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设计巴巴工作室 关于自动化立体仓库使用双货叉问题的探讨 摘 要 本文主要探讨的是可以提高生产效率的双货叉立体仓库系统。通过使用该系统，可以缩短堆垛机在一个双任务流程中的运行时间，从而大大提高了仓库的工作效率。双货叉仓库系统相当于一个四任务指令模块（quadruple command mode简称QC）中的双指令任务书流程。一个很有建设性的思想被提出来，即通过堆垛机按某一顺序运行可以缩短在一个（QC）中的运行时间，蒙地卡罗对此进行了模拟对比实验，实验结果证明确实提高了堆垛机的搬运效率，这就说明了这种方案的可行性。 关键字:自动化立体仓库设计； 自动化立体仓库的控制；物流系统；功能模拟和分析 绪 论 自动化立体仓库被广泛地应用于仓储和制造设备当中。典型的单位货物装卸立体仓库由储藏架，堆垛机，自动运输小车，和入库/出库台组成。衡量一个立体仓库系统的优劣的主要标准是仓库系统的工作效率。立体仓库的工作效率与堆垛机运行一个工作流程所需的时间成反比，这个工作流程时间包括堆垛机装卸货物的时间，显然堆垛机装卸货物的时间在一定程度上取决于堆垛机和货架的具体结构和规格。 Han et al.[2]通过立体仓库返回站点的排列提高了立体仓库的工作能力，合理的排列返回站点堆垛机能减少不必要的行程，从而缩短了时间，提高了效率。这样他们就提出了一种最大限度提高效率理论，即如果堆垛机在双指令模块流程中可以缩短运行时间那么这将最大程度的提高立体仓库的工作效率。也就是说，如果堆垛机运行的是单命令路线，却能完成存货和返回的动作，则工作效率的提高也就实现了。 在论文中，我们分析了一种可供选择的堆垛机设计方法，这种设计出来的堆垛机与一般的堆垛机不同，在原来的基础增加了一个货叉，这种新颖设计的堆垛机拥有两个货叉，它在运作中可以缩短在货架到返回点之间的运行时间。这种设计方案符合 Han et al.所说的最大效率理论。 双货叉堆垛机主要是针对如何提高堆垛机的工作能力这一问题所设计的一种新颖堆垛机。目前，立体仓库系统的研究是以单货叉堆垛机为主要对象。在本文关于双货叉堆垛机功能的分析也是建立有前人研究的基础上的。 可供选择的堆垛机设计 一个基本的单一装载立体仓库系统中，每一个货架巷道内都有一台可供操作的堆垛机，每台堆垛机有一根立柱被固定在天花板和地面之间，这根立柱可以在巷道内的水平位置移动。与立柱相连的是一个货叉机构，它可以载着货物沿着立柱上下移动，货叉也可以作相对于货格的水平取货和存货运动，其结构原理如图1所示。 一个基本的单货叉堆垛机立体仓库系统能够完成一个单指令作业流程也能完成一个双指令作业流程。一个单指令作业流程由存货和取货组成，对于一个存货过程所需时间包括堆垛机在入库处装载货物，行驶到目标货格，卸下货物，然后回到仓库入口处这一连串动作总共所需的时间。同样可以分析取货过程所需时间。 一个双指令流程就是在同一个工作流程中完成存货和取货的操作。这个过程时间包括从入口处装货，运行到存货货格位置，把货放在货架上，空运行到取货货格位置，从货架上取下货物，回到仓库入口处，并卸下货物这一过程总共需要的时间。 如果我们对堆垛机的双指令工作流程路线（如图2中实线所示）稍加分析就会发现，当在完成一个取货运作时，就暗示着可以进行下一个存货运作，而且，如果在同一地方可以进行存货和取货运作，那么运行时间将被缩短，这个运行时间相当于运行一个单指令流程所需的时间。就目前已存在的立体仓库设计，要实现这种操作是不可能的，因此，另外一种双货叉式的堆垛机就应运而生了。 图1 单货叉堆垛机结构 图2 堆垛机的双任务运行路线 堆垛机的运作 设想一台安装了两个货叉的堆垛机,这种新颖的堆垛机可以同时装载两件货物,为了两件货物分别能存库和出库,所以堆垛机的两个货叉机构能够相互独立运行,具体结构如图3所示,这种堆垛机的工作过程将在下文详细介绍。 图 3. 双货叉堆垛机结构设计 堆垛机从仓库入口处将要被储存的货物装载到第一个货叉平台上，然后向取货的位置移动.到达要取货的位置之后，第二个货叉台伸货格内取货，当取货的动作完成之后，堆垛机控制第一个货叉台卸货。堆垛机然后再回到入口处。这整个操作流程就像是一个单指令运作再加上一小段重新定位运行过程（即堆垛机第二个货叉平台装载和卸载过程），这样一来，其运作就像一台堆垛机完成先完成取货然后再存货的一个双任务命令。 因为这种堆垛机有两个货叉平台，所以两个货叉的定位控制将是系统的一个很重要的功能。堆垛机用两个货叉可以在某个货架的同一