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自動化立體倉庫技术在橡胶轮胎行业中的应用

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【摘要】:

自動化立體倉庫在生产制造环节发挥着重要作用,本文以某国际知名橡胶集团为案例,从项目需求、方案制定、系统构成等多个角度,全方面介绍了自動化立體倉庫系统在橡胶轮胎生产中的实际应用。该项目可实现某橡胶集团炼胶车间混炼胶的自动输送、立体存储、智能管理,是实现智能炼胶、无人炼胶的重要技术支撑方案。

轮胎行业由于生产工艺的原因,生产车间的工作环境一般有温度高,气味浓烈,烟雾大等特点。而随着人们生活水平不断提高,越来越少的工人愿意在这样的环境中工作,企业招工越来越难,用工成本也越来越高,轮胎行业的生产工艺和工作环境急需升级改造。采用自動化立體倉庫技术,可实现胶料的自动存储、自动输送,以及胶料集中封闭管理,最大程度减少胶片对车间空气质量的影响。这既是智能项目,又是环保项目,是典型的功能叠加解決方案,可为行业提供一定借鉴。

本文以某国际知名橡胶集团为案例,从项目需求、方案制定、系统构成等多个角度全方面介绍了自動化立體倉庫系统在橡胶轮胎生产中的实际应用。

一、項目需求

某集团公司是国际知名的轮胎生产企业,在世界轮胎企业中具有举足轻重的地位。混炼胶车间中立体库占地尺寸为100m(L)×15m(W)×15m(H),项目需求是将8条胶冷线生产的胶料根据要求进行输送入库、出库,外购促进剂的入库、出库。混炼胶立体仓库存放丁基料、无硫料、促进剂、二段加工料、空托盘 ,货物重量最大为1吨/托。混炼胶自動化立體倉庫区域分为左区和右区,即左、右两个仓库。需实现自动供应空托对接胶冷线胶料收皮处,并将8条胶冷线生产的胶料根据要求输送至不同的仓库区域存储,再根据实际生产需求将胶料出库至二楼,或者在一楼出库至其他车间。货物基础信息,如表1;

 

貨物出入庫物流要求及流量需求,如表2。

 

 

二、方案制定

1.布局規劃

结合企业厂地情况,将混炼胶自動化立體倉庫规划为左区和右区,即左、右两个仓库。设计规划采用RGV小车、拆盘机、输送线与一楼胶冷线直接对接,使用自動化立體倉庫进行货物存储,可实现空托自动供应至胶冷线收胶处;收胶后,胶料自动输送入库、出库,整个过程无人化。自動化立體倉庫硬件系统主要采用了堆垛机、货架、RGV小车、输送线、拆盘机、AGV小车等设备。图1为混炼胶自動化立體倉庫整体效果图。

左、右庫各由2個巷道組成,高度14.5m,貨架7層高,總貨物數爲1464貨位,左庫728貨位(所存貨物尺寸:1200mm×1000mm×1450mm),右庫736貨位(右庫分存兩種貨物尺寸:1200mm×1200mm×1750mm的288貨位;1200mm×1000mm×1450mm的448貨位),庫位規劃滿足客戶1448貨位的使用需求。

混炼胶自動化立體倉庫的出入库流量一共为172托/h,左、右两库共采用4台堆垛机,平均每台堆垛机能力要求为43托/h。鉴于客户流量需求比较大,堆垛机设计为双叉堆垛机,即堆垛机上有两个货叉,可同时叉取/放2托货物,出入库能力满足客户使用需求。

2.混煉膠立體倉庫作業流程

貨物入庫和出庫作業流程,

 

图片

(1)一樓丁基料、無硫料入庫:RGV將庫內空托盤分別輸送到8條膠冷線的終端(始終保持有空托盤待料),拆盤後進行收膠;膠冷線收膠後帶有膠料信息的滿托(膠料信息由MES系統寫入RFID芯片),輸送到外形檢測工位,檢測貨物外形不合格,則發出警報,送異常整理口人工整理,人工整理後再入庫,若二次外形檢測仍不合格,則由RGV將貨物送至異常下線口;異常整理口兼作不入庫膠料的下線口;外形檢測合格,由RGV送至巷道入庫口的輸送線上(其中丁基料全部入左庫,無硫料由系統分配確定入左庫或右庫);貨物到達堆垛機取貨位後,堆垛機取貨並送至系統指定的貨架儲位上(堆垛機上設置RFID閱讀器實現入庫貨位分配、自動盤庫、出庫校驗功能);計算機自動過賬,入庫作業完成。如圖4。

