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智能制造智能仓储整体结构与模块设计

时间:2020-02-07 来源:现代制造技术与装备 作者:许鹏辉 ,金忠 ,耿梦伟 本文字数:2656字

智能仓储论文第三篇:智能制造智能仓储整体结构与模块设计

  摘要:智能仓储是智能制造生产系统的重要组成部分, 它是以搬运设备为基础, 结合机电技术、自动控制技术、通信技术于一体, 形成的一种高效率、大容量存储机构。它实现了仓库的单纯保管功能向综合流通功能转变。

  关键词:智能仓储; 智能制造; WMS; AGV;

  Intelligent Storage Design in Intelligent Manufacturing System

  XU Pengfei JIN Zhong GENG Mengwei

  Jiangsu Institute of Communications Technicians

  Abstract:Intelligent warehousing is an important part of intelligent manufacturing production system. It is an efficient and large-capacity storage mechanism based on handling equipment, combined with electromechanical technology, automatic control technology and communication technology. It realizes the transformation from the simple storage function of warehouse to the comprehensive circulation function.

  随着“工业4.0”和“中国制造2025”的提出,智能制造、人工智能等产业受到重点关注,并不断向智能制造系统或单元发展,智能仓储是智能制造系统的主要组成部分。

  智能仓储是在不直接进行人工参与的情况下,能够全自动进行存储和提取物料。本文设计的智能仓储系统采用的是自动化立体仓库,它利用高层货架以及利专门仓储设备进行货物出入库,并配备AGV小车进行货物搬运,整个系统实现了物流机械、计算机技术以及软件的完美结合,使得仓储作业真正意义上实现了自动化。

  1 智能仓储整体结构和功能

  智能仓储实现了载货工装托板输送、定位及分拣等功能,它由立体仓库、仓储管理软件(WMS)、出入库平台、AGV智能存储小车以及阻挡定位机构等组成。

  本文设计的仓储系统传输线部分由PLC自动控制,各传输段的起停、顶升等动作不需用户操作;传输线配置了变频器,由交流电机拖动;变频器的各种运行数据、报警信息均可以传给PLC,用户各种操作指令可以在系统操作界面上下达。

  工位配备了RFID无线射频识别系统,由读写器和电子标签组成。系统设置多个读写器,分别对各主要工位和工序完成情况及重要信息进行记录,以便对产品加工信息进行采集;RFID无线射频识别系统与生产线系统通信,实现与生产线信息交换,最终数据全部发送给计算机保存。

  立体货架均采用巷道式立体库,设有原料库、成品库以及刀具库。巷道式立体库主要包括巷道式堆垛机和工业型材搭建的立体库,主要用于原材料、刀具、成品出入库以及存储功能。库内物品通过条码系统、射频识别(RFID)系统和仓库管理系统(WMS)管理软件来实现物料信息管理和科学调配;堆垛机X、Z轴由伺服电机驱动,采用同步带和链条作为传动机构,保证了出入库动作速度与精度;堆垛机采取直流电机驱动,存取料机构采用三级货叉,可实现在原料库与成品库的双面作业。

  本智能仓储设计带有扩展功能,用户还可以对出入库的库位进行自定义,并且可实现移库操作,体现了现代仓储系统功能强、配置灵活的新理念。通过WIFI无线通信方式与总控系统实现系统远程监控和管理。具体布置如图1实施。

  2 智能仓储各模块设计

  2。1 全自动AGV物流输送系统

  智能AGV仓储小车本体专项定制参数如下:额定载荷30kg;转弯半径600mm,采取差速驱动方式;最大行走速度30m/min;爬坡能力5°;通过磁条进行导航,带有前方障碍物检测传感器保护;通过皮带传送机构实现自动上下料;通过无线局域网进行通讯。AGV调度系统和MES系统进行对接,利用MES系统对工艺路径进行传送规划,同时也可以利用无线网络在智能终端上进行路径规划。

 

  图1 智能仓储整体布局图  

  2.2 立体仓库货架

  立体仓储货架尺寸为350mm×350mm×350mm;双排组合货架6层6列共72个货位,其中有2个货位被出入库占用;货架设有毛坯位、成品位及刀具位等;货位每个托盘上均设有RFID标准卡;货架立柱孔间距以50mm为模数,可根据此模数任意调整每层高度;安装护腿、护角防护装备,标准冷轧板金折弯,牛腿式可调组合结构;每一单元承载重量为35kg;采用CO2气体保护焊接、立柱采用模具拉伸成型,牛腿采用模具冲压成型。

  2.3 智慧托盘

  智慧托盘尺寸为350mm×350mm;托盘上安装定位机构,可容纳不同工件、标准卡及零件周转盒,用于放置不同类别的刀具;托盘数量为40个;工件种类2种,数量30个;零件周转盒10个;标准卡卡槽数量40个。

  2.4 全自动巷道式堆垛机

  全自动巷道式地轨堆垛机结构稳定,传输平稳;采用PLC控制器,X、Y交流伺服电机驱动;提升额定载荷20kg,差动式滑叉取放托盘;具备手、自动、单机及联机运行功能;行走运行停准±2mm,起升运行停准±2mm,货叉运行停准±2mm;水平行走速度为0~40m/min;水平、垂直配套定位系统,货叉采用伸缩机构。

  2.5 出入库平台

  出库平台、入库平台各1套;传输承载35kg;出入库位置安装RFID读写器,传动部分包含明显警示标志及安全防护钣金。

  2.6 仓库管理系统软件(WMS)

  WMS系统具备独特的物料编码和条码管理系统,能够分类管理好中小型企业的库存物料,具备出库、入库等相关功能,并提供相应的库存查询、出入库记录以及打印相关表单等功能。具备管理中小型自动化立体仓库功能,提供了控制单巷道、多巷道堆垛机的控制接口功能以及立体仓库对应的货架定义功能。

  用户可以根据需要自行选择不同的立体仓库及货架数量。软件提供通信接口定义,只要按照通信协议,软件可以控制不同类型的堆垛机系统;具备条码扫描、条码打印、RFID读写接口功能,方便用户二次开发;具备库存告警功能,在库存物料低于设定下限或高于设定下限时,系统会对该物料进行报警提示;具备时间告警功能,当库存内物料过了有效期或快过有效期时,系统会对该物料进行报警提示;具备数据接口功能,系统开放库存物料的当前信息及数据库格式,提供只读功能,方便其他应用管理软件访问库存信息;具备供应商管理功能,提供物料所对应的供应商信息,同一物料可以有多个不同供应商或者同一供应商有不同的物料。

  3 结语

  智能立体仓储通过高层货架存储,提高了空间利用率,减少了货物处理与信息处理工程差错,提高了生产率,降低了劳动者强度。它是智能制造生产系统中的重要组成部分,本文设计的智能仓储的仓库管理系统软件(WMS)与智能制造系统中的生产过程执行系统相结合,真正实现了生产过程管理自动化。

  参考文献

  [1]张曙.工业4.0和智能制造[J].机械设计与制造工程, 2014, (8) :1-5.
  [2]傅建中.智能制造装备的发展现状与趋势[J].机电工程, 2014, (8) :959-962.
  [3]张俊, 魏红根.智能化数控系统[J].制造技术与机床, 2000, (4) :7-9.

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    许鹏辉,金忠,耿梦伟.智能制造系统中的智能仓储设计[J].现代制造技术与装备,2019(07):119+129.
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