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摘要：穿梭式货架系统具有用地少、单位面积库容量大、投资低、自动化程度高、便于批次管理和产品追溯、维护灵活、出入库能力可柔性调节等优点，得到越来越广泛的应用。本文介绍了一种穿俊式货架应用于烟草企业卷烟成品库的
物流自动化系统的设计原理和作业流程。
关键词：穿梭式货架；系统规划设计；烟草行业；应用
中图分类号： TU74文献标识码： A
一、引言
由于穿梭式货架系统具有用地少、单位面积库容量大、投资低、自动化程度高、便于批次管理和产品追溯、维护灵活、出入库能力可柔性调节等优点，近年来得到越来越广泛的应用。此类货架的单位货物存储量远大于其他类别的货架结构形式，适用于诸如饮料、烟草、乳制品、低温冷冻产品、家电、化工、制衣等大批量、少品种、流动量大的物料存储。目前，烟草生产企业成品倉库存储主要有以下几种模式，一是临时堆放于地上的模式，二是存入巷道堆垛机高架库的模式，三是贯通式货架存储模式。这三种模式各有其不足之处，所以做好货架结构的前略性设计规划就显得尤为重要。
本文提供一种穿梭式货架物流自动化系统，应用于烟草生产企业卷烟成品仓库存储解决方案，可实现卷烟成品烟箱存储和自动化出入库。该系统投资少，并可根据需求灵活、便捷地提高出入库能力。
二、穿梭式货架系统的结构规划设计
穿梭式货架系统是由货架钢结构及其配套的托盘单元搬运用穿梭式台车、货架钢结构系统出入端口的叉车或其他搬运系统组成。其中，穿梭式货架钢结构可以说是驶入式货架钢结构体系与托盘横梁式货架钢结构体系的良好组合结构，即将驶入式货架钢结构体系中的叉车存取货物通道及叉车作业通道转化为穿梭式台车的作业通道，叉车只在穿梭式货架出入端部向货架体系内装卸货品或转换穿梭式台车的作业通道，不需到通道内存取货物，提高了作业的安全性，作业效率也比驶入式货架高；同时，也将驶入式货架结构中存储托盘单元的导轨承重梁转化为穿梭式台车的行驶轨道和存储托盘单元的导轨承重梁，由穿梭式台车将托盘单元货品从入库端运至相应的储位或出库端，特别是将驶入式货架结构中的大多数导轨承重梁的悬臂支撑结构改成了托盘横梁式的简支梁与悬臂支撑结构共存的结构模式，提高了穿梭式货架系统的结构稳定性，也充分发挥了密集式货架的存储特性。
穿梭式货架是由多层轨道承重梁与货架立柱组构成的梁柱结构，并附加上穿梭式台车专用导轨结构、穿梭式台车及托盘单元专用的安全防护结构等组成的一种密集存储式货架。其组成部分主要包括：侧立于列口两侧的货架立柱组、轨道支撑件、水平或背部交叉拉扦及其他安全防护结构（叉车限位器、防护柱、分离式入口导向装置、穿梭式台车防坠落装置等）。其中，货架立柱组一般由货架立柱、横斜补、立柱可调地脚等部件组成；轨道承重梁是依附于货架梁柱结构主体上的、穿梭式台车运行专用的支撑、导向部件，垂直安装于轨道支撑件上，托盘单元货品也可直接放置于轨道载重梁上；轨道支撑件垂直安装于货架立柱组上，承受来自于轨道载重梁上垂直载荷的构件，该梁与立柱宜采用插接式半刚半铰连接，以提高装配安装效率，宜采用螺栓把该梁与立柱进行紧固连接，以保证结构的可靠性；水平或背部交叉拉杆用以控制货架钢结构单元的装配垂直度、水平度等，以提高货架结构的稳定承载性。
穿梭式货架系统的穿梭导轨在生产制造与安装上的要求比较严格，如：导轨直线度1.5mm/3m,全长≤5mm,同巷道两导轨高度差≤2mm,导轨拼接间隙≤3mm,同巷道两导轨净间距0~2mm。导轨对行走驱动轮（采用高强度聚氨酯材质)的使用寿命影响很大，对于锂电池的实际运行效能的影响也很大，并且会影响穿梭台车的平稳运行以及货架整体结构的动荷载。
图1存储单元及布局尺寸
图2穿梭货架式托盘存储示意图
