自動(dòng)立體倉庫中堆垛機(jī)常見故障與維修策略

文/張 靖

堆垛機(jī)作為立體庫主要設(shè)備之一，具有工作效率高、控制精度高、使用操作方便等優(yōu)點(diǎn)，大大減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，但維修難度很大

自動(dòng)化立體倉庫是現(xiàn)代物流系統(tǒng)的重要組成部分，具有提高倉儲(chǔ)自動(dòng)化水平、管理水平，提高物流效率等優(yōu)點(diǎn)，是一種多層存放貨物的高架倉儲(chǔ)系統(tǒng)，由倉庫管理系統(tǒng)（WMS)、倉庫控制系統(tǒng)（WCS）、貨架、堆垛機(jī)、機(jī)器人、穿梭車、輸送設(shè)備等組成，倉庫內(nèi)所有設(shè)備在計(jì)算機(jī)管理下，自動(dòng)完成貨物的出入庫作業(yè)、對(duì)貨物進(jìn)行自動(dòng)化管理，并與企業(yè)管理系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)管理現(xiàn)代化。

堆垛機(jī)是自動(dòng)立體倉庫的主要機(jī)械，是將位于巷道口的貨物存入貨架，或者取出貨架內(nèi)的貨物運(yùn)送到巷道口，它是自動(dòng)化立體倉庫最關(guān)鍵的設(shè)備。

目前陜西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司寶雞卷煙廠有原料庫、輔料庫、成品庫等三個(gè)自動(dòng)化立體倉庫，主要儲(chǔ)存片煙包及煙梗、卷煙輔料和成品卷煙。堆垛機(jī)作為立體庫主要設(shè)備之一，具有工作效率高、控制精度高、使用操作方便等優(yōu)點(diǎn)，大大減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，但維修難度很大。自2008年投入使用以來，通過對(duì)堆垛機(jī)工作原理的鉆研和學(xué)習(xí)，以及在生產(chǎn)中對(duì)常見故障現(xiàn)象進(jìn)行分析和探索，總結(jié)出了一套切實(shí)可行的堆垛機(jī)維修經(jīng)驗(yàn)。

一、堆垛機(jī)的主要結(jié)構(gòu)和工作原理

堆垛機(jī)主要由下橫梁、貨叉機(jī)構(gòu)、立柱、上橫梁、運(yùn)行機(jī)構(gòu)、起升機(jī)構(gòu)和電氣控制系等組成。

堆垛機(jī)主體結(jié)構(gòu)由上橫梁、立柱、下橫梁和控制柜支座等組成。上、下橫梁是由鋼板和型鋼焊接成箱形結(jié)構(gòu)，下橫梁前后安裝有驅(qū)動(dòng)輪和被動(dòng)輪。一般前后的兩輪軸孔，在落地鏜銑床一次裝夾加工完成，以確保主、被動(dòng)輪軸線的平行，從而提高了整機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)性；立柱是由方鋼管制作，在方鋼管兩側(cè)一次焊接兩條扃鋼導(dǎo)軌(材質(zhì)16Mn)，導(dǎo)軌表面進(jìn)行硬化處理，耐磨性好。上橫梁焊于立柱上方，立柱與下橫梁通過法蘭用高強(qiáng)度螺栓連接。整個(gè)主體結(jié)構(gòu)具有重量輕、抗扭、抗彎、剛度大、強(qiáng)度高等特點(diǎn)。

堆垛機(jī)通過與上位管理、控制系統(tǒng)連接，全面實(shí)現(xiàn)貨物入庫和出庫作業(yè)的自動(dòng)化。堆垛機(jī)與立體貨架的通訊采用了紅外通訊的方式。這樣既避免了在車間中布太多的導(dǎo)線，又具有相對(duì)較強(qiáng)的抗干擾能力。堆垛機(jī)控制系統(tǒng)與上層管理系統(tǒng)（計(jì)算機(jī)或手持盒）的通訊都通過RS485的方式進(jìn)行，為了及時(shí)對(duì)上層管理計(jì)算機(jī)或手持盒發(fā)來的指令進(jìn)行響應(yīng)，系統(tǒng)軟件采用串行口通訊中斷的方式，能以最短的時(shí)間與上層計(jì)算機(jī)或手持盒建立通訊。堆垛機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1。

