自动化立体库在钣金件加工中的应用

邹哲峰 张杨

摘   要：自动化立体仓库的应用采用智能化物流的方式大大提升了钣金件的制作效率和质量。本文围绕自动化立体库的组成、运行流程、在钣金件加工中的应用进行分析，对当前采用自动化立体库的技术效果予以肯定，指出钣金加工中板材存储、搬运、数量统计、加工建设等在自动化技术的帮助下实行无人值守，是今后钣金加工业中的发展趋势。

关键词：自动化技术  钣金加工  立体库

中图分类号：TG388;TH692                      文献标识码：A                      文章编号：1674-098X（2020）02（b）-0058-02

传统的钣金件的运输需要进行板材搬运、存放等流程，采用自动化立体库技术，将传统的钣金加工、出厂监控、通讯等问题加以解决，加工效率提升、人力成本降低。

1  自动化立体库介绍

自动化立体仓库，是物流仓储中出现的新概念。利用立体仓库设备可实现仓库存取自动化、高层合理化、操作简便化。

1.1 自动化立体库管理上采用WCS系统控制

主体由货架，操作控制系统、堆垛起重机、入（出）库工作台组成。标准尺寸的货位空间，钢结构或钢筋混凝土结构组成的建筑物构成了货架，货架之间的巷道中巷道堆垛起重机穿行完成存、取货工作。当前常见的货架有组合式货架和焊接式货架两种。堆垛机按结构形式分为单立柱和双立柱两种，托盘（货箱）按服务方式分为直道、弯道和转移车三种。WCS控制模式为主自动控制系统操作方式，用现场总线方式驱动自动化立体库系统各设备。钣金材料由堆垛机根据指令运送，WCS控制可以与其他系统联网或集成[1]。

（1）自动立体仓库设计，首先收集、研究用户的原始资料，明确用户所要达到的目标，一是明确自动化立体仓库与上游、下游衔接的工艺过程;二是明确物流要求：上游进入仓库的最大入库员、向下游转运的最大出库量以及所要求的库容量;三是明确物料的规格参数：物料的品种数、物料包装形式、外包装尺寸、重量、保存方式及其它物料的其它特性;四是立体仓库的现场条件及环境要求;五是明确用户对仓库管理系统的功能要求。确定好自动化立体仓库的主要形式及相关参数后，根据这一手资料计算出设计时所需的相关参数合理布置自动化物料搬运设备，实现货物在仓库内按需自动存取，链接仓库以外的生产环节，通过自动化物料搬运设备和计算机管理系统使企业自制生产件和外购件进入自动化仓库储存。

（2）经过系统的建设，自动化生产和运输在钣金加工中得以实行，效率大大提升，人工成本降低。系统程序设定好后，系统就可以自动运行，操作人员可以在钣金加工期间负责生产线的监控，真正实现了无人值守。

2  自动化立体库支持下的钣金加工流程

传统的钣金加工流程是叉车将板材从仓库中进行运送，人工将板材放置在叉車上，开始加工，方式可以通过叉车运输的方法，使得板材从仓库运输到加工件上，但是作为铝材厚铁板为代表的钣金加工材料，体积巨大且重量也大，需要投入很多的人力财力物力，方能完成整个加工流程[2]。

