某小型立體倉庫貨架結構方案設計

李驥

摘要：文中敘述了自動化立體倉庫的概念。同時針對小型的連接器自動化立體中間倉庫，介紹了立體倉庫貨架的傳統結構的區別和優勢，結合設計規范，給出了一種立體倉庫貨架結構設計方案。

關鍵詞：自動化立體庫;懸臂式貨架;貨架結構

引言

自動化立體倉庫，又稱自動化高架倉庫和自動儲存系統。它是以鋼結構貨架、堆垛機、和搬運設備構成的存取單元貨物并可以自動化作業的倉庫。貨架是鋼結構的結構體，貨架內是標準尺寸的儲存貨物的空間，堆垛機運行于貨架之間的通道中，完成存、取貨的工作。自動化系統與生產管理系統聯通，構成倉庫自動化。自動化立體庫是實現高效率物流和大容量儲藏的關鍵系統，在現代化生產中具有舉足輕重的作用。

現有一個連接器自動線項目。該自動線的零件出庫、半成品出入以托盤形式實現，現需要配備一個物料中間庫。針對該項目，中間庫采用自動化立體倉庫的方案，同時設計貨架的結構方案。

1 自動化立體庫的設計要求

1.1. 立體庫尺寸

根據設計要求，該立體倉庫主要規格為6000mm（長）*1750（寬）*6300mm（高），并有前后兩個進出口，將零件出入庫以及半成品出入庫區域分開。

要求立體庫的庫容量不小于600個托盤。立體庫為可拆卸的結構，便于運輸和安裝。

1.2貨物尺寸

因為該立體庫主要是零件出庫、半成品出入的中間庫，主要貨物就是線上流動的托盤。托盤尺寸（含貨物）為200mm（長）*200mm（寬）*65mm（高），每個托盤連同貨物的質量為3.5KG。

2 自動化立體庫的貨架結構設計

要求的小型立體庫是一個配有堆垛機，能夠自己自動定位，只有一個巷道的小型立體倉庫。因此可供選擇的貨架結構有：牛腿式貨架、懸臂式貨架。

1.牛腿式貨架 也叫貫通式貨架，因其主要靠牛腿受力保證貨架的穩定性。牛腿式貨架采用托盤存取模式，將推盤直接存放在貨架的隔板上，適用于品種少，批量大的貨物儲存。

2.懸臂式貨架 懸臂式貨架主要由立柱片、懸臂梁、連接桿等組成，其特點是前伸的懸臂結構輕巧，載重能力好的特點，并且對存放小型輕質物料，特別是電子器件，能大幅提高倉庫的利用率和工作效率。

牛腿式和懸臂式相比，牛腿式貨架適用于輕型貨物，適用于各種物流中心，懸臂式多用于特殊物料。而實際要求存放的載盤比較特殊，而且質量不超過4KG，所以采用懸臂式貨架。

懸臂式貨架以貨架儲存單元化托盤貨物，貨架固定于立庫兩側，中間配以堆垛機。整體外架用型鋼搭建，鋁型材安裝在型鋼中，貨架用螺釘直接裝在鋁型材上。貨架的結構示意圖如下：

根據貨架選取的類型，以國標JBT 9018-2011自動化立體倉庫設計規范為基礎，簡單給出一個設計方案。

1.貨架的設計：

采用每個貨架裝一個托盤的設計，因為每個托盤的尺寸確定，給出貨架的結構為托盤平放在貨架托架上，在貨架上用銷釘對托盤定位，防止托盤掉落和傾斜。結構如下圖所示：

根據JBT 9018-2011自動化立體庫設計規范，貨物和貨架的側向間隙一般在50mm～100mm范圍內選用。在這里我們選50mm為側向間隙，所以貨架懸臂的長度為托盤長度加上側向間隙為200+50=250mm;

托盤放在貨架懸臂上，懸臂的2只手臂與托盤平齊，保證托盤的平穩支撐，所以懸臂的總寬度為200mm。給出單懸臂的寬度為50mm。

3.倉庫儲存區設計：

從要求得知，該立體庫的尺寸為6000mm*1750mm*6300mm。根據JBT 9018-2011設計規范第8條的規范，要求堆垛機最外側和貨架保護罩之間的最小距離應該大于500mm;貨架頂面至外罩的距離不小于300mm，因為立體庫出口高度為900mm，保證堆垛機的設計，貨架底部距地面高度為1500mm，貨物在高度方向上的凈空間為55mm，每個貨架之間間隔為50mm，堆垛機沿巷道寬度方向上最外側與貨架立柱或者貨物之間的間隙一般在50mm～100mm范圍內選用，采用50mm。則：

貨架的高度為：65+55=120mm;

儲存區的最大長度為：6000-500*2=5000mm;

儲存區的最大高度為：6300-300-1500=4500mm;

儲存區長度方向上貨格列數：5000/（200+50）=20;

儲存區高度方向上貨格層數：4500/120=37.5，取整為37。即高度方向上每列可以放37層貨格;

單面儲存區貨格數：20*37=740;庫容量：740*2=1440.

設計要求庫容量不小于600個托盤，現有設計庫容量為1440，遠大于設計庫容，滿足要求。

4 總結

通過該立體庫的貨架機械結構方案設計，理解了自動化立體庫的各種貨架結構和使用場合，根據實際需求，給出了一種貨架結構的設計。

總的來說，自動化立體庫的機械結構已經完成，信息化的互聯互通已經成為最重要的部分。更重要的是通過自動化立體庫的建立過程，將自動化立體庫的RFID系統部署到生產的各個部分，引入生產過程管理系統MES，對生產過程全面管理。通過生產信息數據流的互聯互通，使生產線實現信息深度自感知、智慧優化自決策、精準控制自執行，從而實現制造 智能化。

參考文獻

[1] 劉昌祺等 自動化立體倉庫設計 北京：機械工業出版社.2004

[2] JBT 9018-2011《自動化立體倉庫設計規范》