⑸水平式钢架子母车系统。其钢架型式类似重力式钢架,但库位内没有滚轮输送,只支撑荷重的水平槽铁,而其库位间的运送是依靠动力的子车,子车上主要设计有一偏心的凸轮,利用凸轮的旋转,使子车台随升降动作,进行负荷物的存取,如图17-3所示。
3.按建筑型式区分
⑴自立式钢架仓储系统
对于现有厂房或新建建筑物,如独立安装仓储系统,由于它的钢架与建筑物是各自分离的结构体,故钢架设计必须能承受负载的重量及地震造成的短期负载,而风力计算则由建筑物承担。
自立式钢架仓储系统,一般15米高度以下较为经济,因高过15米时,建筑物内部必须挑空结构,所以不经济,而且地板荷重会超过地耐力,需进行基础补强。不过,在地质不佳的地点,即使是15米以下的自立式,也可能需要打桩,因此不可未经确认就轻易安装。
自立式钢架因其底部有调整螺栓,其地板的水平要求公差较宽松,一般最大容许公差为总量的±20mm,施工时须注意其公差数,否则超出螺栓可调整的范围,会增加施工的困难度。
其钢架与地面的固定方式,一般有扩张螺栓和化学螺栓二种,都必须在现有地面钻孔,所以新铺置地板时,其配筋尽可能避开钢架固定螺栓孔的位置,以减少钻断钢筋的机率,配筋前先划线规范是最佳处理方式。
自立式钢架仓储系统,其结构体与建筑物可分开施工,而且钢架安装时都在室内,不易受天气影响,所以工期较短。依系统大小的不同,一般而言,现场施工试车平均3~5个月即可完成。
⑵一体式钢架仓储系统
一体式钢架仓储系统是指钢架与建筑物结构是一体的,其钢架除了承受本身储存品的荷重外,还必须考虑地震、强风等外力所产生的应力,整个结构体不能视为设备而是建筑物。
一体式钢架自动仓储系统的高度一般在15米以上。目前国外的高架吊车已有40米高。
由于自动仓库的基础不允许有太多的不均匀沉降,而一体式钢架仓储系统基础负荷较大,所以除了少数良好的地质区域外,需打桩支撑基础板,以减少不均匀沉降,而一般基桩当属预应力基桩最经济有效。当然,如因环境不允许打桩出现震动或噪音时,也可考虑其他方式的基桩施工法。
一体式钢架仓储系统的钢架一般不考虑高低调整的问题,所以它对基础钢架要求较严格,通常要求整个基础钢架平面在±3mm以内,如图17-4所示。
在高层的仓储内,必须考虑自动洒水消防系统的规划。
除了基础、钢架、消防外,隔热和排风系统也需考虑,对于隔热材料,可依各地夏天的最高温度,计算其所能容忍的最高导热温度,通风量也可由每小时要求的换气量进行计算设计。
高层建筑物也需考虑避雷系统,但若仓库外表的材质是铝锌钢板时,避雷系统的钢线必须隔离保护,否则一旦让雨水将铜离子与锌板反应,屋顶会很快被侵蚀而发生漏水。
一体式钢架仓储系统的精度控制必须从基础开始,而钢架必须按模具组焊,以利于整体安装,钢架的总偏移量在10mm以内,若超过误差时,高架吊车存取机的保护检测系统会有警告信号,当然系统运转自然不顺畅。但由于欧美高架吊车系统逐渐被引进国内,而其定位控制系统由编码器控制,所以可对每一库位设定一位置,理论上,在此类高架吊车系统中,倾斜的钢架是可被接受的,但试车时间较长,必须逐一作库位设定(日本系统高架吊车,以地上的定位板,配合近接开关,按库位的中心线为定位停止点,所以同列库位钢架被要求需垂直同一中心线,但近期也有日本厂商研究编码器的控制系统)。
4.按仓库设备形式分类
⑴单位负载式自动仓储
单位负载的一般承载容器以栈板、蝴蝶笼为代表,标准平均重量以1000公斤为主,根据其承载物品的特性,有不同的装载容器,甚至不需任何容器栈板,如纸浆、棉包等,以其物品本身的强度存放于钢架内,而其单位重量都很常见,1500公斤至2000公斤都很常见。
单位负载式自动仓储,根据它的频率特性、储存物品种类多寡的特性不同,再加上建造成本的考虑,会有不同形态的主机与钢架搭配设计,常见的如下:
