Роботизированные системы паллетного хранения

С момента своего появления в середине прошлого столетия системы автоматического хранения и извлечения (Automated Storage and Retrieval System – ASRS) стали важнейшим инструментом для работы с паллетами. Системы ASRS позволяют эффективно использовать время, пространство и ресурсы, что снижает затраты на эксплуатацию. Основные сферы применения:

По сравнению с обычными складами производительность труда при использовании ASRS может быть в 3–4 раза выше. Стоимость автоматизации паллетных складов является сравнительно невысокой, что способствует их широкому внедрению в различных областях применения.

В данной системе основным средством перемещения паллет со стеллажа и обратно является кран-штабелер, который представляет собой мачтовый лифт с перемещающейся по вертикали платформой для захвата паллет. Кран-штабелер перемещается в проходе по рельсам и захватывает паллеты со стеллажей на различных уровнях и привозит их к началу прохода для последующей транспортировки с помощью конвейерной линии или других средств.

Как правило в каждом проходе стеллажной конструкции работает один кран-штабелер. Но также существуют технические решения, когда кран-штабелер по рельсам может перемещаться из одного прохода в другой. Таким образом один кран может обеспечивать работу сразу в нескольких проходах стеллажей, что снижает стоимость системы, но также снижается и производительность.
Высота мачты кран-штабелера может быть от нескольких метров до нескольких десятков метров. Высота зависит от массы перевозимых грузов: чем выше кран, тем легче должна быть масса грузов. Оптимальна масса паллет составляет от 1,1 до 1,6 тонн, что обеспечивает безопасную и эффективную эксплуатацию оборудования на различных высотах. Максимальная высота кран-штабелеров составляет 50 м при ширине прохода около 1,5 м.
В зависимости от массы перевозимых паллет конструктивное исполнение кран-штабелера может быть в виде одной или двух мачт. Самый простой вид штабелера с одной мачтой. Такие машины обеспечивают максимальную функциональность и эффективность при работе с легкими грузами. Две мачты обеспечивают транспортировку грузов большой массы, но при этом производительность таких систем ниже в связи с меньшим ускорением при разгоне и торможении, а стоимость таких систем выше.
На вертикально перемещающейся платформе устанавливают грузозахватное устройство для работы с паллетами, которое может быть двух типов: телескопический вилочный захват (telescopic fork) или трехсторонняя головка (trilateral head). Вилочный захват применяется наиболее часто и предназначен для работы с грузами, которые расположены глубоко на стеллажах. Захват паллет может осуществляться с первой линии хранения паллет (single deep), со второй (double deep) или даже с третей и четвертой (triple и quadruple deep). Такой подход позволяет существенно повысить плотность хранения. Трехсторонняя головка осуществляет захват и перемещение паллет в трех направлениях: спереди, справа и слева. Трехсторонняя головка особенно полезна на складах с узкими проходами, где требуется высокая маневренность при размещении и извлечении грузов на стеллажах.

В некоторых случаях для повышения производительности системы на одной мачте может устанавливаться две платформы для перевозки паллет. Например, для доступа к паллете, находящейся на второй линии хранения, штабелер с помощью первой платформы захватывает паллету с первой линии, а затем с помощью второй платформы захватывает паллету со второй линии. Такие системы достаточно сложны и используются редко.

В стандартных системах кран-штабелёр может выполнять от 30 до 60 перемещений в час (в зависимости от высоты подъёма и расстояния). В некоторых высокопроизводительных системах этот показатель может превышать 100 циклов в час.

Данные системы предназначены для реализации глубинного хранения паллет. На таких складах паллеты размещаются в несколько рядов в глубину слева и справа от прохода, что позволяет максимально эффективно использовать пространство и увеличивать плотность хранения. Обычно глубина хранения может составлять несколько паллетомест, но в некоторых случаях достигать 10 или 15 паллетомест.
Для доступа к грузам в глубине ряда на подъемной платформе кран-штабелера размещается шаттл, который может съезжать с платформы на стеллажную конструкцию, захватывать паллету и перемещать ее на платформу для последующей транспортировки на станцию выгрузки в начале прохода. Шаттлы, как правило, работают от аккумулятора, что позволяет кран-штабелеру выполнять другие параллельные задачи, пока шаттл обрабатывает паллету на стеллаже.