（1）使用自动化立体仓库的方式，将板材由堆垛机进行运输，加工车床到再由机械手进行板材的抓取，加工完成之后再使用洛基家加工件，运回仓库，整个流程由自动化完成，人工不需要再介入，大大降低了人力成本，且提升了加工效率。自动化立体库运行流程。首先通过仓库管理系统进行板材的搬运，系统，可以对板材的库存情况和具体的库位进行获取。管板材的信息包括了尺寸的大小、材质、数量、名称等等，在仓库控制系统和加工车床系统均打开之后，运行加工程序保证通信连接正常的前提下，将钣金加工板材运输到加工车床上、系统中包括板材的信息经过发送指令之后，自动生成移动任务。堆垛机接收到指令之后，将指定货位的板材进行搬运，再将板材运输到小车上之后，作业人员进行板材入库，车床向系统发送需要搬迁指令，系统向堆垛机发送移库指令，堆垛机将板材从仓库中取出，放置在板材搬运小车上，将空托盘取出放置的加工件在小车上，车床加工之后，加工完成，向系统发送指令，通过接口增加加工工件数量，抓起板材之后向系统发送指令，系统通过接口扣除板材数量。加工完成之后，车床向系统发送加工件入库指令，系统向堆垛机发送移动指令。将加工件小车上的工件放置仓库内，并将另一个小空托盘放置的加工工件搬运小车上，完成整体的加工件的搬运工作。进行加工件的搬运的时候，需要将加工好的加工件随时进行入库，系统接到指令后自动生成移动指令，加工件放置在指定货位之后，由加工件搬运小车移送。

（2）WCS控制系统及WMS仓库管理系统的各功能模块根据仓库的工艺流程及用户的要求，在有条件的情况下，对整套系统进行仿真模拟，可以对立体仓库的贮运工作进行较为直观的描述，基础数据管理：用户管理、库管员管理、数据配置、数据备份。仓库管理：货架信息、货位信息;托盘及物料管理：物料类型管理、物料管理、托盘类型管理、托盘管理;手持终端：辅助操作;定制模块：ERP接口对接、数据同步，控制系统及仓库管理。在板材加工过程中，系统接到指令后自动将信息传送给系统中的数据库，接收到指令之后，板材的数量被自动扣除，系统自动通过接口传送系统指令，系统指令中每增加一张加工件的库存信息，就会将加工程序相应的名称、尺寸、大小、加工角度、放置位置等予以录入[3]。

（3）钣金加工生产现场管理混乱，质量问题高发，采用现代的物料信息获取技术可以有效地改善这一现状。物料信息获取技术包括条形码、电子标签等，它们通过光电终端与物料标识的识别来快速提取物料信息并关联到其他外设信息，从而达至准确提取信息的目的。加工车床与自动化立体仓库进行通讯采用TCP/IP的通讯方式，自动化立体库负责进行指令的接收和执行。双方的通讯信息包括钣金加工车床的指令、请求发送和指令接收、执行命令极端的回应[4]。集中式系统控制结构中的通信方式是：主计算机通过在系统结构中心控制室的监控CRT系统，执行仓库管理事务，如发出存货控制、货物入库及载运指令，同时执行仓库设备和储存货物的管理。分布式系统控制结构的通讯方式是主计算机通过控制器分别控制着输送机控制器、堆垛机控制器、AGV控制器、VGA控制器、VGB控制器;各控制器分别管理着设备（输送机、堆垛机、AGV等）。

3  结语

自动化是仓储管理发展的必然趋势，使得仓储和运输形成一个自动化的物流系统，从传统的静态储存转型为“动态储存”，这将成为企业生产物流中的一个重要发展趋势。物流是整个生产的一个环节，在指定的时间实现短时储存，实现下一道工序的生产自动输出，这是当今自动化仓库发展的一个明显的技术趋势。自动化的技术水平的提升带来了自动化立体仓的作业效率的提升。在钣金加工领域，为企业物流效率大幅提升提供技术支持，当前自动化立体库的基本技术日益成熟，越来越多的企业根据实际情况开始采用自动化立体仓库。无论大型还是中小大型的自动化立体库都开始发挥出经济学效益，获得企业青睐。

参考文献

[1] 周金初.自动化立体库在钣金件加工中的应用[J].物流技术与应用，2015，20（2）：113-115.

[2] 毕温海，贾志新，严伟， 等.自动化立体料库机械传动系统FMEA分析[J].重庆大学学报，2019，42（9）：44-54.

[3] 吴文基，王志勇，彭勇明.钣金柔性生产线自动化立体仓库系统[Z].深圳怡丰自动化停车设备有限公司，2005.