某小型立体仓库货架结构方案设计

李骥

摘要：文中叙述了自动化立体仓库的概念。同时针对小型的连接器自动化立体中间仓库，介绍了立体仓库货架的传统结构的区别和优势，结合设计规范，给出了一种立体仓库货架结构设计方案。

关键词：自动化立体库;悬臂式货架;货架结构

引言

自动化立体仓库，又称自动化高架仓库和自动储存系统。它是以钢结构货架、堆垛机、和搬运设备构成的存取单元货物并可以自动化作业的仓库。货架是钢结构的结构体，货架内是标准尺寸的储存货物的空间，堆垛机运行于货架之间的通道中，完成存、取货的工作。自动化系统与生产管理系统联通，构成仓库自动化。自动化立体库是实现高效率物流和大容量储藏的关键系统，在现代化生产中具有举足轻重的作用。

现有一个连接器自动线项目。该自动线的零件出库、半成品出入以托盘形式实现，现需要配备一个物料中间库。针对该项目，中间库采用自动化立体仓库的方案，同时设计货架的结构方案。

1 自动化立体库的设计要求

1.1. 立体库尺寸

根据设计要求，该立体仓库主要规格为6000mm（长）*1750（宽）*6300mm（高），并有前后两个进出口，将零件出入库以及半成品出入库区域分开。

要求立体库的库容量不小于600个托盘。立體库为可拆卸的结构，便于运输和安装。

1.2货物尺寸

因为该立体库主要是零件出库、半成品出入的中间库，主要货物就是线上流动的托盘。托盘尺寸（含货物）为200mm（长）*200mm（宽）*65mm（高），每个托盘连同货物的质量为3.5KG。

2 自动化立体库的货架结构设计

要求的小型立体库是一个配有堆垛机，能够自己自动定位，只有一个巷道的小型立体仓库。因此可供选择的货架结构有：牛腿式货架、悬臂式货架。

1.牛腿式货架 也叫贯通式货架，因其主要靠牛腿受力保证货架的稳定性。牛腿式货架采用托盘存取模式，将推盘直接存放在货架的隔板上，适用于品种少，批量大的货物储存。

2.悬臂式货架 悬臂式货架主要由立柱片、悬臂梁、连接杆等组成，其特点是前伸的悬臂结构轻巧，载重能力好的特点，并且对存放小型轻质物料，特别是电子器件，能大幅提高仓库的利用率和工作效率。

牛腿式和悬臂式相比，牛腿式货架适用于轻型货物，适用于各种物流中心，悬臂式多用于特殊物料。而实际要求存放的载盘比较特殊，而且质量不超过4KG，所以采用悬臂式货架。

悬臂式货架以货架储存单元化托盘货物，货架固定于立库两侧，中间配以堆垛机。整体外架用型钢搭建，铝型材安装在型钢中，货架用螺钉直接装在铝型材上。货架的结构示意图如下：

根据货架选取的类型，以国标JBT 9018-2011自动化立体仓库设计规范为基础，简单给出一个设计方案。

1.货架的设计：

采用每个货架装一个托盘的设计，因为每个托盘的尺寸确定，给出货架的结构为托盘平放在货架托架上，在货架上用销钉对托盘定位，防止托盘掉落和倾斜。结构如下图所示：

根据JBT 9018-2011自动化立体库设计规范，货物和货架的侧向间隙一般在50mm～100mm范围内选用。在这里我们选50mm为侧向间隙，所以货架悬臂的长度为托盘长度加上侧向间隙为200+50=250mm;

托盘放在货架悬臂上，悬臂的2只手臂与托盘平齐，保证托盘的平稳支撑，所以悬臂的总宽度为200mm。给出单悬臂的宽度为50mm。

3.仓库储存区设计：

从要求得知，该立体库的尺寸为6000mm*1750mm*6300mm。根据JBT 9018-2011设计规范第8条的规范，要求堆垛机最外侧和货架保护罩之间的最小距离应该大于500mm;货架顶面至外罩的距离不小于300mm，因为立体库出口高度为900mm，保证堆垛机的设计，货架底部距地面高度为1500mm，货物在高度方向上的净空间为55mm，每个货架之间间隔为50mm，堆垛机沿巷道宽度方向上最外侧与货架立柱或者货物之间的间隙一般在50mm～100mm范围内选用，采用50mm。则：

货架的高度为：65+55=120mm;

储存区的最大长度为：6000-500*2=5000mm;

储存区的最大高度为：6300-300-1500=4500mm;

储存区长度方向上货格列数：5000/（200+50）=20;

储存区高度方向上货格层数：4500/120=37.5，取整为37。即高度方向上每列可以放37层货格;

单面储存区货格数：20*37=740;库容量：740*2=1440.

设计要求库容量不小于600个托盘，现有设计库容量为1440，远大于设计库容，满足要求。

4 总结

通过该立体库的货架机械结构方案设计，理解了自动化立体库的各种货架结构和使用场合，根据实际需求，给出了一种货架结构的设计。

总的来说，自动化立体库的机械结构已经完成，信息化的互联互通已经成为最重要的部分。更重要的是通过自动化立体库的建立过程，将自动化立体库的RFID系统部署到生产的各个部分，引入生产过程管理系统MES，对生产过程全面管理。通过生产信息数据流的互联互通，使生产线实现信息深度自感知、智慧优化自决策、精准控制自执行，从而实现制造 智能化。

参考文献

[1] 刘昌祺等 自动化立体仓库设计 北京：机械工业出版社.2004

[2] JBT 9018-2011《自动化立体仓库设计规范》