自動化立體倉庫及其堆垛機運用

謝云蓮

（中國鐵建高新裝備股份有限公司，昆明 650215）

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自動化立體倉庫及其堆垛機運用

謝云蓮

（中國鐵建高新裝備股份有限公司，昆明 650215）

摘 要：本文主要針對自動化立體倉庫以及堆垛機的具體運用進行系統(tǒng)描述，并對堆垛機的特點和設(shè)計要點進行具體探索。

關(guān)鍵詞：自動化 立體倉庫 堆垛機

自動化的立體倉庫自身具有很高的空間利用率，生產(chǎn)效率也較高，可以利用計算機對其進行控制和管理，促進企業(yè)實現(xiàn)現(xiàn)代化管理。它在當(dāng)今企業(yè)的物流管理和生產(chǎn)管理中被廣泛應(yīng)用，已經(jīng)屬于一種不可或缺的倉儲技術(shù)手段。立體倉庫在產(chǎn)生和發(fā)展的同時，出現(xiàn)了巷道堆垛機。這是一種專用的起重機，可以被簡單地稱作堆垛機。在自動化立體倉庫中，巷道堆垛機是主要的作業(yè)機械，自身具有出庫、進庫以及盤庫等各種任務(wù)，屬于自動化立體倉庫中比較核心的設(shè)備。自動化立體倉庫得以迅速發(fā)展的主要標(biāo)志就是堆垛機的不斷發(fā)展，所以有關(guān)堆垛機的研究，對自動化立體倉庫的發(fā)展具有很大影響。

1 自動化立體倉庫的概述

高層貨架的倉庫可以簡單稱為高架倉庫。一般都是十幾層和幾十層高的貨架存儲單元貨物，利用與此對應(yīng)的物料搬運設(shè)備，完成貨物入庫和出庫作業(yè)，這種倉庫被稱作自動化立體倉庫。自動化立體倉庫可以充分應(yīng)用空間儲存貨物，所以比較形象地被稱為立體倉庫。

第二次世界大戰(zhàn)后，立體倉庫正式得到生產(chǎn)。20世紀(jì)50年代，美國發(fā)明了橋式堆垛機的立體倉庫。1963年，美國率先在高架倉庫中利用計算機控制技術(shù)，成為世界上第一座利用計算機控制立體倉庫的國家。從此，自動化立體倉庫開始在歐美地區(qū)迅速發(fā)展，逐漸成為一門比較專業(yè)的學(xué)科。我國在1963年研制出第一臺橋式堆垛起重機，在1973年研制出第一臺利用計算機進行控制的自動化立體倉庫。直到今天，我國自動化立體倉庫已經(jīng)超過200座。自動化立體倉庫自身具有很強的空間利用率，出庫能力也很強，可以借助電子計算機對其進行控制和管理，促進我國企業(yè)實現(xiàn)現(xiàn)代化管理，受到越來越多企業(yè)的高度重視。自動化立體倉庫具有十分廣泛的應(yīng)用范圍，幾乎涉及各個

行業(yè)。

2 自動化立體倉庫的優(yōu)越性

2.1 提高空間利用率

利用立體倉庫可以提高空間利用率，充分節(jié)約寶貴的土地資源。西方一些發(fā)達國家具有很強的利用率意識，節(jié)約土地資源和保護環(huán)境一樣重要。系統(tǒng)的合理性和先進性的考核標(biāo)準(zhǔn)就是空間的利用率。自動化立體倉庫的空間利用率非常高，是普通倉庫的2～5倍。

2.2 有利于形成先進的物流系統(tǒng)

傳統(tǒng)的倉庫只是單純儲存貨物的場所，唯一的功能就是保存貨物，屬于靜態(tài)儲存。而自動化立體倉庫利用最為先進的自動化物料搬運設(shè)備，可以以需要為基礎(chǔ)，在倉庫內(nèi)實現(xiàn)貨物的自動存取；連接倉庫的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，通過計算機的管理系統(tǒng)以及物料搬運設(shè)備，是企業(yè)生產(chǎn)物流當(dāng)中非常重要的一個環(huán)節(jié)。企業(yè)的外購件和自制生產(chǎn)件可以放到自動化倉庫進行存儲，是整個生產(chǎn)環(huán)節(jié)中非常重要的一個部分，最終可以形成自動化的物流系統(tǒng)，屬于動態(tài)儲存。因此，它在自動化立體倉庫中屬于一種有效的技術(shù)趨勢。

2.3 提高貨物的存取節(jié)奏

以自動化立體倉庫為中心的物流系統(tǒng)，其自動化高架庫的入出庫能力十分快，可以快速將貨物妥善放進高架庫中，也可以快速將需要的材料送到生產(chǎn)線。這都是普通倉庫不能實現(xiàn)的。它可以有效減輕工人的勞動強度。利用巷道堆垛機，人工存貨和取貨得到解放，工人不再需要進入倉庫內(nèi)工作，改善了工人的工作環(huán)境。利用計算機對所有貨物進行管理，提高了具體的管理能力，使倉庫管理可以逐漸向科學(xué)化方向發(fā)展，提高管理的準(zhǔn)確性和可靠性，使具體的工作變得簡單快捷，降低公認(rèn)的勞動強度。自動化立體倉庫不需要很多工作人員去維護，減少了企業(yè)的人力和物力，也節(jié)約了企業(yè)的資金。

