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中山海川机器人丨纸卷自动化立体仓库规划设计详细方案

B2B资讯 2年前 (2022-12-08) 浏览 7

原标题:纸卷自动化立体仓库规划设计详细方案

纸卷自动化立体仓库集机械设备、电气控制系统和仓库管理系统为一体,在自动仓库内实现对纸卷的自动存取,对造纸厂物流环节的效率有着显著提升。本文以某纸厂纸卷自动仓库为研究对象,对其总体方案规划设计进行了详细的研究,旨在提出一套针对造纸行业应用的自动化立体仓库解决方案。

一、概述

根据国家发展规划,造纸行业正在逐步淘汰落后产能,随着能耗大、污染严重的造纸企业被关停,市场空间得到进一步释放。近几年国内规模较大的造纸厂新上项目以大产量为主,箱板纸、瓦楞纸新上项目年产量超30万吨,高档文化纸、白卡纸年产量超50万吨。随着产量的提高,对纸卷储存能力的要求也日益提升。仓储作为现代物流的重要环节,在企业的供应链管理中发挥着重要作用。自动立体仓库是仓储自动化的核心,是联系生产和销售的纽带,对实现生产自动化至关重要。因此,设计专门的自动立体仓库以满足纸卷储存、出入库的需求,提高物流效率,具有十分重要的意义。

二、设计条件及要求

针对某纸厂年产100万吨成品纸卷的项目,仓库需满足存储其2周产能的要求,根据场地情况,结合自动仓库设备本身特点及在其他类似项目的经验,制定一套切实可行的方案。系统设计总体要求:

1)系统能长期稳定可靠运行,工作模式为24小时*365天;

2)仓库可用空间:150*110*26m(长*宽*高);

3)集成化设计,实现纸卷从生产线到仓库,再到发货的全自动运行,并对纸卷信息进行实时管理;

4)对于现有的存储空间必须进行合理化的布局,存储量不小于吨,纸卷入库量200吨/小时(24小时工作制),出库量400吨/小时(12小时工作制),实现纸卷出入库物流系统最优化。

三、系统组成及作业流程

纸卷自动仓库系统主要由仓库建筑、高层货架、巷道堆垛机、出入库输送系统、自动控制系统及信息管理系统组成。通过一流的集成化物流理念,采用先进的制造、控制技术,通过协调以上设备的运行,自动、有序、准确、地完成出入库作业。

入库作业流程:复卷后的纸卷经过输送包装系统在wms、wcs系统调度下,纸卷经入库输送系统,送入立体仓库的入库点。根据对纸卷信息的自动读取,堆垛机将输送线上的纸卷取走,送至指定的货位处。wms更新信息,入库完成。出库作业流程:wms按生产信息,经过计算后,下达出库指令。堆垛机于指定货位叉取货物,并送至出库位输送线上,经由出库端输送机,送至指定出库口。叉车取货后扫描出货单,wms更新信息,出库完成。以上流程均通过自动化程序控制,同时,自动仓库系统也具有半自动、人工(检修)等控制模式。

四、自动化立体仓库设计

4.1货架设计

首先根据要求,确定系统总体存储量。通过对货物规格分析,确定装载单元规格,进一步确认货格尺寸。结合仓库空间及消防分区要求,设计出as/rs布局。

4.1.1存储货物规格分析

标准卷尺寸φ*mm,单个纸卷重量kg。按照存储量不低于吨,80%的存储原则下,对应纸卷货位数不少于个。根据客户提供的产品规格信息,纸卷直径范围为-mm,幅宽800-mm。货物规格在直径方面相差较小,在幅宽方向变化较大。通过对类似企业的成品纸卷幅宽数据进行统计分析、分类筛选,得到表1:

根据纸卷规格分类参数,初步将货位深度设置为、、mm三种规格。

4.1.2货格尺寸设计

在确定货物规格宽度的基础上,本系统采用组合横梁式货架,单货格形式。其中:货格有效宽度=货物宽度+2*侧向间隙=+2*55=mm;货格净高=货物高度(含搁架)+垂直间隙=+195=mm;根据货位深度不同,、、三种规格货物对应的承载单元计算重量分别为、、kg,根据有限元计算结果进行货架规格选型,对应的立柱和横梁尺寸为120、100mm。结合自动喷淋消防设备的安装空间货架及立柱节距为75的整数倍的要求,确定单元货格尺寸,见表2:

4.1.3货架规划

结合仓库可用宽度及消防分区的要求进行线性规划,根据计算出的最优解,得出以上规格对应的巷道数分别为6、4、4个,总计14个巷道。结合仓库长度方向可用空间及可用净高度的限制,自动仓库的货架设置为83列,14层。故整个自动仓库的总货位数为:(6+4+4)*2排*83列*14层=个。理论存储量为:个*1.66吨=吨。按照80%的存储原则,实际存储量约为吨,能够满足存储需求。

4.2堆垛机设计

4.2.1载货台工作时间

载货台工作时间主要包括定位、货叉探测、货叉作业循环等。货叉行程为2.8米。

t1=2+2+2+2+2.8*4/(40/60)=24.8s

其中,货叉每次定位探测的时间约为2s。

4.2.2堆垛机行走时间

堆垛机的行走主要包括水平和升降两个方向,一个工作周期的运行范围为:堆垛机从入库点至p1(l/5,2/3h)点存放货物,然后到p2(2/3l,h/5)点取货,最后到出库点。在本系统中,h=22.4m,l=125.4m。

t2=2+2+2+2+125.4/(160/60)+22.4*(4/3)/(40/60)=100s

其中,堆垛机每次启动停止的时间约为2s。

4.2.3堆垛机规划

系统每小时处理量为(400+200)/1.66≈362个纸卷出入库,每条巷道负责362/14≈26卷。即单台堆垛机在60/26≈2.3min=138s内完成一个纸卷的入库或者出库工作循环。根据计算,堆垛机主要运行参数见表4

五、结束语

本文是以具体项目为依托,在深入实际调研的基础上,结合纸卷储存的具体要求,经过计算讨论,得出仓库的布局和系统设计参数,程度的提高仓库的存储量。通过仓库管理系统的统一调配,大大提高出入库能力,降低发货错误率。并可以与工厂生产管理系统整合,使生产管理更加科学、高效,有效提高生产效率。本文对指导纸卷自动仓库的设计和新建、改造仓库系统具有参考作用。


来源:中国储运网

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