最佳化效率:非標零件的自動化存儲
目前,許多製造車間需要處理形狀不規則的鑄件,這些鑄件必須放置在特殊的托盤上。這些鑄件通常使用手動堆高機運輸並堆放在指定區域,庫存記錄也採用人工方式。對於大型重型拖拉機鑄件(例如引擎殼體和變速箱殼體),高空堆高機堆疊存在嚴重的安全隱患。人工搬運高品質的鑄件也會增加損壞的風險。此外,人工庫存記錄的準確性低,時效性差。在專用分類區域所採用的堆疊方式會導致垂直空間利用率低、週轉率低,最終造成整體空間利用率低。
為了解決這些問題,工廠必須採取… 自動化儲存和檢索系統 (自動化立體倉庫/檢索系統)。透過自動化車間流程中鑄件的搬運、清潔、入庫和出庫操作以及存儲,該工廠旨在提高倉庫週轉效率和操作安全性,降低營運成本,並實現資訊化、自動化和精益化的倉儲管理。
一、鑄造外殼零件儲存系統概述
鑄造殼體部件,例如引擎殼體和變速箱殼體,尺寸較大,且對品質要求很高。人工堆高機搬運操作風險高,且勞動強度大。傳統的倉儲方式佔地面積大,週轉效率低,且庫存可視性不足。因此,有必要設計並實施一套能夠容納多種產品類型和尺寸的自動化智慧儲存系統。
鑑於此自動化搬運系統的具體要求,雙桅杆 堆疊起重機選擇這些措施是為了提高運行安全性和可靠性。 堆疊起重機採用向量閉環變頻控制,在實現高速運轉的同時防止負載不穩定。
提升機構採用附煞車的螺旋錐齒輪直角馬達減速器直接驅動捲筒。鋼絲繩驅動負載平台垂直移動。固定滑輪和動滑輪均採用工程級尼龍材料,運轉噪音低,維護簡便,並可目視檢查鋼索磨損情況。鋼絲繩安全係數設計為10,客製化的高強度鋼絲繩可提供4~6年的安全使用壽命。配備超速煞車裝置和偵測系統,確保提升安全性達到電梯標準。
潛伏型AGV部署在自動化立體倉庫(AS/RS)的入口和出口以及與各個車間流程的介面。它們的主要功能是自動連接操作人員與生產線、清洗線和自動化倉庫。
在入庫作業期間,操作員將外殼零件放置在托盤上。 AGV(自動導引車)將托盤運送到自動標記區,龍門機器人在此抓取工件並將其裝入標記機。標記完成後,翻轉裝置將工件翻轉,龍門機器人將其放置在由AGV提供的空托盤上。隨後,AGV將托盤運送到半成品緩衝區。當需要進行加工時,AGV將托盤運送到加工車間。加工完成後,托盤被運送到清洗車間。清洗後,AGV將托盤運送到AS/RS(自動化立體倉庫)入庫提升輸送機,該輸送機透過堆疊機操作自動將托盤轉移到指定的儲存位置。
在出庫作業期間,堆高機將托盤放置在出口處的輸送帶上,在那裡等待 AGV 將其運送到組裝車間。
二、軟體架構
倉庫管理系統(WMS)
倉庫控制系統(WCS)
AGV控制系統(RCS)
這些系統協同管理儲存位置分配、流程節點協調和物料搬運效率。它們記錄所有操作事件,並即時追蹤生產、組裝、入庫和出庫狀態。本系統可與企業的ERP系統、製造執行系統(MES)以及下游收貨部門無縫接軌。任務路徑規劃指導可提高揀貨的準確性和效率,從而確保提升生產績效。
三、應對鑄造外殼零件倉儲中的實際挑戰
傳統鑄造外殼零件的儲存方式面臨許多挑戰:
- 有限的托盤標準化
- 垂直空間利用率不足及物流通道過寬
- 自動化程度低
- 資訊化程度低
已實施的設計措施
為了減少托盤種類並最大限度地提高標準化程度,我們為鑄造外殼零件開發了一種通用托盤設計。貨架系統採用兩種標準化尺寸設計,以適應多種產品規格。我們採用了四層自動化立體倉庫(AS/RS)配置,以最大限度地利用垂直空間。
引進自動導引車(AGV)是為了減少物流通道的需求。部署倉庫管理系統(WMS)和倉庫控制系統(WCS)來實現倉庫營運的自動化,從而能夠對所有設備進行即時監控和控制。透過整合加工和組裝工位,貫徹了先進先出(FIFO)原則。
在入庫操作中,操作員透過PDA請求空托盤。物料條碼由雷射打標機列印,物料按數量捆紮到托盤上。無需人工幹預,物料即可在生產、清洗和組裝工序之間自動轉移。自動化立體倉庫(AS/RS)軟體自動分配儲存位置並記錄庫存資料。在出庫操作中,從AS/RS中取出指定的托盤,庫存記錄自動更新。
四、安全措施和緊急保護
電氣控制櫃沿著自動化儲存和檢索系統(AS/RS)牆面安裝,並設有專用人員通道。控制櫃配備觸控螢幕、鑰匙開關、狀態指示燈、故障指示燈和聲音警報器,由受過訓練的技術人員操作。
在自動模式下運行,堆高機無需人工幹預即可執行WCS指令。為確保人員和設備安全,採取了以下措施:
- 具備電氣連鎖功能的全面硬體和軟體安全保護
- 旅行、提升和延伸限制光電感測器
- 強制減速功能,以防止速度過快
- 雙位置偵測及負載存在驗證
- 入口尺寸檢驗,防止存放尺寸不匹配
- 過載和繩索鬆弛保護(當負載達到額定負載的 1.5 倍或張力喪失時觸發)
- AGV區域內設有專用行人安全通道及人機分隔帶
- 所有設備上均配有三色號誌燈,用於指示運轉狀態
五、專案成果
自投入使用以來,自動化鑄造外殼零件儲存系統已成功實現了生產、清洗和組裝流程的整合自動化,帶來了以下好處:
- 減少人工搬運,提高物流效率
- 消除高空堆垛,提高作業安全性
- 減少托盤變形和產品損壞
- 車間流程之間的自動化互連
- 提高空間利用率,解決場地容量限制問題
該系統可實現加工和清洗流程中自動化運輸、輸送、卸垛以及自動化儲存和檢索系統(AS/RS)的入庫和出庫操作。它顯著提高了物流效率和自動化水平,降低了人工成本,並增強了企業的整體自動化能力,從而為公司創造了更大的長期價值。

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