仓储机械化系统活动的基本内容包括对货物进行装卸搬运,实现货物的分类与合并,完成货物上、下货架的存取工作。通用仓储机械设备可概括为四大类:搬运车辆、输送机械、起重机械和垂直提升机械。下面介绍前两类仓储机械设备。
1.搬运车辆
搬运车辆作业的主要目的是改变货物的存放状态和空间位置。其主要有手推车、简易叉式搬运车、牵引车、电瓶搬运车、叉车、曳引小车、轨道小车、自动导引运输车、卫星小车等搬运车辆。本部分重点介绍自动导引运输车。
1)自动导引运输车简介
自动导引运输车是指装备有电磁或光学等自动导引装置,能够独立自动寻址,沿规定的导引路径行驶,并且具有安全保护以及各种移动载运功能的运输车。它在工业应用中不需要驾驶员,动力来源通常为可充电蓄电池。自动导引运输车可接收搬运命令,利用各种自动导引方式选择运行路线和速度,在一定范围内进行搬运作业,遇障碍物时可自行停车等待或绕行。
一般可通过计算机控制其行进路线,或利用电磁轨道设立其行进路线,电磁轨道粘贴于地面上,自动导引运输车则沿着电磁轨道进行移动与动作。
2)自动导引运输车的分类
自动导引运输车按用途可分为无人搬运车、无人牵引车及无人叉车。无人搬运车采用人力或自动移载装置将货物装载到小车上,行走到指定点后再用人力或自动移载装置将货物卸下,从而完成装卸搬运过程。无人牵引车的主要功能是自动牵引载放货物平板车,当带动载货平板车到达目的地后,通过自动装置与载货平板车分开。无人叉车的动作原理与机械式叉车相仿,但无人叉车的动作和行走全部由程序控制,自动完成。
3)自动导引运输车的组成
自动导引运输车由车体、蓄电池和充电系统、转向系统、车体方位计算系统、导引装置和驱动装置、通信装置、移载装置、精确停车装置、安全装置等组成。
根据安全运行原则,自动导引运输车的行走速度定为1m/s左右,特殊场合可达1.3m/s。仓库用自动导引运输车的载重能力一般为1.5~2 t,但在进行集装箱运输时,其载重能力为30 t,行驶速度可达10m/s。
4)自动导引运输车的导引方式
自动导引运输车的导引方式可分为两种:固定路径导引和自由路径导引。
(1)固定路径导引:在行走路径上铺设导引用的信息媒介物,自动导引运输车通过检测出导引信息而得到导引方式,如电磁导引、光学导引、磁块式导引等。
(2)自由路径导引:采用地面援助方式如超声波、激光、无线电遥控等,依靠地面预设的参考点或通过地面指挥修正自动导引运输车的路径。
5)自动导引运输车的移载装置
自动导引运输车用移载装置装卸货物,即接收和卸下负载,自动导引运输车常见的装卸方式可以分为被动装卸和主动装卸两种。
被动装卸方式的自动导引运输车自己不具有完整的装卸功能,而是采用助卸方式,即配合装卸站或接收货物方的装卸装置被动装卸。
主动装卸方式的自动导引运输车自己具有装卸功能,常见的主动装卸方式有:单面推拉式、双面推拉式、叉车式、机器人式。主动装卸方式常用于车少、装卸工位多的系统。其中采用机器人式主动装卸方式的自动导引运输车相当于一个有脚的机器人,也称为行走式机器人。行走式机器人灵活性好,适用范围广,是一种很有发展前途的输送和交换复合装置。
6)自动导引运输车的安全装置
由于自动导引运输车是在无人操作的情况下运行的,其安全装置除了保护自动导引运输车自身安全外,还能在最大可能的范围内保护人员和运行环境设施的安全。由于自动导引运输车的功能、用途和结构的差异,其安全装置也有差异,主要有以下3种形式:
(1)障碍物接触式缓冲器。
为了避免碰撞产生的负面影响,确保运行环境中人和机器的安全,自动导引运输车上都设置有障碍物接触式缓冲器。障碍物接触式缓冲器设置在自动导引运输车车身运行方向的前方或后方,缓冲器的弹性和柔性较好,当发生碰撞事故时,不会对与之碰撞的人和物及其自身造成大的伤害,并可及时使自动导引运输车停车,故障解除后,其功能自动恢复。在正常情况下,自动导引运输车的缓冲距离应大于或等于车身宽度。
(2)障碍物接近检测装置。
障碍物接近检测装置是先于障碍物接触式缓冲器发生有效作用的安全装置。为了安全,障碍物接近检测装置是一个多级的接近检测装置。在一定范围内,它会使自动导引运输车降速行驶;在更近的距离范围内,会使自动导引运输车停车;当解除障碍物后,自动导引运输车将自动恢复正常行驶状态。激光式、超声波式、红外线式等多种类型的障碍物接近检测装置都有成熟的产品问世。(www.daowen.com)