三、穿梭式货架系统的规划与设计在烟草生产企业中的应用
基于穿梭式货架系统具有投资少，并可根据需求灵活、便捷地提高出入库能力的功能特点，本文提供一种穿梭式货架卷烟成品库物流自动化系统解决方案。以下从穿梭式货架卷烟成品库物流自动化系统设计原理和工作过程方面进行介绍。
1、穿梭式货架卷烟成品入库工艺流程基本按照下列程序进行：
条烟输送——集中装封箱机——烟箱打码——托盘堆垛——件烟提升机——分层入库——件烟托盘码垛——叉车运输，穿梭车托盘入库——出库，叉车取货，放入出库托盘提升机——人工烟箱装货。详情如图3所示。
图3 卷烟成品入库工艺流程图
2穿梭式货架系统卷烟成品入库工作过程
各个卷包机组生产的成品条烟，经条烟输送线送到车间集中装封箱区，由装封箱机装成件烟，贴码器在件烟上贴上国家“一号工程码”。利用安装在装封箱机出口处的条码阅读器，记录从装封箱机出来的件烟一号工程条码，并存储于电控系统PLC对应的DB块中计算机调度管理系统从PLC的DB块中读取条码后，与前三个月所有件烟的条码进行比较，若出现重码件烟，则通知PLC在一楼件烟输送线的副除口把重码件烟剔除并报警提示，机台操作人员对重码件烟进行人工处理。无重码的件烟由提升机输送至二楼。提升到二楼的成品件烟由安装在输送线上的条码阅读器读取件烟的“一号工程条码”。条码不能识别的箱烟由满杯出口剔除，进行人工处理。条码能识别的件烟，根据同一装封箱机出的件烟码到同一托盘的原则，由扫推式分拣机分到机器人所对应的码操工位。码操机器人按调度系统指定的操型、电控系统计算的数量将件烟堆码到空托盘上。成品实托盘码放完成后，计算机管理终端通过读写器把成品托盘信息写入托盘的电子标签。外形检测合格的实托盘经链式输送机、往复穿梭车、巷道堆探机送至计算机调度系统指定的货位上储存。码垛前，件烟码操所需的空托盘以组的形式（10个托盘/组）从高架库中取出，经出库输送线，由往复穿梭车送至托盘拆分机。托盘拆分机把托盘组拆分成单个空托盘。单个托盘由托盘输送线送至各机器人码燥工位，并在码操工位前缓存一个空托盘。同时系统为人工码操保留了一个待用空托盘。当某台码操机器人出现故障，且它的码操工位输送线的件烟已积满时，此时可以釆用应急人工码操。需要堆码的成品件烟从满杯出口输出，人工码操完成后通过读写器把成品托盘信息写入托盘电子标签。经过外形检测站台，合格的成品托盘经输送机、穿梭车输送到成品立库入库站台，由巷道堆操机搬运至计算机调度管理系统指定的货位储存。外形检测不合格的件烟则退回，由人工进行整理并重新入库。
通过对堆垛机数量和布局的设计，系统入库作业和出库作业可以同时进行，且除了用叉车将件烟抱上入库站台属于人工作业外，其余均属于自动作业。而且，数量可依据出入库需求进行增减，以提高出入库能力或减少投资，达到最优化配置。
四、结束语
本文介绍的穿梭式货架物流自动化系统，应用于烟草生产企业卷烟成品仓库存储解决方案，较之传统的临时堆放模式或巷道堆垛机高架库模式，具有以下优点:采用密集存储方式，大幅提高单位面积的库容量，节约了大量用地，投资少;自动化程度高，提高了件烟的出入库能力，并实现高效率自动存取，提高生产效率（较驶入式货架，效率可提高2-3倍），降低劳动强度;信息化程度高，能提高对件烟管理水平，有效管理作业现场，便于实现任意仓储，满足小批量订单、多规格牌号的生产需求，并便于件烟清点、盘库和信息追溯。该系统相对于驶入式货架系统与巷道式货架系统，结构稳定，抗震能力强。
参考文献
[1] 龚雪宜.第八讲 Flex sim在烟草行业中的应用(1)[J].物流技术(装备版). 2011(08)
[2] 樊跃进.现代物流技术在红河卷烟厂自动化物流系统的应用[J].现代制造. 2003(10)
[3] 周云湘,杨剑锋.创新的曲烟自动化物流系统[J].物流技术与应用.2005(02)
