CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG VÀ THÔNG SỐ KỸ THUẬT 1. Tổng quan về kho hàng tự động 1. Tìm hiểu chung về hệ thống lưu trữ hàng hóa Trong thời kỳ công nghiệp hóa, hiện đại hóa ngày nay sản xuất ngày càng phát triển, hàng hóa làm ra càng nhiều đáp ứng nhu cầu sử dụng cho xã hội. Từ đó đã nảy sinh cần có những kho hàng hiện đại đáp ứng yêu cầu sản xuất và khắc phục được những hạn chế của các kho hàng cũ.
Hiện tại, trên thế giới có nhiều hệ thống lưu trữ hàng hóa, các hệ thống này rất đa dang, phong phú về thiết bị cũng như phương thức thực hiện. Nhưng trong đó chủ yếu là sử dụng nhân công để bốc dỡ hàng hóa, các thiết bị bốc dỡ hàng hóa 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: - 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 vệ hàng hóa tốt khi nhiều số lượng (hàng chồng lên nhau). - Rất khó kiểm tra số lượng hàng hóa ra trong kho. Với sự ra đời của hệ thống sắp xếp hàng hóa tự động, chúng ta có thể quản lý hàng hóa tốt cũng như nhanh chóng trong công việc lưu trữ và xuất hàng hóa ra khỏi kho, các hệ thống tự động đuợc sử dụng robot để vận chuyển hàng hóa ra vào kho, điều này đồng nghĩa với công việc đầu tư 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,…Dưới đây là một vài hình ảnh về các thiết bị bốc dỡ cơ bản hiện nay: 6 Hình 1. Các thiết bị bốc dỡ cơ bản hiện nay 1.
Hệ thống cất lấy hàng hóa tự động ASRS (Automated Storage and Retrieval System) Đây là một hệ thống lấy hàng tự động với công nghệ hiện đại, được sử dụng trong các kho hàng hoàn toàn tự động. Hệ thống gồm 2 phần chính: phần mềm và phần cứng : - Phần mềm bao gồm phần mềm quản lý các robot lấy hàng và phần mềm quản lý hàng hóa. - Phần cứng bao gồm các hệ thống kệ giá cố định, các robot lấy cất hàng, hệ thống băng tải vận chuyển hàng và các cửa tự động xuất nhập hàng hóa. Các ngăn chứa hàng và cơ cấu lấy hàng của hệ thống ASRS 7 Giải pháp này đang được đánh giá là tối ưu cho các kho hàng vì những ưu điểm và mức đầu tư hợp lý mà giải pháp này mang lại như: - Mật độ lưu trữ cao: do giải pháp này tận dụng được chiều cao và đường chạy của robot nhỏ, diện tích sử dụng ít hơn so với các giải pháp khác, so sánh trên cùng một khả năng lưu trữ.
- Tốc độ xuất nhập hàng hóa cao. - Không cần hệ thống chiếu sáng. - Công nghệ chuyển làn 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.
- Không sử dụng lao động trong kho: tiết kiệm chi phí nhân công, quản lý, bảo mật và thiết bị hỗ trợ. - Quản lý hàng hóa chuyên nghiệp và hiệu quả nhờ các phần mềm quản lý kết hợp với công nghệ mã vạch giúp giảm chi phí quản lý. Hệ thống cơ khí hệ thống của một nhà kho tự động là một robot hoạt động theo ba trục và di chuyển theo đường ray để mang hàng sắp xếp vào kho, và hệ thống băng chuyển để phân phối sản phẩm xuất nhập. Cấu trúc cơ bản của một hệ thống kho 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. Nhìn chung, một kho hàng tự động được cấu thành từ 3 phần: - Hệ thống vận chuyển.
- Hệ thống xuất nhập. - Hệ thống lưu giữ. Hệ thống kho hàng tự động 1. Hệ thống dẫn 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 tôí 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. 9 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. Robot vận chuyển hàng hóa vào các ngăn chứa 1.
