Автоматизированные складские системы

Автоматизированная складская система предназначена для приема, хранения, выдачи в производство и учета исходного сырья, основных материалов и заготовок, вспомогательных материалов, порожней тары, инструмента и приспособлений, сменных захватных устройств и запасных частей для станков и ПР, а также для накопления и временного хранения готовых изделий и отходов производства с целью обеспечения эффективного производственного процесса.

Автоматические склады осуществляют взаимодействие производства с внешними по отношению к нему системами промышленного предприятия, например с другими производственными подразделениями и внутризаводским транспортом.

Автоматический склад может включать в себя различные сочетания технологических участков:

• — зоны хранения груза;
• — участков приема и выдачи грузов на внутризаводской транспорт;
• — участков укладки деталей или изделий в транспортно-складскую тару;
• — участков приема и выдачи грузов из зоны хранения;
• — участков приема и выдачи грузов на внутрисистемный транспорт.

Через склады проходят все материальные грузопотоки. Автоматические склады подразделяются на стеллажные и конвейерные.

Схема стеллажного склада с автоматическим стеллажным краном-штабелером и двумя стеллажами приведена на рис. 2.33.

Рис. 2.33. Схема стеллажного склада с автоматическим стеллажным краном-штабелером и двумя стеллажами:

I — автоматический стеллажный кран-штабелер, 2 — стеллажи,

3 — накопители

Основными параметрами склада являются ширина стеллажа В> ширина прохода для крана-штабелера В_пр, дчина накопителя /*, высота склада Н и высота накопителя И_н.

Схема стеллажного склада с автоматическим мостовым краномштабелером и тремя стеллажами приведена на рис. 2.34.

Рис. 2.34. Схема стеллажного склада с автоматическим мостовым краном-штабелером и тремя стеллажами:

1 — мостовой кран-штабелер, 2 — стеллаж

Дополнительными параметрами этого склада являются ширина склада X и зазор между грузом и стеллажом А.

Широкое распространение складов с автоматическими стеллажными кранами-штабелерами объясняется их высокой производительностью, компактностью и легкостью автоматизации. К их недостаткам можно отнести малую грузоподъемность одной секции склада, особенно при небольшой высоте помещения. Стеллажные склады с автоматическими мостовыми кранами-штабелерами целесообразно применять при единичном и мелкосерийном производствах.

В случае, когда при незначительной номенклатуре грузов требуются сравнительно большие запасы материалов, можно использовать автоматизированные склады с гравитационными стеллажами (рис. 2.35).

Рис. 2.35 Автоматизированный склад с гравитационными стеллажами:

1 — автоматические каретки-операторы, 2 — гравитационные стеллажи, 3 — перегрузочные устройства

К оборудованию автоматических складов относятся складская тара, стеллажи, краны-штабелеры, перегрузочные устройства, а также системы автоматического управления складами. Требования к складскому оборудованию делятся на технические, экономические, эксплуатационные, организационные и эргономические.

Технические требования подразделяются на требования к геометрическим и скоростным характеристикам оборудования. Например, геометрические характеристики кранов-штабелеров должны обеспечивать наиболее полное использование объема зоны хранения, а скоростные характеристики — требуемую производительность.

Экономические требования регламентируют наиболее полное использование объема склада.

Эксплуатационные требования обусловливают такую характеристику оборудования, как точность его позиционирования относительно ячеек склада.

Организационные требования обеспечивают условия безопасности труда обслуживающего персонала.

Эргономические требования гарантируют удобство работы с оборудованием и его доступность для очистки и дезинфекции.

На автоматических складах заготовки, детали и изделия перегружаются и складируются в транспортно-складскую тару, представляющую собой ящичные, стоечные или плоские поддоны, или в специальную технологическую тару в виде кассет или спутников.

Грузы в таре складываются на стеллажах, которые могут быть односторонними и двусторонними. Они состоят из рам, полок, винтовых растяжек и фундаментальных болтов. Для автоматических складов стеллажи могут изготовляться в комплекте со стеллажными кранам и-штабе л ерами.

Перегрузочные устройства предназначены для приема грузов, подвозимых внутризаводским транспортом на склады, а также для выдачи уже нагруженных поддонов со склада на транспортную подсистему или наоборот. К перегрузочным устройствам относятся:

• — консольные столы и накопители, встроенные в конструкции стеллажей;
• — поворотные и многопозиционные столы и тележки;
• — роликовые и цепные конвейеры;
• — опускные и подъемные секции;
• — толкатели.