单宽巷道、单深钢架。即高架吊车巷道二侧各有一单排钢架为库位,每次存取一单位重物,控制系统和作业性简单,不受存放物品种类限制,应用弹性最佳,这一类在自动仓储系统中占大部分。
单宽巷道、双深库位。由于其高架吊车巷道两侧各可存取两排荷物,在相同的库位除可节省一台高架吊车费用外,也可节省一台高架吊车巷道所需使用的土地面积,所以可大幅降低单位库位的造价,但其限制条件除必须能满足系统总频率外,还需属于同物品批量入库和批量出库形态的,才会有较好的作业性,所以这类系统适合少样多量的仓库,由于高架吊车叉牙存取较深,所以周期时间会较长。
单宽巷道、双深钢架、双叉牙。由于其巷道是单宽式,所以土地面积较节省,双深库位可储存较大库位量,双叉牙表示同时存取两个栈板。当然,此二栈板若为相同品种的物品,其作业性会更好,所以这个系统适用于少品种、高频率且量大的仓储系统,由于其高架吊车一次存取二单位负载,其造价自然比单负载的高架吊车高出许多。
双宽巷道、双深钢架。由于它是双宽巷道,所以土地面积无法节省,由于其可一次存取二栈板,也可单栈板存取,所以它的使用弹性较好,在量大、高频率的系统可达最佳效率。当然,高架吊车造价仍比单负载造价高,一般应用在出货量大且集中的食品饮料业、酒厂发货系统。
单吊车多巷道系统。垂直式移转,一台高架吊车可利用横向移转台车,达到多巷道共用的机能。
圆弧轨道移转,单台高架吊车利用巷道末端的圆弧轨道,直接移转至其他巷道作业。
该系统一般使用在极低频率的系统,或是需季节性大量储存、长时间平均出货的系统,或是大量备品的仓储系统,可节省高架吊车的造价。
⑹高架吊车及子车系统。由于高架吊车叉牙可插取的长度受限制,一般以双深钢架为多,最长虽可达三层栈板深度,但若是直达三层深度以上的钢架时,则可利用子车来取代高架吊车的叉牙进行存取作业,其子车动力可独自用电瓶供电,或由高架吊车以电缆连接供电。前者,一台高架吊车可搭配数台子车,使用于较高频率系统,后者为高架吊车与子车一对一搭配,较适用于高储存量、低频率系统,这类系统若仅为单部高架吊车运作时,物品便先进后出;若须先进先出,则必须在钢架两侧各搭配一部高架吊车,一部吊车负责入库作业,另一部负责出库作业,详见图17-5,图17-6。
⑵小物品自动仓储系统
小物品自动仓储系统,一般指单位重量在50公斤以下,常见的为50公斤、30公斤、25公斤,其重量限制主要为配合作业人员拣料、搬运,并符合单人作业的重量,由于存取物品的量少,所以一般系统频率都比较高,依其结构上的不同,大致可分为三大类:
巷道式小物品仓储系统。其系统结构与单位负荷相类似,只是重量由1 000公斤降为50公斤,栈板可能改为托盘、铁箱或塑胶箱,甚至有些直接以纸箱存放。其叉牙有单叉牙与双叉牙两种,由于负载轻,所以单叉牙与双叉牙高架吊车结构相同,当然造价也没有很大差异。
在高频率系统中,为节省叉取时间,也有将高架吊车叉牙改为推拉式,由回转链条上的附件钩引铁盒转为直线运动,可节省二分之一的叉牙作业时间。
旋转料架仓储系统。旋转料架又分为以下二类:
水平旋转料架:水平旋转料架有多层同时旋转,也有各层分别独立旋转的。当然,后者的存取率比前者高出数倍,几乎可使存取机作业时间充分运用。由于其旋转料架、负载及库位整体运转,使其消耗动力大外,故障的发生率也相对提高,故只适合较轻巧的货品存取。
垂直式旋转料架:其结构以重型链条将长型料架作垂直方向旋转,指定一两个出入口,利用电控系统,使其欲存取的库位旋转至出入口,以人工进行拣货的存取作业,由于其所占空间不大,还能做分散式配置,再以电脑网路集中管理,所以很适合区域性供料,或刀具、模具的供应系统,其缺点是无法利用周边输送系统连结至完全自动化,仍需人为进行拣取作业。