(dǎo)軌由雙軌和單軌兩種。

單軌往復(fù)穿梭車(chē)

雙軌往復(fù)穿梭車(chē)

2、輥筒式輸送機(jī)

輥筒式輸送機(jī)分為動(dòng)力式和無(wú)動(dòng)力式；無(wú)動(dòng)力式呈一定坡度，使貨物靠自身重力從高端移動(dòng)到低端；

動(dòng)力式由一系列排列整齊的具有一定間隔的輥?zhàn)咏M成；3-4個(gè)輥?zhàn)油瑫r(shí)支撐一件貨物。

3、鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)

（1）裝載式鏈條輸送機(jī)

（2）平頂式板鏈輸送機(jī)

（3）懸掛鏈輸送機(jī)

（4）鏈?zhǔn)教嵘龣C(jī)

4、自動(dòng)導(dǎo)引搬運(yùn)車(chē)（AGV）

自動(dòng)導(dǎo)引搬運(yùn)車(chē)簡(jiǎn)稱(chēng)AGV(Automatic Guided Vehicle)是裝備有電磁或光學(xué)等自動(dòng)導(dǎo)引裝置，能夠沿規(guī)定的導(dǎo)引路徑行駛，具有安全保護(hù)以及各種移載功能的運(yùn)輸小車(chē)，是自動(dòng)化物流系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備之一。

AGV是在計(jì)算機(jī)和無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)的控制下，經(jīng)磁、激光等導(dǎo)向裝置引導(dǎo)并沿程序設(shè)定路徑運(yùn)行完成作業(yè)的無(wú)人駕駛自動(dòng)小車(chē)。AGV具有安全保護(hù)以及各種移載功能，采用電池驅(qū)動(dòng)（交、直流），是自動(dòng)化物流系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備之一，為現(xiàn)代制造業(yè)物流和自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)提供了一種高度柔性化和自動(dòng)化的運(yùn)輸方式。

具有導(dǎo)向行駛、認(rèn)址和移交載荷的基本功能。

5、碼垛機(jī)與碼垛機(jī)器人

自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)中大量使用碼垛機(jī)或機(jī)器人完成碼垛、拆垛的工作。

1．機(jī)器人自動(dòng)裝箱、碼垛工作站

是一種集成化的系統(tǒng)，它包括工業(yè)機(jī)器人、控制器、編程器、機(jī)器人手爪、自動(dòng)拆/疊盤(pán)機(jī)、托盤(pán)輸送及定位設(shè)備和碼垛模式軟件。它還配置自動(dòng)稱(chēng)重、貼標(biāo)簽和檢測(cè)及通訊系統(tǒng)，并與生產(chǎn)控制系統(tǒng)相連接，以形成一個(gè)完整的集成化包裝生產(chǎn)線。機(jī)器人自動(dòng)裝箱、碼垛工作站可應(yīng)用于建材、家電、電子、化纖、汽車(chē)、食品等行業(yè)。

機(jī)器人自動(dòng)裝箱、碼垛工作站的具體應(yīng)用有下面幾種：

（1）生產(chǎn)線末端碼垛的簡(jiǎn)單工作站：這種柔性碼垛系統(tǒng)從輸送線上下料并將工件碼垛、加層墊等，緊跟著有一輸送線將碼好的托盤(pán)送走。

（2）碼垛/拆垛工作站：這種柔性碼垛系統(tǒng)可將三垛不同貨物碼成一垛，機(jī)器人還可抓取托盤(pán)和層墊，一垛碼滿(mǎn)后由輸送線自動(dòng)輸出。

（3）生產(chǎn)線中碼垛：工件在輸送線定位點(diǎn)被抓取并放到兩個(gè)不同托盤(pán)上，層墊也被機(jī)器人抓取。托盤(pán)和滿(mǎn)垛通過(guò)線體自動(dòng)輸出或輸入。

