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        自動化立體倉庫中堆垛機的原理與應用

          信息來源:   發布時間:2021-10-19  點擊數:

        自動化立體倉庫利用立體倉庫設備可實現倉庫高層合理化、存取自動化、操作簡便化, 完全區別于耗費大量人力、物力、精力的傳統搬運貨物方式, 大大提高了空間利用率、生產效率和管理成本, 是當前倉儲技術水平較高的表現形式。其中, 堆垛機是整個自動化立體倉庫的核心設備, 通過手動操作、半自動操作或全自動操作實現把貨物從一處搬運到另一處。因此, 它的設計研究和創新變革直接影響了物流行業的發展趨勢、企業生產效率和經濟效益。

        1 巷道式堆垛機

        巷道式堆垛機大多屬于有軌巷道堆垛起重機, 通過運行機構、起升機構和貨叉機構的協調工作, 完成貨物在貨架范圍內的縱向和橫向移動, 實現貨物的三維立體存取。

        1.1 工作原理

        堆垛機的工作原理是由行走電機通過驅動軸帶動車輪在下導軌上做水平運動, 由提升電機帶動載貨臺做垂直升降運動, 載貨臺上的貨叉做伸縮運動。通過上述三維運動可將指定貨位上的貨物取出或將貨物送到指定的貨位。通過認址器、光電識別, 以及光通訊信號的轉化, 實現計算機控制, 也可實現觸摸屏的手動和半自動控制。堆垛機通過認址器獲取實際運行位置, 貨叉下面的行程開關控制貨叉伸出的距離, 貨叉下面的接近開關控制貨叉的回中定位。

        1.2 結構組成

        堆垛機由主體結構 (上橫梁、下橫梁、立柱) 、水平運行機構、提升機構、載貨臺、貨叉、電氣控制系統和各種安全保護裝置等組成, 如圖1所示。

        (1) 水平運行機構。采用了變頻調速技術以及三合一電機減速器、可調式車輪、水平輪組等裝置。下橫梁兩端下部設置有水平輪組及安全夾鉤, 可通過水平輪偏心軸調整水平輪與運行軌道的間隙, 同時安全夾鉤可保證堆垛機不傾翻;在下橫梁兩端頭部還設有清軌器和聚氨脂緩沖器, 以保證堆垛機運行時不致卡軌和減少碰撞時的沖擊。

        圖1 堆垛機結構組成

        圖1 堆垛機結構組成   下載原圖


        (2) 提升機構。用于驅動載貨臺做升降運動。起升電機減速機安裝在支架上, 再通過螺栓固定在立柱下端。減速機輸出軸上裝有懸臂式鋼質卷筒。鋼絲繩由卷筒引出, 經過上橫梁上的定滑輪改變方向后, 再穿過載貨臺上的動滑輪, 最后與固定在上橫梁上的過載松繩保護裝置連接。

        (3) 載貨臺。主要由上導輪架、下導輪架、垂直框架、水平框架等部分組成, 其上裝有貨叉伸縮機構、滑輪裝置、超速保護裝置或斷繩保護裝置 (制動夾緊器) 、起升導向輪裝置、升降認址裝置、貨物位置異常檢測裝置以及雙重入庫檢測裝置等。它由提升機構通過臺上安裝的滑輪裝置帶動, 依靠起升導向輪裝置沿著立柱起升導軌升降, 并與貨叉伸縮機構配合進行存取貨物作業。

        (4) 貨叉機構。堆垛機存取貨物的執行機構, 裝設在載貨臺上。為縮小巷道寬度并能保證足夠的伸縮行程, 貨叉機構采用三級直線差動式伸縮貨叉, 由伸縮貨叉 (上) 、伸縮貨叉 (中) 、固定貨叉及導向輪等組成, 采用齒輪齒條傳動。

        (5) 電氣控制系統。按電氣控制方式, 可分為聯機自動方式、半自動操作方式、手動操作方式。聯機自動方式是倉儲系統正常運行時堆垛機的主要作業方式, 控制計算機按照業務流程規劃出入庫路徑, 實時向堆垛機下達作業指令, 堆垛機自動連續執行取送貨動作, 并將運行狀態、作業過程和完成情況實時反饋給控制計算機;半自動操作方式是將聯機自動方式進行過程分解, 可以單步完成如取貨、放貨、堆垛機運行至巷道內某一貨位等作業指令, 堆垛機單機運行、發生異?;虬惭b調試時可以使用這種控制方式;手動操作方式一般在堆垛機安裝調試階段或在管理調度系統發生故障的情況下使用, 可以操作堆垛機完成走行、升降、伸縮貨叉等單軸運動。

        (6) 過載松繩保護裝置。用來控制載貨臺的承載, 其原理是當載貨臺的承載超過最大允許值時, 起升鋼絲繩拉伸過載松繩保護裝置中的拉伸彈簧, 產生不同行程, 從而切斷起升電機回路電源或總電源, 使起升機構及時停止運轉。

        (7) 起升導向輪裝置。由鋼質滾輪、特制軸承和偏心輪軸等零件組成, 是將載貨臺上的載荷傳遞給立柱, 并沿立柱上下運行的導向受力機構。滾輪能承受較大的擠壓接觸應力, 可通過偏心輪軸調整滾輪與起升導軌之間的間隙, 以保證載貨臺沿著起升導軌正常運行。

        (8) 超速保護裝置。堆垛機的安全保護裝置之一, 當堆垛機的載貨臺升降時, 由異常狀況 (如鋼絲繩或鏈條斷裂、起升電機或減速機斷軸等) 引起載貨臺超速下墜, 當達到超速保護裝置限定的速度時, 該裝置能不依賴其它動力驅動機構或電氣系統, 迅速將載貨臺可靠地夾持在起升導軌上, 起到防墜保護的作用。

        2 堆垛機的優點

        (1) 自動預警。在出現意外的時候或者是有一些緊急事件發生, 需要停止作業運行時, 堆垛機會自行發出警報聲響。

        (2) 進程可控。堆垛機存取貨物的速度和高度都是可以進行調控的, 通過計算機可以根據需求直接調控堆垛機的作業數據。

        (3) 自動尋址。無論貨物在哪一個角落, 堆垛機能夠進行自由查找, 進行最為精準的位置設定, 提高存取貨物的效率。

        (4) 載重防護。如果堆垛機所承受的貨物量比較大, 超出堆垛機的使用載重范圍時, 堆垛機的鋼絲繩會起到保護作用。

        (5) 燈光信號。在開始工作或者停止工作的時候, 堆垛機都會發出相應的燈光提醒信號。

        3 結束語

        自動化立體倉庫由于具有很高的空間利用率、很強的入出庫能力、采用計算機進行控制管理而利于企業實施現代化管理等特點, 已成為企業物流和生產管理不可缺少的倉儲技術。堆垛機作為整個自動化立體倉庫的核心設備, 其作用和地位自然舉足輕重。因此, 對堆垛機的設計研究和創新變革有著重大意義, 直接關系到倉庫的利用率和周轉率以及企業的經濟效益。

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