[4] 任军,武启平,陈浩,孔祥震,郝询.现代自动化物流系统在北京卷烟厂中的应用[J].制造业自动化. 2010(05)
物流自动化系统的设计原理和作业流程。
关键词：穿梭式货架；系统规划设计；烟草行业；应用
中图分类号： TU74文献标识码： A
一、引言
由于穿梭式货架系统具有用地少、单位面积库容量大、投资低、自动化程度高、便于批次管理和产品追溯、维护灵活、出入库能力可柔性调节等优点，近年来得到越来越广泛的应用。此类货架的单位货物存储量远大于其他类别的货架结构形式，适用于诸如饮料、烟草、乳制品、低温冷冻产品、家电、化工、制衣等大批量、少品种、流动量大的物料存储。目前，烟草生产企业成品倉库存储主要有以下几种模式，一是临时堆放于地上的模式，二是存入巷道堆垛机高架库的模式，三是贯通式货架存储模式。这三种模式各有其不足之处，所以做好货架结构的前略性设计规划就显得尤为重要。
本文提供一种穿梭式货架物流自动化系统，应用于烟草生产企业卷烟成品仓库存储解决方案，可实现卷烟成品烟箱存储和自动化出入库。该系统投资少，并可根据需求灵活、便捷地提高出入库能力。
二、穿梭式货架系统的结构规划设计
穿梭式货架系统是由货架钢结构及其配套的托盘单元搬运用穿梭式台车、货架钢结构系统出入端口的叉车或其他搬运系统组成。其中，穿梭式货架钢结构可以说是驶入式货架钢结构体系与托盘横梁式货架钢结构体系的良好组合结构，即将驶入式货架钢结构体系中的叉车存取货物通道及叉车作业通道转化为穿梭式台车的作业通道，叉车只在穿梭式货架出入端部向货架体系内装卸货品或转换穿梭式台车的作业通道，不需到通道内存取货物，提高了作业的安全性，作业效率也比驶入式货架高；同时，也将驶入式货架结构中存储托盘单元的导轨承重梁转化为穿梭式台车的行驶轨道和存储托盘单元的导轨承重梁，由穿梭式台车将托盘单元货品从入库端运至相应的储位或出库端，特别是将驶入式货架结构中的大多数导轨承重梁的悬臂支撑结构改成了托盘横梁式的简支梁与悬臂支撑结构共存的结构模式，提高了穿梭式货架系统的结构稳定性，也充分发挥了密集式货架的存储特性。
穿梭式货架是由多层轨道承重梁与货架立柱组构成的梁柱结构，并附加上穿梭式台车专用导轨结构、穿梭式台车及托盘单元专用的安全防护结构等组成的一种密集存储式货架。其组成部分主要包括：侧立于列口两侧的货架立柱组、轨道支撑件、水平或背部交叉拉扦及其他安全防护结构（叉车限位器、防护柱、分离式入口导向装置、穿梭式台车防坠落装置等）。其中，货架立柱组一般由货架立柱、横斜补、立柱可调地脚等部件组成；轨道承重梁是依附于货架梁柱结构主体上的、穿梭式台车运行专用的支撑、导向部件，垂直安装于轨道支撑件上，托盘单元货品也可直接放置于轨道载重梁上；轨道支撑件垂直安装于货架立柱组上，承受来自于轨道载重梁上垂直载荷的构件，该梁与立柱宜采用插接式半刚半铰连接，以提高装配安装效率，宜采用螺栓把该梁与立柱进行紧固连接，以保证结构的可靠性；水平或背部交叉拉杆用以控制货架钢结构单元的装配垂直度、水平度等，以提高货架结构的稳定承载性。
穿梭式货架系统的穿梭导轨在生产制造与安装上的要求比较严格，如：导轨直线度1.5mm/3m,全长≤5mm,同巷道两导轨高度差≤2mm,导轨拼接间隙≤3mm,同巷道两导轨净间距0~2mm。导轨对行走驱动轮（采用高强度聚氨酯材质)的使用寿命影响很大，对于锂电池的实际运行效能的影响也很大，并且会影响穿梭台车的平稳运行以及货架整体结构的动荷载。
图1存储单元及布局尺寸
图2穿梭货架式托盘存储示意图
三、穿梭式货架系统的规划与设计在烟草生产企业中的应用
基于穿梭式货架系统具有投资少，并可根据需求灵活、便捷地提高出入库能力的功能特点，本文提供一种穿梭式货架卷烟成品库物流自动化系统解决方案。以下从穿梭式货架卷烟成品库物流自动化系统设计原理和工作过程方面进行介绍。
