自动化立体仓库设计说明书.docx

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自动化立体仓库设计说明书

1.概述

1.1基础数据

1.1.1设计数据

库房：

立体库房建筑占地面积3000m2，库房高小于24m；

仓库储存量尽可能大。

系统出入库能力大于100盘/小时。

；

存储货物主要为机电产品备件等，货物规格：

品名

包装尺寸（mm）

重量（kg）

存储量比例

物资A

1000×1200×750

300

20.0%

物资B

1000×1200×1000

500

26.6%

物资C

1000×1200×1400

1000

53.3%

1.1.2托盘规格

（1）托盘尺寸：

1200mm（L）×1000mm（W）×175mm（H）

（2）托盘货物尺寸：

物资A：

（含托盘高度）1200mm（L）×1000mm（W）×1300mm（H）

物资B：

（含托盘高度）1200mm（L）×1000mm（W）×1550mm（H）

物资C：

（含托盘高度）1200mm（L）×1000mm（W）×1950mm（H）

1.1.3巷道堆垛机能力基础数据

自动化立体仓库堆垛机系统基本速度参数

水平高速运行速度：

Vxmax=160米/分钟=2.6667米/秒

垂直高速运行速度：

Vymax=45米/分钟=0.75米/秒

货叉伸缩速度：

Vzmax=60米/分钟=1米/秒

货叉运行行程：

Z≈1.35米

堆垛机水平运行加速度:

ax=0.4米/平方秒

堆垛机垂直运行加速度:

ay=0.5米/平方秒

伸叉加速度：

az=0.5米/平方秒

T0

5s

水平运行行程

L=68m

垂直运行行程

H=21m

1.2设计原则

●最短移动距离原则。

减少人员与机械设备的冗余移动，保证最少消耗能量。

●充分利用能量原则。

从经济角度和环保角度考虑都是合理的原则。

●高利用原则。

减少机械设备与仓库设施的闲置率。

●降低使用成本原则。

●利用有效空间原则。

●低操作费用原则。

●最少人工处理。

减少中间环节，减少人工费用与可能出错的几率。

●低投资原则。

●有效维护原则。

对机械设备与仓库设施的保养可以有效延长设备使用寿命，创造更多利润。

●简化流程原则。

简化流程可以便于管理，有效提高工作效率。

●易于管理和操作原则。

●超前规划原则。

自动化立体仓库属于一次性投入较大的固定投资，风险很大，而且改造费用高，因此预测未来需求变化，是企业固定资产重要战略。

●标准化原则。

●安全性原则。

●复合操作原则。

●人机工程学原则。

●物料处理次数最少。

●设备使用合理化。

1.3设计标准

1.FEM 9.221：

巷道堆垛机的性能数据、可靠度、有效度

2.FEM 9.851：

巷道堆垛机循环时间的性能数据

3.JB/T 9018-1999：

有轨巷道式高层货架仓库设计规范

2.总体规划设计

2.1功能区域规划

货架区：

自动化立体仓库内主要的区域；

控制值班室：

对设备运作进行操作和监控；并进行其它立体仓库运行管理；合理调度设备完成入库出库作业，使系统高效、稳定、安全地运行；

人工作业区：

主要有验收区、人工拣选区、备货区、复核区，退货区，废品区等。

出入库作业区：

通过链式输送机系统和穿梭车对货物的入库和出库进行系统作业；

应急出库区：

备用应急系统，确保立体仓库的安全和稳定性；

抽检区：

用于对库存物资的抽检；

托盘缓存区：

用于对空托盘的集中缓存，并将空托盘用于入库作业，提高仓库效率；

通道：

保证个功能区域间的设备或人行通畅

其他功能区：

主要有员工休息室，工具保管区等。

2.2物料单元设计

2.2.1物料载体

采用1200mm×1000mm的欧式木质托

2.2.2物料堆码方式

物资A采用重叠法，一个托盘上堆码物资A两件；物资B、C都是一个托盘堆码一件。

2.2.3物料单元尺寸

物资A：

（含托盘高度）1200mm（L）×1000mm（W）×1300mm（H）；大于600kg；

物资B：

（含托盘高度）1200mm（L）×1000mm（W）×1550mm（H）；大于500kg；

物资C：

（含托盘高度）1200mm（L）×1000mm（W）×1950mm（H）；大于1000kg；

2.3货格单元设计

A类：

2350mm（L）×1200mm（W）×1770mm（H）；

2350mm（L）×1200mm（W）×2010mm（H）；

B类：

2450mm（L）×1200mm（W）×1370mm（H）；

2350mm（L）×1200mm（W）×1710mm（H）；

C类：

2450mm（L）×1100mm（W）×1660mm（H）；

2350mm（L）×1200mm（W）×2110mm（H）；

2.4储存量设计

设计货架为12排，28列，共12层，并且按照基础数据中相关物料存储量比例设计和按照物料上轻下重的原则设计，1-6层为C物料，7-10层为B物料，11-12层为A物料。

