本系統(tǒng)是一種密集式雙向子母穿梭車自動存取倉儲物流裝置，主要由穿梭母車和穿梭子車及其行走軌道、軌道貫通式密集巷道貨架、出入庫升降機、子母車換層機、出庫輸送線、入庫輸送線、非接觸供電、監(jiān)控系統(tǒng)、倉儲管理系統(tǒng)以及計算機控制系統(tǒng)等組成。
一、概述
穿梭式密集存儲是目前普遍接受的高密度倉儲模式。在穿梭式密集存儲系統(tǒng)中，穿梭車可在貫通式貨架的軌道上雙向運行，通過與叉車或堆垛機配合，從而實現(xiàn)對密集存儲貨架內(nèi)物資的存取作業(yè)。
穿梭式子母車（RGV+）自動化密集存取系統(tǒng)是在穿梭式密集存儲系統(tǒng)的基礎上設計出的一種新型倉儲存取系統(tǒng)，其核心作業(yè)設備穿梭式子母車具有四向行走功能，穿梭母車不僅能夠在垂直于貫通式貨架軌道的橫向軌道上雙向行駛，還能利用穿梭母車上搭載的穿梭子車在其一側或兩側的軌道貫穿式密集貨架任意巷道內(nèi)實現(xiàn)自動存取作業(yè)，增加了貨架布局和庫內(nèi)作業(yè)的靈活性。由于它無需堆垛機即可實現(xiàn)自主作業(yè)，減少了堆垛機作業(yè)通道所占用的庫房面積，是高密度密集存儲和自動化倉儲的發(fā)展方向，在煙草、冷鏈物流、醫(yī)藥等行業(yè)有著廣泛的應用前景。
二、系統(tǒng)出入庫作業(yè)流程
穿梭式子母車自動化密集存取系統(tǒng)是以托盤為物流單元的物流裝置。整個物流過程實際上是由提升機?穿梭母車?穿梭子車之間相互接駁實現(xiàn)了物資的出入庫作業(yè)。其物流過程包含貨架外和貨架內(nèi)部兩部分；貨架外的由理貨組盤、物資搬運作業(yè)人員和叉車完成，貨架內(nèi)的物資搬運由托盤提升機和穿梭式子母車（RGV+）協(xié)同完成。
入庫作業(yè)流程： 物資到貨→生成入庫計劃→理貨組盤→叉車運輸→分配入庫貨位→提升機換層→子母車接貨運輸→子車送達。
出庫作業(yè)流程： 生成出庫計劃→分配出庫貨位→穿梭式子母車運輸→升降機換層→叉車運輸→物資出庫/拆盤作業(yè)。
物資流量較大的倉庫通常分時進行物資出入庫作業(yè)，在入庫作業(yè)中使用的組盤服務臺、叉車、托盤升降機、穿梭式子母車（RGV+）與出庫作業(yè)中使用的拆盤服務臺、叉車、穿梭式子母車（RGV+）是同一套設備，出庫托盤升降機一般單獨設置。因此，應分別分析倉庫物資出入庫作業(yè)過程的設備要求，使設備配置能滿足出入庫作業(yè)需求。
三、系統(tǒng)主要設備
本系統(tǒng)是一種密集式雙向子母穿梭車自動存取倉儲物流裝置，主要由穿梭母車和穿梭子車及其行走軌道、軌道貫通式密集巷道貨架、出入庫升降機、子母車換層機、出庫輸送線、入庫輸送線、非接觸供電、監(jiān)控系統(tǒng)、倉儲管理系統(tǒng)以及計算機控制系統(tǒng)等組成。
3.1 穿梭式子母車（RGV+）
|
參數(shù)規(guī)格 |
RGV+500 |
RGV+1000 |
RGV+1500 |
||
|
適用托盤 |
W1100~1250mm D800~1100mm |
||||
|
輸送負載總重量 |
Max500kg |
Max1000kg |
Max1500kg |
||
|
空載行走速度 |
1.5m/s |
1.0m/s |
0.5m/s |
||
|
滿載行走速度 |
1.3m/s |
1.2m/s |
0.9m/s |
||
|
移載輸送速度 |
0.2m/s |
||||
|
設備自重 |
Max 320kg |
||||
|
行走電機SEW380V |
1.5KW |
2.2KW |