1、穿梭式货架卷烟成品入库工艺流程基本按照下列程序进行：
条烟输送——集中装封箱机——烟箱打码——托盘堆垛——件烟提升机——分层入库——件烟托盘码垛——叉车运输，穿梭车托盘入库——出库，叉车取货，放入出库托盘提升机——人工烟箱装货。详情如图3所示。
图3 卷烟成品入库工艺流程图
2穿梭式货架系统卷烟成品入库工作过程
各个卷包机组生产的成品条烟，经条烟输送线送到车间集中装封箱区，由装封箱机装成件烟，贴码器在件烟上贴上国家“一号工程码”。利用安装在装封箱机出口处的条码阅读器，记录从装封箱机出来的件烟一号工程条码，并存储于电控系统PLC对应的DB块中计算机调度管理系统从PLC的DB块中读取条码后，与前三个月所有件烟的条码进行比较，若出现重码件烟，则通知PLC在一楼件烟输送线的副除口把重码件烟剔除并报警提示，机台操作人员对重码件烟进行人工处理。无重码的件烟由提升机输送至二楼。提升到二楼的成品件烟由安装在输送线上的条码阅读器读取件烟的“一号工程条码”。条码不能识别的箱烟由满杯出口剔除，进行人工处理。条码能识别的件烟，根据同一装封箱机出的件烟码到同一托盘的原则，由扫推式分拣机分到机器人所对应的码操工位。码操机器人按调度系统指定的操型、电控系统计算的数量将件烟堆码到空托盘上。成品实托盘码放完成后，计算机管理终端通过读写器把成品托盘信息写入托盘的电子标签。外形检测合格的实托盘经链式输送机、往复穿梭车、巷道堆探机送至计算机调度系统指定的货位上储存。码垛前，件烟码操所需的空托盘以组的形式（10个托盘/组）从高架库中取出，经出库输送线，由往复穿梭车送至托盘拆分机。托盘拆分机把托盘组拆分成单个空托盘。单个托盘由托盘输送线送至各机器人码燥工位，并在码操工位前缓存一个空托盘。同时系统为人工码操保留了一个待用空托盘。当某台码操机器人出现故障，且它的码操工位输送线的件烟已积满时，此时可以釆用应急人工码操。需要堆码的成品件烟从满杯出口输出，人工码操完成后通过读写器把成品托盘信息写入托盘电子标签。经过外形检测站台，合格的成品托盘经输送机、穿梭车输送到成品立库入库站台，由巷道堆操机搬运至计算机调度管理系统指定的货位储存。外形检测不合格的件烟则退回，由人工进行整理并重新入库。
通过对堆垛机数量和布局的设计，系统入库作业和出库作业可以同时进行，且除了用叉车将件烟抱上入库站台属于人工作业外，其余均属于自动作业。而且，数量可依据出入库需求进行增减，以提高出入库能力或减少投资，达到最优化配置。
四、结束语
本文介绍的穿梭式货架物流自动化系统，应用于烟草生产企业卷烟成品仓库存储解决方案，较之传统的临时堆放模式或巷道堆垛机高架库模式，具有以下优点:采用密集存储方式，大幅提高单位面积的库容量，节约了大量用地，投资少;自动化程度高，提高了件烟的出入库能力，并实现高效率自动存取，提高生产效率（较驶入式货架，效率可提高2-3倍），降低劳动强度;信息化程度高，能提高对件烟管理水平，有效管理作业现场，便于实现任意仓储，满足小批量订单、多规格牌号的生产需求，并便于件烟清点、盘库和信息追溯。该系统相对于驶入式货架系统与巷道式货架系统，结构稳定，抗震能力强。
参考文献
[1] 龚雪宜.第八讲 Flex sim在烟草行业中的应用(1)[J].物流技术(装备版). 2011(08)
[2] 樊跃进.现代物流技术在红河卷烟厂自动化物流系统的应用[J].现代制造. 2003(10)
[3] 周云湘,杨剑锋.创新的曲烟自动化物流系统[J].物流技术与应用.2005(02)
[4] 任军,武启平,陈浩,孔祥震,郝询.现代自动化物流系统在北京卷烟厂中的应用[J].制造业自动化. 2010(05)