A类物资：

1568个货位

B类物资：

3136个货位

C类物资：

4704个货位

基本符合个货物储存量比例。

总库容量：

9408个货位

2.5系统能力计算

整排货架的长度L=68m，高度H=21.5m，入库站台的位置E点，出库站台的位置A点，原点O点，P1点（13.6,14.0），P2点（45.3,4.2），P1到P2行走坐标（31.7,9.8）。

2.5.1单循环作业

t（P1）计算

（1）tx计算：

初算得出堆垛机x方向运动的v-t图，

由加速度为0.4m/s2,

最大速度为8/3m/s,

走行距离（即v-t图面积）为14.72m，

0.4*（tx/2）2=14.72,

tx=12.13s。

（2）ty计算

初算得出堆垛机y方向运动的v-t图，

由加速度0.5m/s2,

最大速度0.75m/s,

走行距离（即v-t图面积）为15533.33mm，

ty

0.75*0.75/0.5+0.75t=13.5533，

t=16.5711s，

ty=16.5711+2*0.75/0.5=19.5711s。

（3）tEP1计算

tEP1=MAX（tx，ty）=19.5711s，

（4）tz计算

初算的伸缩叉运动v-t图，

由速度0.5m/s2，

最大速度1m/s,

伸缩距离（即v-t图面积）为1350mm，

0.4*（tx/2）2=1.35,

tz=3.2863s,

由于伸缩叉停顿时间，tz=3.2863+1=4.2863s，

t（p1）=2tEP1+2tz+t0=52.7348s

t（P2）计算

P2（2/3L,1/5H）→P2（45.3,4.2）

（1）tx计算

初步计算得出X运动方向，

堆垛机运动达到最大速度减速时的行程距离

2.6667×（2.6667÷0.4）＝17.7782m

由于17.7782m＜45.3m

所以X方向运动图形如右图

45.3－17.7782＝27.5218m

tX

t＝27.5218÷2.6667＝10.32s

tx＝10.32＋2.6667÷0.4×2＝23.65s

（2）tY计算

初步计算得出Y运动方向，图形

面积即为堆垛机运动达到最大速度减速

时的行程距离：

0.75×0.75×2＝1.125m，

由于1.125m＜21m，

所以X方向运动图形如右图

tY

21－1.125＝19.875m

t＝19.875÷0.75＝26.5s

tY＝26.5＋0.75×4＝29.5s

（3）tEP2计算

tEP2＝max（23.65,29.5）＝29.5s

t（p2）＝2tEP+2tZ+t0＝29.5×2+3.2863×2+5=70.57s

由上述计算得tm1=（t（p1）+t（p2））/2=（52.73+70.57）/2=61.65s

2.5.2复合循环作业

P1至P2走行坐标为（31.7,9.8）

（1）tXP1P2计算

初算堆垛机在P1P2间X方向的v-t图，

由加速度为0.4m/s2,

最大速度为8/3m/s,

走行距离（即v-t图面积）为34.3467mm，

将图形分解计算得堆垛机运动达到最大速度减速的行程距离为：

2.6667×（2.6667÷0.4）＝17.7782m，

tXP1P2=2*（8/3）/0.4+（31.7-17.7782）/（8/3）=18.55s

（2）tyP1P2计算

初算得出堆垛机在P1P2间y方向运动的v-t图，

由加速度0.5m/s2,

最大速度0.75m/s,

走行距离（即v-t图面积）为9.4873m，

堆垛机运动达到最大速度减速时的行程距离，

0.75×0.75×2＝1.125m，

tyP1P2=2*（8/3）/0.4+（9.8-1.125）/0.75=24.89s

（3）tP1P2计算

tP1P2=MAX（tXP1P2，tyP1P2）=24.89s

由上述计算得tm2=tEP1+tP1P2+tEP2+4tZ+2t0=97.11s

2.5.3堆垛机能力计算

N'=3600/（μ1*tm1+μ2*tm2/2）=0.8*61.65+（0.2*97.11）/2=59.03盘/小时/台；（μ1=0.8，μ2=0.2）

2.5.4系统能力

堆垛机有效作业率：

η=0.85

N=N'*0.85*6=59.03*0.85*6=301.05盘/小时=301盘/小时

2.5.5链式输送机能力

速度为12米/分钟；能力为240盘/小时

2.5.6往复式穿梭车输送能力

往复式穿梭车能力极限为80盘/小时；其有效作业率为75盘/小时。

2.6物流作业流程

货物由入库门进入仓库，并在入库区域进行卸货、盘货、码垛等入库作业，由叉车将码好垛的货物送到入库区链式输送机上，通过光电尺寸检测器无误后，由链式输送机、穿梭车和巷道堆垛机构成的入库系统，将货物送入货架区储存；货物出库由巷道堆垛机、穿梭车和链式输送机等构成的出库系统将货物直接输送至库外；并通过机械手臂和托盘码垛机等将空托盘有效的回收。

立体库还可以完成人工作业、盘库、抽检等物流作业。

3.设备选型

3.1叉车

叉车：

合力H系列2-3.5吨内燃平衡重式叉车

3.2链式输送机

链式输送机

3.3穿梭车

穿梭车：

山西东杰双轨穿梭车

3.4巷道堆垛机

堆垛机：

单立柱直行堆垛机

3.5货架

货架