CHƯƠNG 1: Phân tích nguyên lý và thông số kỹ thuật 1.1 Tổng quan về kho hàng tự động 1.1 Giới thiệu chung về kho hàng tự động Hiện tại, trên thế giới có nhiều hệ thống lưu trữ hàng hóa, các hệ thống này rất đa dạng, phong phú về thiết bị cũng như cách thức thực hiện. Nhưng trong đó chủ yếu là sử dụng nhân công để bốc dỡ hàng hóa, các thiết bị bốc dỡ hàng là các máy nâng sử dụng người lái để sắp xếp hàng hóa vào kho. Nhìn chung, các nhà kho hiện nay có các nhược điểm sau: -Sử dụng nhiều diện tích để chứa hàng hóa. -Không phân loại được các hàng hóa khác nhau (các hàng hóa thường để chung với nhau trong 1 kho).
-Không bảo quản tốt hàng hóa khi số lượng nhiều (Chất hàng chồng lên nhau). -Rất khó kiểm soát số lượng hàng hóa ra vào trong kho. Với sự ra đời của các hệ thống xếp hàng hóa tự động, người ta có thể quản lý tốt hàng hóa cũng như nhanh chóng trong việc lưu trữ và xuất hàng hóa ra khỏi kho, các hệ thống kho tự động được sử dụng robot để vận chuyển hàng hóa, điều này đồng nghĩa với việc đầu tư trang thiết bị hiện đại cho hệ thống kho tốn khá nhiều chi phí cho việc vận chuyển hàng hóa nhưng bù lại là hàng hóa được bảo quản tốt, thuận tiện cho việc quản lý và kiểm soát, tiết kiệm được nhân công … 7 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Thiết kế hệ dẫn động cho kho hàng tự động Nguyễn Hồng Hà 20184426 Dưới đây là một vài hình ảnh về các thiết bị bốc dỡ cơ bản hiện nay: Hình 1.1 Xe nâng hàng Ngày nay, thay vì cách lưu trữ hàng hóa thủ công tốn nhiều diện tích và nhân công lao động, nhiều công ty trên thế giới đã trang bị hệ thống kho hàng tự động cho văn phòng, nhà xưởng của mình…Với việc ứng dụng công nghệ cao trong việc cất giữ hàng hóa, giờ đây chúng ta có thể quản lý hàng hóa của mình một cách khoa học, có hệ thống và có tính linh hoạt cao, từ đó nâng cao hiệu quả hoạt động và giảm giá thành hoạt động.2 Hệ thống kho hàng 1.2 Tìm hiểu về hệ thống kho hàng tự động Kho hàng tự động là một hệ thống lấy cất hàng hóa tự động với công nghệ hiện đại, được sử dụng trong các nhà kho hoàn toàn tự động. Hệ thống gồm có 2 phần chính: phần mềm và phần cứng.
8 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Thiết kế hệ dẫn động cho kho hàng tự động Nguyễn Hồng Hà 20184426 - Phần mềm gồm có phần mềm quản lý các robot lấy cất hàng và phần mềm quản lý hàng hóa. - Phần cứng bao gồm các hệ thống giá kệ cố định, các robot lấy cất hàng ,hệ thống các băng tải vận chuyển hàng và hệ thống các tự động trả hàng. Kho hàng tự động ra đời giải quyết được các vấn đề khó trong công nghiệp như: - Mật độ lưu trữ cao: do giải pháp này tận dụng được chiều cao và đường chạy của robot nhỏ nên diện tích sử dụng sẽ ít hơn những giải pháp khác, so sánh trên cùng khả năng lưu trữ giúp tiết kiệm chi phí đầu tư cho diện tích sử dụng, xây dựng và hệ thống lạnh. - Tốc độ xuất nhập cao: trung bình 1 tấn hàng/ phút/ robot.