3 堆垛機運行方式的選擇

以具體的運行方式為基礎(chǔ)，可以將堆垛機分成無軌巷道式和有軌巷道式兩個類型。針對作業(yè)次數(shù)不是太頻繁以及作業(yè)強度不大的倉庫，普遍運用無軌堆垛機。尤其是改造普通倉庫的時候，使其可以成為中、低、層的貨架倉庫，最適合利用無軌堆垛機。有軌堆垛機和無軌堆垛機在結(jié)構(gòu)上具有很大不同。有軌堆垛機運行主要通過鋼輪，可以沿著倉庫巷道內(nèi)的地軌運行，以立體倉庫的具體高度為基礎(chǔ)設(shè)置具體的作業(yè)高度。

4 堆垛機的結(jié)構(gòu)設(shè)計

4.1 存貨機構(gòu)

存取貨的機構(gòu)主要是及時對貨物進行存取和搬運，而堆垛機的存取搬運的執(zhí)行機構(gòu)主要是在載貨臺上。最普遍的就是三級直線伸縮貨叉，主要有上、中、下叉以及滾針軸承組成，使倉庫的巷道內(nèi)具備足夠的空間進行伸縮行程，對貨物進行取送。具體的運動關(guān)系和結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，如果倉庫內(nèi)的巷道比較寬，就會降低實用性。同時，它主要依靠動軸齒輪的旋轉(zhuǎn)，向單級的條式伸縮貨板的直線運動進行轉(zhuǎn)化，提高傳動精度，準(zhǔn)確將其定位。要保證傳動的連續(xù)性，利用齒條式的伸縮貨板和箱體的滾動導(dǎo)軌進行配合，降低貨板工作時候的摩擦阻力，且可以降低具體的能耗。

4.2 提升機構(gòu)

對于堆垛機來說，提升機構(gòu)的主要功能是可以實現(xiàn)存取機構(gòu)進行垂直運動。一些堆垛機的提升機構(gòu)普遍利用起重鏈進行牽引。本文著重探索的是利用卷筒組驅(qū)動鋼絲繩的方式進行牽引。通過卷筒將鋼絲繩引出來，通過上面的定滑輪改變方向，主要利用牽引提升箱實現(xiàn)帶動存取貨機構(gòu)的具體升降。如果到達指定的倉位層后，可以充分利用制動器使提升箱平穩(wěn)、準(zhǔn)確地停住。利用鋼絲繩進行牽引，可以保證工作的平穩(wěn)，不容易產(chǎn)生噪聲，其自重還比較輕。鋼絲繩如果發(fā)生破斷，普遍都是外邊的鋼絲先斷裂，易被人們發(fā)現(xiàn)而及時進行更換。當(dāng)堆垛機和貨倉的剛度、強度等條件都滿足的情況下，可以以實際需要為基礎(chǔ)，改變卷筒組的具體規(guī)格，從而靈活改變堆垛機提升物品的具體范圍。

4.3 行走機構(gòu)

針對堆垛機的行走機構(gòu)，其主要功能就是保證堆垛機可以按照巷道的方向進行水平運動，比較常用的是懸掛型和貨架支撐型。懸掛型行走機構(gòu)主要是將車輪懸掛在屋架上，在工字鋼上盡心行走，而下部要設(shè)置具體的水平導(dǎo)輪。貨架支撐型的行走機構(gòu)主要借助上部的車輪，在貨架頂部的軌道上行走，其下部要設(shè)置具體的水平導(dǎo)輪。這兩種行走機構(gòu)具有一個共同的缺點，就是不方便保養(yǎng)和維修。所以，可以適當(dāng)采取地面支撐型的行走機構(gòu)，主要利用鏈傳動的方式對行走輪組進行帶動，使其可以以一個均衡的速度在地軌上水平行走。在一些傳動中心距離比較的場合，多采用這種鏈傳動的方式。這種方式方便安裝、布置、調(diào)整，具體的結(jié)構(gòu)非常簡單，既經(jīng)濟又方便，可以進行很好的緩沖，且自身具有很強的吸振性能。

5 結(jié)束語

現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的速度非?？欤鞣N各樣的高新技術(shù)不斷開始出現(xiàn)，市場的競爭也日益激烈。因此，自動化立體倉庫的相關(guān)要求更高。當(dāng)前，自動化立體倉庫已經(jīng)處于智能儲運技術(shù)的階段，需要相關(guān)企業(yè)不斷提高自身的業(yè)務(wù)素質(zhì)，加強合作和交流，吸收先進的經(jīng)驗和技術(shù)，促進我國自動化立體倉庫不斷發(fā)展。

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Automated Warehouse and Its Application

XIE Yunlian
（China railway high-tech equipment Limited by Share Ltd，Kunming 650215）

Abstract:In the automated warehouse， there is a crane which belongs to the crane. This paper mainly focuses on the system description of the automated warehouse and the specific application of the crane， and the characteristics and design points of the crane are explored in detail.

Key words:automation， warehouse， stacking machine