纸卷发货自动仓库的应用研究以及优化

摘要

德马格的纸卷发货仓库系统自从20世纪末期进入中国后，在短短的几年时间内，迅速覆盖了全国多个大型造纸厂，如玖龙纸业，晨鸣纸业，吉安纸业，太阳纸业等等。由此，德马格自动行车的高可靠性和高效性得到了客户的一致认可。德马格自动行车集机械部件、电气控制和仓库管理系统为一体，从而实现对纸卷的自动存取以及纸卷信息的自动管理，造纸厂物流环节的效率得到了显著的提升。
　　本文通过对浙江吉安纸业发货自动仓库为研究对象，对其总体方案、自动行车控制系统、仓库管理系统以及夹具防碰撞功能进行了详细的研究，并提出了一套符合国内行业应用的解决方案。
　　在总体方案研究阶段，针对吉安纸业年产65万吨的成品纸卷，仓库需满足存储3周产能的实际情况，结合德马格自动行车本身特点以及在其他类似项目上的经验，为客户制定出了一套符合客户现场情况的总体方案，即一个200米的自动仓库，一跨上三台使用西门子无线系统的德马格自动夹具行车，该方案与传统手动仓库方案相比可节约四分之三的用地、大大提高生产效率，而且可以使一跨三台行车之间的运行更加顺畅。
　　在自动行车控制系统的研究阶段，对自动行车本体的控制方式进行了详细研究，包括了西门子PLC控制系统，ABB变频器，用于大小车定位的激光测距，BPS条码测距系统使德马格行车的堆垛精度达到了5mm，用于起升上的多种绝对位置编码器使自动行车更加安全，西门子无线通讯使一跨三台行车之间能实现无干扰通讯，可以让整个系统更加可靠。
　　仓库管理系统是整个纸卷发货自动仓库的大脑，能控制行车进行纸卷的出库、入库，能控制传送带将纸卷送到相应的位置，同时还能和客户的ERP系统进行对接，将仓库的实时情况反馈给 ERP。本文从仓库管理系统与自动行车、传送带以及ERP的数据交换和操作界面几个方面着手研究，详细研究了仓库管理系统的中用到的几种通讯技术以及通讯内容。
　　我国在起重机设计的时候为了补偿起重机承载时（接近或等于额定载荷时）主梁的弹性变形，为主梁设计预留了一定的由水平线算起向上的拱起量，这也符合国内起重机标准要求。然而欧洲并没有这种标准，因此行车设计初期并没有考虑到上拱度对于行车造成的影响，导致了行车在存放纸卷的时候会产生一定程度的晃动，从而发生碰撞纸卷甚至纸卷倒塌的情况，在吉安纸业现场调试过程中出现了这种夹具碰撞纸卷的问题。通过在现场的研究与多次试验，对原有的夹具进行优化改造，本文介绍了一种起重机在有上拱度的情况下如何防止夹具碰撞纸卷的方法，并在实际项目应用中验证了其有效性。
　　通过本文的研究工作，对德马格自动行车针对国内市场系统化应用的特点进行了全面分析。以吉安纸业应用项目作为典型案例，从总体方案设计、自动行车控制系统、仓库管理系统到夹具防碰撞功能实现等，提出了一套符合国内行业应用的解决方案。希望本文能对德马格上海自主研发自动行车系统并推广该系统在国内的应用做出贡献。

目录

声明

1 绪论

1.1 我国造纸工业发展现状

1.2 自动化仓库的发展以及优势

1.3 本文研究的目的与意义

1.4 本文的主要内容安排

2 纸卷发货自动仓库总体方案

2.1 纸卷发货自动仓库的总体要求

2.2 纸卷发货自动仓库整体布局

2.3 纸卷发货自动仓库整体通讯方案

2.4 仓库管理系统总体方案

2.5 本章小结

3 自动行车控制系统介绍

3.1 控制系统

3.2 传动系统

3.3 定位系统

3.4 通讯系统

3.5 本章小结

4 仓库管理系统

4.1 系统概述

4.2 系统数据库

4.3 仓库管理系统与自动行车通讯

4.4 仓库管理系统与传送带以及ERP通讯

4.5 操作界面

4.6 本章小结

5 夹具防碰撞功能优化

5.1 上拱度简介

5.2 上拱度对于自动行车的影响

5.3 夹具防碰撞功能

5.4 本章小结

6 总结与展望

6.1 本文总结

6.2 研究展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文