在对物流园区进行总体规划时,需要考虑物流中心的物料种类、存储方式、单元尺寸、周转率、日出入库数量等要求,有时还需要考虑园区未来的业务以及项目的柔性和拓展性。同时要合理配置适合物流中心的物流设备如巷道堆垛机、输送机、RGV、AGV、箱输送线、多层穿梭车料箱库等。
为满足物流中心的效率要求,往往需要对这些机械设备配置合理的动态参数。合理的动态参数设定可以合理配置各机械设备,提高设备的利用率,同时可以节约机械设备的配套成本,其重要性不言而喻。
巷道堆垛机是自动化立体仓库的核心设备,各部件之间配合可以实现运行、起升、伸缩三个方向上的运动,从而实现货物出入库的功能。其动态参数包括运行速度、起升速度、货叉速度和其对应方向上的加速度。
堆垛机动作时,运行和起升可以同时进行,而伸缩叉功能与这两个功能互锁。在规划物流中心时,需要对堆垛机的出入库能力进行核算,设置堆垛机参数使其满足物流中心对于效率的要求。
堆垛机的入出库能力用循环作业时间或者每小时出入库的托盘数量来衡量,入出库点的不同、动态参数的设置都会影响堆垛机出入库的效率。
生产车间生成的原料通过南侧东、西两边的入库口送往立体库进行存储。北侧为出库区,有业务时,存储在货架区域的成品通过堆垛机和输送机运往出库区,完成出库任务
该自动化立体仓库的堆垛机运行巷道长为156 m,货物的提升高度为8 m。规划的堆垛机运行速度为160m/min,运行加速度为0.5 m/s2, 起升速度为40 m/min,起升加速度为0.5 m/s2,货叉的运行速度为带载20 m/min、空载40 m/min,伸缩叉加速度为带载0.4 m/s2、空载0.8 m/s2。假设此次作业任务为效率较低的巷道异侧入出,对此种情况下的效率进行计算。
tP1E 为P1、E 两点间的运动时间,tP2E 为P2、E 两点间的运动时间,t01 为取货伸缩叉的作业时间、定位时间、货格检测时间、载货台微升降时间和等待时间等的总和,t1 为空载加速时间,t2 为满载加速时间,t3为堆垛机工作过程中的固定时间(本项目中t3=8 s)。
tP1E,P2A,A,E 为堆垛机自E 点取货、P1E 点存货入库、P2A 点取货、A 点放货出库的总运动时间,tP1'E,P2 'A,A,E 为堆垛机自E 点取货、P1’E 点存货入库、P2’A 点取货、A 点放货出库的总运动时间,t02 为取货伸缩叉的作业时间、定位时间、货格检测时间、载货台微升降时间和等待时间等的总和。
在计算该项目循环时间时发现,运行时间要远远大于堆垛机的起升时间,导致堆垛机存取货时起升需要等待运行动作完成,目前所研发堆垛机可以满足出入库要求。
可以在设置堆垛机动态参数时降低堆垛机起升速度和加速度,使之与堆垛机运行效率匹配,以大大减小堆垛机起升电机的功率和减速机的大小,节约堆垛机研发成本。
如果在规划时需求的效率更高可以大幅增大堆垛机运行速度而保持起升速度不变甚至降低,可以大幅提高堆垛机的出入库效率。而且该项目巷道过长,高度又不高,E 口入A 口出会导致复合作业循环效率比单循环效率更低,因此该项目也可以采用同一出入口出入库的作业方式。
原方案中堆垛机的起升初始速度为40 m/min,本文先假设堆垛机的起升速度为20 m/min,对堆垛机的出入库效率进行校核。根据以上思路进行求解计算, 可得t01=31.93 s,