3.7KW |
||
|
移載電機SEW380V |
0.37KW |
0.55KW |
0.75KW |
||
|
供電方式 |
非接觸感應供電 |
||||
|
通訊方式 |
|||||
|
與上位機 |
無線紅外激光通訊 DDLS200 |
||||
|
與子車 |
無線紅外激光通訊或WIFI |
||||
|
控制模式 |
手動/自動 |
||||
|
使用環(huán)境溫度 |
-15℃-40℃ |
||||
|
運行噪音 |
≤65db |
||||
|
參數(shù)規(guī)格 |
RGV+500 |
RGV+1000 |
RGV+1500 |
|
可用托盤規(guī)格 |
W1100~1250mm D800~1100mm |
||
|
托盤類型 |
川字型、田字型，木制、塑料、鋼制 |
||
|
輸送負載總重量 |
Max500kg |
Max1000kg |
Max1500kg |
|
行走方式 |
軌道式行走 |
||
|
空車行走速度 |
1.1m/s |
||
|
滿載行走速度 |
0.9m/S |
0.7m/s |
0.5m/s |
|
頂升參數(shù) |
|
||
|
頂升單動時間 |
1.1s |
1.3s |
1.5s |
|
頂升行程 |
22mm |
||
|
頂升后托盤與軌道間隙 |
13mm |
||
|
設備自重 |
230kg |
238kg |
246kg |
|
行走驅(qū)動電機 |
Lenze 24V 200W |
||
|
行走輪 |
Ф120mm 高性能聚氨酯輪 |
||
|
頂升電機 |
Lenze 24V 370W |
||
|
超級電容容量 |
33V 290F |
||
|
充電時長、充電次數(shù) |
40s 100萬次 |
||
|
通訊方式 |
無線紅外激光通訊器DDLS200 |
||
|
遙控方式 |
無線電頻率433MHz 3.7V 1500mAh |
||
|
運行噪音 |
≤60db |
||
3.4 升降機系統(tǒng)
3.5 RGV+穿梭母車供電系統(tǒng)
穿梭母車電力供給采用本公司研發(fā)的非接觸感應供電系統(tǒng)。非接觸式供電，依據(jù)電磁感應原理，給移動設備源源不斷提供電力，輸電線路和負載沒有電氣連接和物理接觸。在RGV+行走軌道的一側敷設利茲電纜，感應集電器安裝在穿梭母車底板靠非接觸供電線路一側隨穿梭母車往復移動，通過電磁感應產(chǎn)生電力。其既滿足了設備高速移動需求，又解決了倉儲環(huán)境中滑觸式供電易產(chǎn)生接觸磨損、火花、污染等缺點。
穿梭母車除了配有控制系統(tǒng)外，還配備了超級電容充電系統(tǒng)，通過設置在穿梭母車上的正負電極向穿梭子車提供滑觸式安全防護式充電接口。
3.6 RGV+穿梭子車供電系統(tǒng)
穿梭子車電力供給采用超級電容這一新型儲能技術。超級電容，也就是電化學雙層電容，是近幾年才發(fā)展起來的一種專門用于儲能的特種電容器，是介于傳統(tǒng)物理電容器和電池特性之間的一種新型儲能器件。與傳統(tǒng)的電解電容器相比，超級電容器的儲能密度高、充電時間只需40秒、循環(huán)使用壽命長，其反復充電使用的極限壽命可以達到 10 0萬次以上，是健康綠色環(huán)保型儲能器件。所選用的超級電容組充滿一次電可以滿足穿梭子車0.2KW驅(qū)動電機按照1m/s速度行走150m來回，解決了傳統(tǒng)蓄電池每天需頻繁充電的難題，充分滿足子車電力需求。
充電模式：由于穿梭母車設有充電系統(tǒng)和充電電極接口，穿梭子車底部設有與充電電極相對應的集電器。當穿梭子車返回穿梭母車時，穿梭子車集電器與穿梭母車充電電極彈性滑觸連接，超級電容器能量管理系統(tǒng)自動選擇快充或慢充模式。