(2)一樓促進劑入庫:人員在電腦上下入庫指令,空托盤出至一樓右庫右端輸送線上,叉車將促進劑放在空托上組盤入庫,確認後貨物入庫;若入庫口上的外形檢測到貨物外形不合格,則退出整理;若入庫口上的外形檢測到貨物外形合格,則把貨物信息寫入RFID芯片,生成入庫指令,則由堆垛機取貨位後,送至系統指定的貨架儲位上,入庫作業完成。如圖5。

 

(3)一樓丁基料出庫:系統下達出庫指令,左庫堆垛機將丁基料送至左庫一樓右端的輸送線上;通過輸送線、RGV輸送到右庫一樓右端的輸送線出口,顯示屏提示出庫信息;叉車根據顯示屏信息下線出庫,返回的空托盤回庫;也可通過左庫堆垛機將丁基料送至左庫一樓左端的輸送線上,RGV對接貨物輸送至出庫輸送線上,叉車叉取下線出庫,返回的空托回庫,出庫作業完成。如圖6。

 

(4)二樓無硫料出庫:系統下達出庫指令;堆垛機啓動並根據計算機下達的出庫指令取出貨物,送二樓巷道端部輸送線上;再通過RGV輸送到出庫輸送線上;AGV叉車進行取貨作業,將貨物輸送至産線,出庫作業完成。丁基料二樓出庫,空托入庫,如圖7。

(5)二樓促進劑出庫:系統下達出庫指令;堆垛機啓動並根據計算機下達的出庫指令取出貨物,送二樓巷道端部輸送線上;叉車進行取貨作業,出庫作業完成。如圖8。

(6)一樓二段料通過右庫堆垛機直接上二樓:叉車將二段料放到右庫一樓的輸送線上;發出物料輸送請求;通過RGV、輸送線、堆垛機將物料輸送到二樓輸送線上;AGV叉車取走物料。如圖9、圖10。

 

三、系統構成

通過倉庫管理系統WMS和生産制造系統MES無縫對接,實際數據流精准快速交付。此項目涉及到的系統包括:倉庫管理系統WMS、物流設備控制系統WCS、手持終端系統RFS和看板顯示系統等等,實現了人、貨、車、設備的全方位管控。

WMS总系统主要包含出入库、库存管理和监控、数据维护、系统管理等功能。WCS系统上层通过以太网与仓库管理系统WMS联接,接收WMS 的作业任务指令;下层通过工业总线、串行通信等其他通信设备与堆垛机、RGV小车、AGV小车、输送线设备控制系统等通讯,下达设备运行指令和采集接收设备的运转状态和任务执行状态;功能包含任务管理、作业调度、监控设备、异常处理等。手持终端系统RFS用于入库配盘、出库、库存查询,盘点查询、托盘合并等。显示系统用于显示出入口当前执行任务的信息,对整个仓库的情况包括存储、报警、设备状态等进行实时显示。

整個系統能夠對庫存貨物進行自動管理,實現貨物實時精確管理功能。系統架構,如圖11所示。

四、結語

本文详细分析了自動化立體倉庫技术在轮胎行业中炼胶车间中的方案规划过程,根据客户项目现场的实际情况及要求,采用合理的方案,使得炼胶车间的胶冷线—仓库—产线作业全部实现机械化、自动化,无人化、提高了作业效率。项目特点如下:

1.提高了空間利用率,項目改造前采用堆放在地面的方式,現采用高層貨架、立體儲存,能有效利用空間,減少占地面積,降低土地購置費用。

2.膠片集中管理,集中處理、集中排放、減少汙染,改善環保問題。

3.貨位集中,便于控制與管理,特別是使用倉庫管理系統,信息化管理,不但能夠實現作業過程的自動控制,而且能夠對庫存貨物進行精准管理。

4.具有無人化、信息化、高速化、密集化、智能化等特點,減少勞動力及提高物流管理水平,是實現無人煉膠的重要技術支撐方案。