Характеристики некоторых из этих устройств приведены в табл. 2.2.

Перегрузочные устройства автоматических складов ГАП можно оснащать аппаратурой для автоматического контроля массы и габаритов грузов, а также приспособлениями для укладки деталей в тару, их ориентирования, подсчета числа деталей, изделий и тары.

Таблица 2.2

Перегрузочные устройства грузоподъемностью 500 кг для тары размерами 600×800 мм

Системы автоматического управления складами составляют часть общей системы управления производством. Основными их функциями являются:

• — автоматизация перемещения грузов на складе;
• — учет наличия, прибытия и отправления грузов;
• — прием и обработка управляющей информации;
• — выдача информации о работе склада;
• — общее управление и планирование работы склада.

Системы автоматизации склада на нижнем уровне включают в себя приводы исполнительных механизмов, пускорегулирующую аппаратуру, устройства автоматического позиционирования и логического управления и устройства ввода-вывода информации.

Компоновка складских систем Г АП зависит от типа производства, производственной программы, типа внутрицехового транспорта, характеристик конструкции производственного корпуса, а также типа и оборудования самих складов.

Наиболее рациональной является такая компоновка складов, когда они максимально приближены к технологическому оборудованию. В этом случае автоматический кран-штабелер или транспортноскладской робот не только выполняет функции складирования, но и распределяет материалы, заготовки и готовые изделия по рабочим местам. При этом обеспечивается экономия производственных площадей, непосредственная стыковка склада с транспортом и роботизированными технологическими комплексами, повышение надежности всей транспортно-складской системы, происходит общий рост производительности труда и уменьшение затрат на выполнение операций перемещения.

Рационально скомпоновать транспортно-складские системы возможно при использовании в качестве транспортно-складских роботов автоматических стеллажных кранов-штабелеров и при расположении одного или нескольких стеллажей вдоль производственного участка, рядом с робототехнологическими комплексами.

На рис. 2.36 показана схема типовой секции транспортнонакопительной системы с одним стеллажом.

Рис. 2.36. Типовая секция транспортно-накопительной системы:

I — автоматический стеллажный кран-штабелер, 2 — стеллаж,

3 — перегрузочные устройства робототехнологических комплексов, 4 — цепной конвейер-накопитель для приема и выдачи грузов

Рис. 2.37. Центральная компоновка склада ГАП с автоматическим стеллажным краном-штабелером:

• 1 — производственный участок с робототехнологическими комплексами, 2 — перегрузочные устройства и накопители, 3 — участок входного контроля, 4 — автоматический стеллажный кран-штабелер,
• 5 — объединенный склад материалов, заготовок, инструмента, пустой тары и готовых изделий, 6 -поступление материалов, заготовок, пустой тары и инструмента; 7 — выход готовых и бракованных изделий;
• 8 — участок технического контроля

Единый многофункциональный склад с клеточными стеллажами и автоматическим стеллажным краном-штабелером используют при небольших грузопотоках, незначительных сроках и объемах хранения заготовок и готовых изделий. При линейных компоновках склады располагаются в торцах производственного участка и оснащаются стеллажными иди мостовыми автоматическими кранами-штабелерами.

Центральная компоновка склада с автоматическим стеллажным краном-штабелером приведена на рис. 2.37.

При сравнительно небольших грузопотоках автоматические краны-штабел еры можно применять в качестве транспортно-складских роботов, предназначенных не только для обслуживания стеллажного склада или транспортных операций в пределах длины стеллажей, но и для подачи заготовок и материалов непосредственно на перегрузочные устройства робототехнических комплексов, выходящих за пределы стеллажей.

Компоновочные схемы со стеллажными кранами-штабелерами применяют при больших грузопотоках и незначительных объемах хранения грузов, а с мостовыми кранами-штабелерами — при меньших грузопотоках и больших объемах хранения. При больших грузопотоках и объемах хранения грузов рекомендуется создавать отдельные склады для заготовок и готовых изделий. При этом транспортные операции осуществляются или транспортно-складскими роботами, обслуживающими одновременно стеллажные склады, или самостоятельной транспортной подсистемой.