（4）生產(chǎn)線末端碼垛的復(fù)雜工作站：工件來(lái)自三條不同線體上，它們被抓取并放到三個(gè)不同托盤(pán)上，層墊也被機(jī)器人抓取。托盤(pán)和滿(mǎn)垛由線體上自動(dòng)輸出或輸入。

機(jī)器人碼垛

碼垛機(jī)碼垛

6、自動(dòng)分揀機(jī)設(shè)備

分揀是指將物品按品種、出入庫(kù)先后順序進(jìn)行分門(mén)別類(lèi)堆放的作業(yè)。這項(xiàng)工作可以通過(guò)人工的方式進(jìn)行，也可以用自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行處理。能連續(xù)、大批量地分揀貨物,分揀誤差率極低、分揀作業(yè)基本實(shí)現(xiàn)無(wú)人化。

1．自動(dòng)分揀系統(tǒng)的適用條件

（1）一次性投資巨大（本身需要建設(shè)短則40-50，長(zhǎng)則150-200米的機(jī)械傳輸線，還要有配套的機(jī)電一體化控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及通信系統(tǒng)）。

（2）對(duì)商品外包裝要求高( 只適于分揀底部平坦且具有剛性的包裝規(guī)則的商品）。

為了使大部分商品都能用機(jī)械進(jìn)行自動(dòng)分揀，可以采取的措施：（a）推行標(biāo)準(zhǔn)化包裝，使大部分商品的包裝符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；（b）根據(jù)所分揀的大部分商品的統(tǒng)一的包裝特性，定制特定的分揀機(jī)。

2．自動(dòng)分揀系統(tǒng)的組成

自動(dòng)分揀系統(tǒng)種類(lèi)繁多，一般由控制裝置、分類(lèi)裝置、輸送裝置及分揀道口組成。以上四部分裝置通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)在一起，配合人工控制及相應(yīng)的人工處理環(huán)節(jié)構(gòu)成一個(gè)完整的自動(dòng)分揀系統(tǒng)。

（1）控制裝置的作用是識(shí)別、接受和處理分揀信號(hào)，根據(jù)分揀信號(hào)的要求指示分類(lèi)裝置，按商品品種、商品送達(dá)地點(diǎn)或者貨主的類(lèi)別對(duì)商品進(jìn)行自動(dòng)分揀。

（2）分類(lèi)裝置的作用是根據(jù)控制裝置發(fā)出的分揀指示，當(dāng)具有相同分揀信號(hào)的商品經(jīng)過(guò)該裝置時(shí)，該裝置工作，改變商品在輸送裝置上的運(yùn)行方向，使其進(jìn)入其他輸送機(jī)或分揀道口。

（3）輸送裝置的主要組成部分是傳送帶或輸送機(jī)，其主要作用是使待分揀商品魚(yú)貫通過(guò)控制裝置、分類(lèi)裝置。

（4）分揀道口是已分揀商品脫離主輸送機(jī)進(jìn)入集貨區(qū)域的通道，一般有鋼帶、皮帶、輥筒等組成滑道，使商品從主輸送裝置滑向集貨站臺(tái)，在那里由工作人員將該道口的所有商品集中后或是入庫(kù)儲(chǔ)存，或是組配裝車(chē)并進(jìn)行配送作業(yè)。

3.自動(dòng)分揀系統(tǒng)的種類(lèi)

自動(dòng)分揀系統(tǒng)有超過(guò)10種不同型式，基本分為直線型分揀系統(tǒng)和環(huán)型分揀系統(tǒng)兩種類(lèi)型。直線型分揀系統(tǒng)主要包括滑塊式分揀機(jī)、滾輪分揀機(jī)、滾筒分揀機(jī)等；環(huán)型分揀系統(tǒng)主要包括翻盤(pán)式分揀機(jī)和交叉帶式分揀機(jī)；其他還有推桿式分揀機(jī)和垂直分揀機(jī)。