四、RGV+穿梭車的安全運行控制
為了保證人身、貨物及設備的安全，RGV+穿梭車配備有完善的硬件及軟件的安全保護裝置，RGV+本身還具有自診斷功能屏顯。并在電氣控制上采取一系列保護措施：
4.1從基本的電機控制角度，各電機均設有過流繼電器對電機進行保護；
4.2 從RGV+安全運行控制角度，設置了行走端點限位及升降端點限位傳感器；設置了行走高速強制切除功能，從而防止穿梭車運行至軌道兩端附近時運行速度過快；設置了升降高速強制切除功能；防止頂升貨物速度過快；
4.3 從出入庫操作安全角度，為防止空出庫、重復入庫等現(xiàn)象發(fā)生，設置了出入庫位置上的貨物檢測傳感器；為防止貨物尺寸與欲入庫貨物尺寸不符，設置了貨物尺寸檢測傳感器；為防止貨物坍塌情況的發(fā)生，RGV+穿梭車上設置了貨物坍塌傳感器；還設置了松鏈傳感器，以檢測松鏈情況的發(fā)生；
4.4 從安全報警角度，RGV+穿梭車和升降機控制箱上分別設置了緊急停止按鈕，以備在非常情況下切斷RGV+穿梭車和升降機電源，設置有異常狀態(tài)下的聲光報警裝置，并用指示燈指示RGV+穿梭車工作狀態(tài)。
五、實現(xiàn)與應用
穿梭式子母車（RGV+）自動化密集存取系統(tǒng)以一套三層入庫升降移載機和一套三層出庫升降移載機立體存儲結構為例，根據(jù)倉庫面積和倉儲物資情況，可以設置N列、N個托盤貨位。系統(tǒng)中采用3臺RGV+穿梭車分別在每層各自的橫向軌道上運行；RGV+穿梭車上的穿梭子車可以在軌道貫通式密集貨架任意巷道來回穿梭。 RGV+穿梭車通過紅外激光通訊方式與地面主站PLC通訊；地面主站PLC通過以太網(wǎng)與監(jiān)控級計算機通訊，實現(xiàn)整個自動化倉庫系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)與監(jiān)控，并實現(xiàn)了聯(lián)機自動、本機自動、半自動及手動四鐘RGV+控制模式。
RGV+穿梭車通過激光絕對認址實現(xiàn)了測距、調(diào)速的數(shù)字化，確保了RGV+穿梭車運行精確、平穩(wěn)；由于RGV+穿梭車運行靈活、速度較快的特點，使庫臺和貨位地址變更、出入庫操作更為高效、可靠。
◎基于RGV+穿梭車的高靈活性，貨架可以設計成多層、多列，匹配對應層高的升降機，組成自動化密集存取系統(tǒng)。
◎在出入庫物流頻率允許的前提下，RGV+穿梭車可以通過換層升降機進行換層作業(yè)，以減少系統(tǒng)的投資。
◎RGV+中的穿梭子車還可以與叉車組合，構成一種半自動化倉儲系統(tǒng)。叉車可將穿梭子車放置于任意巷道的任意貨架層，多個巷道也可以共用一部穿梭子車，實資的存取作業(yè)
六、結語
RGV+穿梭式子母車自動化密集存取系統(tǒng),通過集成可編程控制器、分布式現(xiàn)場總線、矢量變頻調(diào)速、激光測距定位、無線紅外激光通訊、無線射頻識別（RFID）、非接觸感應供電、超級電容儲能等高新技術，實現(xiàn)了RGV+穿梭車的精確絕對認址與平滑調(diào)速。實際工程應用結果表明，該系統(tǒng)具有成本低、自動化程度高的特點，可以提升物資大批量批進、批出的作業(yè)效率，在同等面積倉庫環(huán)境下比普通橫梁貨架布局托盤貨位增加3倍，具有設備投資少、高性價比、集成度高、可擴展性強、低物流成本等優(yōu)點，同時達到減員增效的目的，從而實現(xiàn)綠色節(jié)能環(huán)保的理念。
