微型仓储物流系统的设计和应用

杨彬1龙鹏2刘海滨3

摘要：i5A5.1系列立体库仓储单元是本公司结合市场需求自主研发，采用沈阳机床自主研发的专用立体库控制系统，可满足新能源、教学、机加、电子、航天、军工等行业的大、中批量零件的物料搬运，该系统由立体仓库货架单元、堆垛机单元、电控系统、iWMS调度系统及倍速链传输线等组成，形成一个完整的仓储物流系统，实现料盘出入库自动搬运、自动读取等功能。堆垛机货叉采用双伸位机构，可以同时叉取货架两侧物料，提高产品生产效率，货架单元采用铝型材结构，提高产品美观性；堆垛机行走采用伺服电机加减速机结构，提高产品运动精度，iWMS系统为本部门为立体库控制系统专属系统。

关键词：立体库堆垛机货架iWMS调度系统

引言

为结合“中国智造2025”项目的推广，进一步加快智能系统和智能设备技术应用的实施，扩大市场影响力，在以往的大型仓储物流单元中，电机采用变频电机，定位精度低，占地面积大的缺点。

本文所设计的微型自动仓储单元，i5A仓储自动化加工单元的总体布局紧凑，型材式货架保证产品美观，伺服电机驱动保证产品运动精度高，运动路径实现最优化。货叉采用双伸位结构，保证货物取货平稳性，输送线采用倍速链结构，可以保证输送线与上料AGV运输车平稳对接，整体产品为自主研发i5系统，保证设备调度平稳性和准确性，整个产品节约占地面积，提高工作效率，详细布局参见图1。

本仓储单元的整体结构主要由堆垛机单元、货架单元、输送线单元、电控单元及iWMS调度系统组成。具体部件组成由下图表示：

图一微型仓储单元整体布局图

1微型自动化仓储单元的设计

1.1微型堆垛机的设计

与传统的大型仓储物流机构不同，本文所设计的微型（U轴、V轴、W轴）（如图2）自动化仓储物流单元优化U轴传动设计，同时优化托盘取送模块，结构示意如图2所示，该种形式的自动化仓储单元即能够节约产品占地面积，还能够提高存储单元工作效率，双向伺服电机驱动货叉的双向伸出机构，保证取送货稳定性，U轴驱动采用伺服电机驱动，提高产品稳定性，传动采用齿形带形式，保证堆垛机单元的重复定位精度，行走及升降机构采用三组滚轮方式，保证结构运行平稳性，整体堆垛机单元采用型材框架，美观可靠，该自动化单元结构设计填补仓储自动线采用伺服机构驱动的空白。

图2堆垛机主体效果图

1.2货架的设计

本货架单元的部件主要由天轨、地轨、立柱、横梁、支撑梁、巷道间横梁、支撑板及调整底座等组成。通过堆垛机系统，将托盘搬运至货架单元上，整体框架采用型材设计，外观美观、新颖，保证产品使用性能（如图3）。

图3货架单元效果图

1.3输送线单元的设计

本输送线单元的部件采用电机驱动齿轮结构等组成。通过堆垛机系统，将托盘搬运至输送线单元上，整体框架采用钢材设计，外观美观、新颖，输送线上设计托盘定位机构，保证堆垛机取货准确性。

图4输送线效果图

1.2iWMS调度系统

iWMS系统完成物流的自动化管理，通过评估物流系统的运行状况，达到设备的最大利用率和最合理的物流调度。

为各管理部门提供有价值的决策信息，对库内物流传输过程实施全程快速信息跟踪和信息反馈。

保证系统信息的实时性和信息的准确性，实现仓库作业的全员绩效管理。

通过入库业务、出库业务、物料对应、虚仓管理和即时库存管理等功能的综合运用，有效控制并跟踪仓库业务的物流全过程，实现完善的企业仓储信息管理。

图6iWMS界面效果图

3产品的实际应用

该套自动化仓储自动线加工单元具有自动化搬运程度高，整体占地面积小、出入库频率快、定位精度高、传动平稳等诸多优势，广泛应用于新能源、机加、教学等自动化物流系统，对现代工业4.0推动起到促进作用（如图7）。

图7仓储系统的实际应用图

参考文献：

[1]徐灏主编机械设计手册北京：机械工业出版社.1991

[2]成大先主编.机械设计手册.北京：化学工业出版社.1993