Подобные системы могут применяться на складах, где не требуется произвольный доступ к паллетам, а на стеллажах размещаются множество грузов с одним и тем же SKU. Например, на производственных предприятиях необходимо складировать для временного хранения паллеты с изготовленной партией одноименной продукции. Также часто в логистических компаниях требуется обеспечить временное хранение большого объема грузов до момента его перераспределения. Это достаточно трудоемкие операции, которые могут быть автоматизированы для повышения производительности труда и сокращения времени на выполнение операций.

Ключевым элементом системы является шаттл, который представляет собой автономную машину для перевозки паллет. Шаттл перемещается по рельсам, закрепленным на стеллажной конструкции, захватывает паллеты и привозит их к лифту для последующего перемещения вниз к станции обработки грузов. Аналогичным образом шаттл перемещает паллеты от лифта и размещает их в свободном месте хранения. Глубина хранения паллет может быть произвольной и обычно составляет несколько паллетомест.

В последние годы наибольшее распространение получили 4-way Shuttle, которые могут двигаться в четырех направлениях: вперед, назад, влево и вправо. Смена направления движения выполняется в проходе напротив каждого ряда путем поднятия или опускания перпендикулярно расположенных колесных баз. Это позволяет свободно перемещаться по стеллажной конструкции, как вдоль прохода, так и в глубину ряда для захвата паллет. В одном проходе могут одновременно работать несколько шаттлов. Перемещение между уровнями осуществляется с помощью универсального лифта, предназначенного как для транспортировки паллет, так и для перевозки шаттлов.
Навигация внутри стеллажной конструкции выполняется с использованием RFID меток, установленных в ключевых местах системы, а также с помощью фотоэлектрических датчиков, которые позволяют определять позицию машины с точностью ±2 мм. Также предусмотрены датчики для предупреждения столкновений. Скорость перемещения машины составляет от 1 до 2 м/с, а для смены направления движения или поднятия паллеты потребуется не более 4–5 с. Грузоподъемность машин оценивается на уровне 1200–1500 кг.
Управление машинами выполняется по Wi-Fi через точки доступа, размещенные внутри стеллажной конструкции. Работа шаттла выполняется от встроенной аккумуляторной батареи. На каждом уровне стеллажной конструкции размещается зарядная станция. Время зарядки составляет несколько десятков минут с возможностью последующей работы несколько часов.
Производительность Pallet shuttle ASRS зависит от нескольких факторов, включая конфигурацию системы, количество шаттлов и лифтов, скорость перемещения механизированного оборудования, высоту стеллажей и типов выполняемых операций. Лифты способны выполнять от 20 до 60 двойных циклов в час, производительность шаттлов можно оценить на уровне 20–30 двойных циклов в час. Таким образом для оптимальной утилизации оборудования в системе на один лифт должно приходиться 2–3 шаттла. В этом случае производительность системы будет определяться производительностью лифта.
Pallet shuttle ASRS – то решение, которое лучше всего подходит для сценариев с интенсивными циклами загрузки и выгрузки или высокой изменчивостью спроса. Ячеистая структура системы может легко вписываться в помещения неправильной формы и максимально использоваться весь объем пространства от пола до потолка. Система может совместно использоваться с другим оборудованием (конвейерами, роботами AGV, погрузочно-разгрузочной техникой, управляемой оператором) и легко интегрироваться в существующие складские комплексы. Модульная конструкция облегчает возможность расширение системы с учетом роста бизнеса, а для повышения производительности можно добавлять новые шаттлы.

Внедрение роботизированных систем паллетного хранения — это не просто тренд, а необходимость для компаний, стремящихся быть конкурентоспособными на рынке. Если вы хотите узнать больше о том, какие технические решения могут улучшить ваш складской процесс, свяжитесь с компанией "Технолект" прямо сейчас. Сотрудничая с "Технолект", вы получаете не только современное технологическое решение, но и партнера, который поможет вашему бизнесу развиваться и расти.