Hệ thống xuất nhập 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. Mã vạch 10 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 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.
Hệ thống lưu giữ Phần mềm quản lý được thiết kế để hỗ trợ người quản lý kiểm soát mọi hoạt động liên quan đến kho. Nhờ nắm vững thông tin hàng trong kho và số lượng, khả năng hàng hóa bị loại bỏ do quá hạn hoặc lưu trữ quá số lượng cần thiết sẽ được giảm tối đa. * Tối ưu hóa việc lưu kho: Các quá trình nhập và xuất hàng được kiểm soát liên tục nhờ phần mềm quản lý kho dựa trên các điều kiện tối ưu do người sử dụng đặt ra. Vì vậy, hàng hóa sẽ luôn được lưu trữ ở số lượng vừa đủ làm giảm việc tồn đọng vốn.
* Tự động hóa quá trình nhập / xuất hàng: Thời gian công sức (kể cả giấy tờ quản lý) được giảm thiểu khi giao nhận hàng, vì thế người sử dụng sẽ không bao giờ cần phải tự đi tìm trong kho vị trí cất hàng thích hợp hay món hàng đúng theo yêu cầu. * An toàn phòng chống cháy nổ cho nhà kho: Trong không gian kho chứa phải đặt hệ thống báo động với những detector khói, và nhiệt. Nếu có hỏa hoạn, thì hệ thống này sẽ kích hoạt cái còi (90 dB) trong hành lang chung. Nguyên lý hoạt động của hệ thống dẫn động cho kho hàng tự động.
Một hệ thống dẫn động trong kho hàng tự động được thiết kế gồm có: một hệ băng tải con lăn sử dụng bộ truyền xích giúp đưa hàng hóa vào từng ngăn của kho chứa. Hệ băng tải này được đặt trên một xe chở. Xe có thể di chuyển dọc theo đường ray ở trước các ngăn chứa hàng. Cả xe chở và hệ băng tải con lăn nằm trên một robot có thể di chuyển lên xuống giữa các tầng của kho hàng.
❖ Các thành phần của hệ thống: 1. Hộp giảm tốc (cơ cấu nâng) 2. Hệ thống con lăn giữ xe nâng 3. Hệ bánh răng thanh răng 4.
Hộp giảm tốc (xe di chuyển) 6. Bộ truyền xích 7. Hệ con lăn di chuyển hàng 8. Hệ thống hàng 10.
Ray dẫn vào kho 11. Xe di chuyển 12. Bộ truyền xích 14. Thanh răng và cột dẫn hướng ❖ Sơ đồ động học của hệ thống dẫn động: 12 Hình 1.
Sơ đồ động hệ thống truyền động của kho hàng tự động ❖ Thông số kỹ thuật: 1. Thời gian phục vụ: lh = 18000 (h) 2. Đặc tính tải trọng: Va đập vừa • Cụm xe nâng: 3. Đường kính lăn bánh răng 3: d3 = 160 (mm) 4.
Chiều cao xe nâng: h = 325 (mm) 5. Chiều dài xe nâng: L = 1300 (mm) 6. Vận tốc nâng: Vn = 2. Trọng lượng tối đa của xe nâng: Gn = 190 (kg) • Cụm xe di chuyển: 8.
Trọng lượng tối đa của hàng và xe di chuyển ngang Gd = 70(kg) 9. Đường kính bánh xe 8: d8 = 130 (mm) 10. Vận tốc xe di chuyển hàng: Vx = 5. Chiều dài xe di chuyển: L1 = 1000 (mm) 12.
Chiều dài phần đặt hàng trên xe L2 = 700 (mm) Quá trình từ khi nhận hàng vào kho, lưu trữ tới xuất hàng gồm rất nhiều nhiệm vụ và khâu, có thể chia làm 3 phần sau: - Xuất – Nhập - Vận chuyển - Lưu giữ 13 1.