- Công nghệ chuyển đường cho phép chỉ cần một robot cho một nhà kho giúp tiết kiệm đáng kể chi phí đầu tư. - Không cần hệ thống chiếu sáng,do đó tiết kiệm chi phí đầu tư hệ thống chiếu sáng, chi phí bảo trì, chi phí vận hành. - Thất thoát nhiệt thấp: thất thoát nhiệt xuống đất, qua các cửa ra vào, bù nhiệt cho hệ thống chiếu sáng là những nguồn thất thoát nhiệt chính trong các kho lạnh. Sử dụng diện tích nhỏ hơn các giải pháp khác nên thất thoát nhiệt xuống đất sẽ thấp hơn.
Ngoài ra với hệ thống cửa ra vào tự động và có phòng cách ly nên thất thoát nhiệt sẽ là rất thấp,giảm thời gian xả đá của hệ thống lạnh. - Không sử dụng lao động trong kho: tiết kiệm chi phí nhân công, quản lý, bảo hiểm và thiết bị hỗ trợ. - Quản lý chuyên nghiệp và hiệu quả nhờ phần mềm quản lý kho kết hợp với công nghệ mã vạch (Barcode) hay thẻ từ (Transponder) giúp giảm chi phí quản lý và nhân công, đồng thời cũng dễ dàng đạt được các tiêu chuẩn ISO để tạo lợi thế cạnh tranh. 9 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Thiết kế hệ dẫn động cho kho hàng tự động Nguyễn Hồng Hà 20184426 Mô hình nhà kho có khả năng lưu trữ cao nhưng tốc độ thấp thích hợp cho các nhà máy mà sản phẩm của họ được sản xuất với năng suất cao, số lượng lớn .3 Hệ thống kho hàng tự động trong công nghiệp Đối với các nhà máy chỉ sản xuất một sản phẩm thì hệ thống băng chuyền chỉ đơn thuần phân phối sản phẩm cho các robot một cách tối ưu.
Nhưng với những nhà máy sản xuất nhiều loại sản phẩm cùng lúc thì hệ thống băng chuyền còn thực hiện phân loại sản phẩm vào khu vực thích hợp.3 Cấu trúc cơ bản của một hệ thống kho hàng tự động Cấu trúc cơ bản của một nhà kho tự động bao gồm nhiều hành lang, dọc theo mỗi hành lang có một hay nhiều máy xếp, dỡ tự động. Hai bên hành lang là các khoang chứa hàng. Đầu mỗi hành lang là trạm xếp dỡ. Các trạm xếp dỡ liên hệ với nhau theo hệ thống băng chuyền.
Tổng quan, một kho hàng tự động được cấu thành từ 3 phần: - Hệ thống dẫn động - Hệ thống xuất nhập - Hệ thống lưu giữ 10 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Thiết kế hệ dẫn động cho kho hàng tự động Nguyễn Hồng Hà 20184426 Hình 1.4 Hệ thống kho hàng tự động i) Hệ thống dẫn động của kho hàng tự động Hệ thống dẫn động trong kho hàng tự động rất đa dạng, tùy theo từng yêu cầu công nghệ, về hàng hóa, hình thức xuất nhập…. mà có những phương thức vận chuyển hàng trong kho tương ứng. Hiện nay hệ thống vận chuyển trong kho tự động ở các nước đã có áp dụng như: băng tải, robot, xe tự hành, máy nâng, máy xếp dỡ… Hệ thống băng tải được sử dụng như một giải pháp tối ưu cho kho tự động của các siêu thị, các công ty dược. băng tải ở những môi trường này có nhiệm vụ vận chuyển hàng hóa từ kho đến nơi giao hàng cho khách.
Đối với nhà máy chỉ sản xuất một sản phẩm thì hệ thống băng chuyển chỉ đơn thuần phân phối sản phẩm cho các robot một cách tối ưu. Nhưng với nhữmg nhà máy sản xuất nhiều loại sản phẩm cùng lúc, hệ thống băng chuyển còn thực hiện phân loại sản phẩm vào khu vực thích hợp. 11 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Thiết kế hệ dẫn động cho kho hàng tự động Nguyễn Hồng Hà 20184426 Robot, xe tự động là thiết bị tất yếu của một hệ thống kho tự động. Chúng di chuyển trong diện tích của nhà kho theo 3 trục, làm nhiệm vụ đưa hàng từ cổng nhập đến những ô trống và lấy hàng từ ô chứa hàng ra cổng xuất.