(3)移载装置的安全保护装置。
自动导引运输车的主要功能是解决货物的全自动搬运,其除了全自动运行装置外,还有移载装置。移载装置的安全保护装置包括机械和电气两大类,一般在同一辆车上都配有机械和电气这两类保护装置,它们互相关联并对移载装置产生保护作用,如位置定位装置、位置限位装置、货物位置检测装置、货物形态检测装置、位置对中装置和机构自锁装置等。
7)自动导引运输车的优势分析
自动导引运输车主要用于入库区的起始搬运段,出库区的最终搬运段,长距离、复杂路段,高洁净要求区,人员和其他输送设备无法到达区,经常调整作业路径区域等。
自动导引运输的优势为:对长距离搬运或大面积系统而言安装费用较低;弹性可调整的作业路径实施方便;由于不需要在各地埋线,可用于洁净室内;安装时库内无须停机;运行时定位精确。
2.输送机械
输送机械的全称为连续输送机械,是以连续、均匀、稳定的输送方式,沿着一定的线路搬运或输送散状物料和成件物品的机械设备,具有成本低、制动次数少、效率高、容易控制等特点。在仓储物流系统中,搬运作业以集装单元化搬运最为普遍,常用的是单元负载式输送机。本书重点介绍动力式输送机。
动力式输送机主要用于物流自动化程度较高的场合,是物流自动化、机械化、作业一体化的重要组成部分。动力式输送机根据驱动介质的不同,可以分为辊子输送机、皮带式输送机、链式输送机和悬挂式输送机。
1)辊子输送机
辊子输送机是现代物流自动化仓库中最基本的连续运送货物的输送设备之一,是由一系列等间距排列的辊子组成的。辊子的转动呈主动状态,可以严格控制物品的运行状态。
辊子输送机常用于水平或向上微斜的输送线路。驱动装置将动力传给辊子,使其旋转,通过辊子表面与输送物品表面间的摩擦力输送物品。辊子输送机按驱动方式分为单独驱动与成组驱动两种。前者的每个辊子都配有单独的驱动装置,以便拆卸;后者若干辊子作为一组,由一个驱动装置驱动,以降低设备造价。
辊子输送机适用于单元货物的连续输送、积存和分拣;可沿水平或曲线路径进行输送;其结构简单,安装、使用、维修方便;不规则的物品可放在托盘或者托板上输送。在自动化立体仓库中辊子输送机与链式输送机共同承担输送系统中的单元货物运输任务,主要负责直线运输。辊子输送机主要应用于自动化立体仓库的入库区、装配和包装区、在线拣选区、出库区等,也可起到缓冲存放的作用。
成组驱动的传动方式有轮传动、链传动和带传动3种。辊子输送机一般由交流电动机驱动,根据需要,亦可用双速电动机和液压马达驱动,如图5.1所示。
图5.1 辊子输送机
2)皮带式输送机
皮带式输送机(图5.2)具有输送量大、结构简单、维修方便、部件标准化等优点,广泛应用于矿山、冶金、煤炭等行业,可用来输送各种形状规则或不规则的货物,主要应用在要求精确定位的场合。皮带式输送机可水平输送,也可倾斜输送,倾斜角度不大于15°,根据输送工艺要求,可单台输送,也可多台输送,或与其他输送设备组成水平或倾斜的输送系统,以满足不同布置形式的作业方式的需要。
图5.2 皮带式输送机
皮带式输送机结构形式多样,有槽型皮带机、平型皮带机、爬坡皮带机、侧倾皮带机、转弯皮带机等。
皮带式输送机由于是通过摩擦力带动货物运行,因此比较适合输送小件零散的货物,常应用于物流中心或配送中心的拣选作业。
3)链式输送机
链式输送机是利用链条或链条上安装的板条、金属网、辊道等牵引、承载物料的输送机。根据链条上安装的承载面的不同,链式输送机可分为链条式、链板式、链网式、板条式、链斗式、托盘式、台车式,此外,链式输送机也常与其他输送机、升降装置等组成各种功能的生产线。
链式输送机被广泛地应用于机械、轻工、邮政、运输、医疗、牧业、木业、家具、汽车、摩托车、酿酒、饮料、电子电器、食品、塑胶、化工、烟草等行业。
链式输送机是自动化立体仓库中最基本的用于连续运输的输送设备之一,其输送速度适中,通过轨道支承传送链条,构造简单,维护容易,成本低廉,但噪声偏大。链式输送机主要用在自动化立体仓库的入库区、装配和包装区、在线拣选区、出库区等,如图5.3所示。
图5.3 链式输送机
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