貨物傳送裝置：鋼帶輸送機(jī)、膠帶輸送機(jī)、托盤(pán)輸送機(jī)、輥柱輸送機(jī)等。

常見(jiàn)的自動(dòng)分揀機(jī)構(gòu)有推出式、浮出式導(dǎo)輪轉(zhuǎn)向盤(pán)、傾盤(pán)機(jī)構(gòu)等。

氣缸側(cè)推式輥柱分揀機(jī)

鏈條帶動(dòng)式輥柱分揀機(jī)

落入式分揀機(jī)

滑塊式輥柱分揀機(jī)

大托盤(pán)高速分揀機(jī)

4．自動(dòng)分揀機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)

（1）主機(jī)器分揀效率：件/小時(shí)；

（2）運(yùn)行速度：米/秒；

（3）分揀物品尺寸及重量范圍；

（4）分揀格口數(shù)量、及格口的容量；

（5）供件席位數(shù)量；

（6）分揀差錯(cuò)率；

（7）分揀機(jī)功率及驅(qū)動(dòng)方式。

四、自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)信息管理系統(tǒng)

自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的信息管理系統(tǒng)主要包括計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)涉及管理計(jì)算機(jī)、監(jiān)控計(jì)算機(jī)、控制具體設(shè)備執(zhí)行的PLC控制器等。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)完成底層數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)則完成復(fù)雜信息的傳送和交換。

1、信息管理系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)信息管理系統(tǒng)應(yīng)具有以下功能：

1．需求管理系統(tǒng)：根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃、銷(xiāo)售狀況、庫(kù)存情況、貨物清單、日期等信息確定物料需求數(shù)量和時(shí)間。

2．訂貨管理子系統(tǒng)：訂單制作及處理。

3．存儲(chǔ)管理系統(tǒng)功能：入庫(kù)管理、貨位管理、出庫(kù)管理等。

4．不合格品管理系統(tǒng)：驗(yàn)收管理、生產(chǎn)返品管理、市場(chǎng)返品管理等。

5．庫(kù)存管理系統(tǒng)：庫(kù)存狀況分析、ABC分類(lèi)管理、拉動(dòng)式庫(kù)存管理、呆滯品管理等。

6．系統(tǒng)維護(hù)：系統(tǒng)初始化、設(shè)施各種編碼和處理方式（如拼盤(pán)方式、出入庫(kù)方式、批量方式、日期、數(shù)據(jù)庫(kù)、貨位編碼的初始化狀態(tài)）等。

2、自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)功能要求

自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的作業(yè)流程一般是入庫(kù)、庫(kù)內(nèi)搬運(yùn)、貨物存放、取貨、貨物出庫(kù).整個(gè)工作在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的控制下進(jìn)行。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)一般為三級(jí)管理控制系統(tǒng)，上位機(jī)與局域網(wǎng)相連，下位機(jī)與控制器PLC相連，通過(guò)無(wú)線和有線方式傳遞數(shù)據(jù)。

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)功能要求：計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)主要控制分揀機(jī)的運(yùn)行速度，控制分揀導(dǎo)入機(jī)械的啟動(dòng)及運(yùn)行的時(shí)間，控制AGV、穿梭車(chē)、輸送機(jī)的運(yùn)送速度、完成拼盤(pán)并箱作業(yè)的碼垛機(jī)或碼垛機(jī)器人的速度及作業(yè)量。

3、幾種典型的自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1．集中控制系統(tǒng)

主計(jì)算機(jī)通過(guò)在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中心控制室的監(jiān)控CRT系統(tǒng)，執(zhí)行倉(cāng)庫(kù)管理事務(wù)，如發(fā)出存貨控制、貨物入庫(kù)及載運(yùn)指令，同時(shí)執(zhí)行倉(cāng)庫(kù)設(shè)備和儲(chǔ)存貨物的管理。

2．分布式系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)

主計(jì)算機(jī)通過(guò)控制器分別控制著輸送機(jī)控制器、堆垛機(jī)控制器、AGV控制器、VGA控制器、VGB控制器；各控制器分別管理著設(shè)備（輸送機(jī)、堆垛機(jī)、AGV等）。