Robot lấy cất hàng tải trọng thấp được thiết kế chuyên cho các hộp, thùng, khay hoặc là những hàng hóa có tải trọng thấp. Robot này có tốc độ lấy hàng rất cao. Robot lấy cất hàng tải trọng trung bình có tốc độ lấy cất khá nhanh, hiệu quả và chính xác đối với lưu trữ dùng pallet. Robot lấy cất hàng tải trọng cao được thiết kế riêng theo yêu cầu lưu trữ cũng như môi trường làm việc đặc trưng của khách hàng.5 Robot vận chuyển hàng hóa vào các ngăn chứa Giới thiệu về palet chứa hàng: -Pallet: Pallet là một cấu trúc phẳng dùng để cố định hàng hóa khi hàng được nâng lên bởi một xe hay tời nâng hoặc các thiết bị vận chuyển khác.
Pallet có cấu tạo cơ bản của một đơn vị lượng tải cho phép di chuyển và xếp vào kho một cách hiệu quả. Sản phẩm công nghiệp này được sử dụng rộng rãi trong kho vận và vận chuyển hàng hóa. Pallet giúp việc bốc xếp, di chuyển hàng hóa trong kho và giữa các phương tiện được dễ dàng và nhanh chóng. Pallet không chỉ được làm từ kim loại như sắt, thét, mà còn được làm từ gỗ, nhựa, giấy… 12 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Thiết kế hệ dẫn động cho kho hàng tự động Nguyễn Hồng Hà 20184426 Công dụng của Pallet: 1.
Hạn chế tối đa tình trạng vỡ hỏng hàng hóa 2. Đóng gói các sản phẩm điện tử, sành sứ dễ vỡ, hàng hoá giá trị cao 3. Hàng hóa cách mặt đất nên chống ẩm mốc từ đất 4. Mỗi lần di chuyển hàng hóa có thể di chuyển số lượng lớn (cả pallet) 5.
Có thể nâng cả pallet chứa hàng lên kệ hoặc nâng cả pallet vào container một cách nhanh chóng 6. Hàng hóa trong kho sẽ được bảo quản một cách khoa học và cơ giới hóa ii) Hệ thống xuất nhập của kho hàng tự động Hệ thống xuất nhập của kho tự động có thể áp dụng nhiều phương thức khác nhau có thể kể đến như sử dụng nhân công, thẻ từ, tích kê, mã vạch, máy tính, camera. Trong phạm vi đồ án này, em xin giới thiệu sơ qua về phương pháp xuất nhập bằng mã vạch và mã QR.6 Mã vạch Mã vạch (Barcode) là hình gồm nhiều sọc đứng rộng và hẹp được in để đại diện cho các mã số dưới dạng máy có thể đọc được. Các mã sọc phù hợp với tiêu chuẩn Universal Product Code (UPC) được in trên hầu hết các sản phẩm hàng hóa bày bán trong các siêu thị hiện nay.
Khi hình 13 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Thiết kế hệ dẫn động cho kho hàng tự động Nguyễn Hồng Hà 20184426 mã sọc được kéo lướt qua một dụng cụ quét quang học, máy tính sẽ đối chiếu số hiệu sản phẩm với cơ sở dữ liệu các danh sách và in ra thông tin đúng với mã đó. Công nghệ mã vạch ứng dụng trong nhà kho tự động: Mỗi đơn vị hàng khi nhập vào kho sẽ được dán nhãn mã vạch tương ứng với 1 ô trong kho. Mã vạch đó sẽ lưu và được máy tính xử lý, truyền qua PLC để đưa hàng đến đúng vị trí của nó. Quá trình xuất hoàn toàn ngược lại.
Tương tự với mã QR (Quick Response), định nghĩa là hình mã hai chiều gồm các ma trận có thể giải mã được ở tốc độ cao Hình 1.