圖1 堆垛機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

二、堆垛機(jī)故障分析和維修策略

在生產(chǎn)過程中，自動(dòng)化立體庫堆垛機(jī)的常見故障報(bào)警一般分為三類：

1.出入庫貨物的跺型不規(guī)范，導(dǎo)致堆垛機(jī)的安全報(bào)警。

由于堆垛機(jī)是反復(fù)執(zhí)行出入庫的操作，對(duì)輸送托盤貨物的跺型要求極其規(guī)范，因而裝有嚴(yán)格的外形監(jiān)測裝置，它具有超高、超寬、前后超限等檢測功能。因堆垛機(jī)是高、中、低等三速切換運(yùn)行，它的安全保護(hù)也很完善，如斷電鏈監(jiān)測、過載監(jiān)測、極限位監(jiān)測等。如果觸發(fā)它們，堆垛機(jī)將進(jìn)行自身保護(hù)，停止運(yùn)行。跺型外形檢測報(bào)警裝置，如圖2。

產(chǎn)生跺型不規(guī)范的原因：

（1）碼垛時(shí)的貨型超出

由于人工或機(jī)器手碼垛時(shí)的精度不高，或者煙箱的外形、尺寸的原因，經(jīng)常會(huì)造成碼垛的跺型超高、超長、超寬等超出報(bào)警，發(fā)生此類報(bào)警時(shí)，需要人工重新碼垛，或者整理貨型，以便消除報(bào)警。

（2）運(yùn)行中貨物溢出

在運(yùn)行過程中，當(dāng)堆垛機(jī)進(jìn)行加減速和緊急剎車，載貨臺(tái)上有可能產(chǎn)生貨形溢出，這時(shí)也需整理貨型。

2.堆垛機(jī)自身的電氣故障引起的報(bào)警。

（1）成品庫2506報(bào)警

成品庫1#堆垛機(jī)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)2506，經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，報(bào)警代碼2506是指行走編碼器異常（行走編碼器位置，如圖3）或接口板故障，基于此類原因，我們需了解和解決：

更換編碼器時(shí)連接線要注意：在電源OFF狀態(tài)下進(jìn)行；接線時(shí)應(yīng)充分注意電源的極性；若接線錯(cuò)誤，則有時(shí)會(huì)損壞內(nèi)部回路；編碼器電纜屏蔽線不能損壞，應(yīng)連接牢固。

（2）變頻器報(bào)警

行走、升降、貨叉的變頻器發(fā)生報(bào)警時(shí)，應(yīng)把堆垛機(jī)主電控柜門打開，查看變頻器的操作面板，根據(jù)報(bào)警的實(shí)際代碼的內(nèi)容一一進(jìn)行解決.

3.信息通訊原因?qū)е露讯鈾C(jī)故障報(bào)警。

倉庫控制系統(tǒng)通過以太網(wǎng)連接至西門子工業(yè)級(jí)“路由網(wǎng)關(guān)”，堆垛機(jī)、PLC和HMI通過各自的以太網(wǎng)接口、連接至路由網(wǎng)關(guān)，接收上位機(jī)（WCS）的出、入庫分配指令以及向上位機(jī)傳送運(yùn)載和載荷，或報(bào)警狀態(tài)。在信號(hào)傳輸過程中，由于受到外界環(huán)境干擾，會(huì)出現(xiàn)信號(hào)傳輸失敗的現(xiàn)象，主要由以下幾種情況：

(1)堆垛機(jī)與上位機(jī)間無法聯(lián)機(jī)，如圖4

造成此故障原因和處理措施，歸納為以下幾點(diǎn)：

①堆垛機(jī)工控機(jī)WCS，是否報(bào)錯(cuò)或死機(jī)；

②工作方式選擇不對(duì)，應(yīng)選為聯(lián)機(jī)狀態(tài)；

③紅外通訊工作電源缺失或中間有異物，造成遮擋或位置錯(cuò)位，應(yīng)重新調(diào)整位置；

④通訊模板損壞，更換通訊模板。

（2）堆垛機(jī)空取等問題

堆垛機(jī)在正常出入庫的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)空取貨、空出庫、雙重入庫、雙重卸貨、不出庫不入庫等問題，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)有如下可能的原因：

①確認(rèn)目前載貨臺(tái)的貨物有或無；

②確認(rèn)目前貨物檢測開關(guān)信號(hào)是否正常，是否有灰塵或遮擋；

③應(yīng)檢查WCS監(jiān)控機(jī)任務(wù)，目前的狀態(tài)信息是否正常，必要時(shí)要改進(jìn)狀態(tài)信息。

圖2 跺型外形檢測報(bào)警裝置

圖3 堆垛機(jī)行走編碼器

圖4 堆垛機(jī)與上位機(jī)中斷

三、總結(jié)

本文分析和總結(jié)了自動(dòng)化立體倉庫中堆垛機(jī)在作業(yè)中的常見故障及維修策略，為設(shè)備維修人員快速定位故障原因和提出解決方法提供了有效的參考和依據(jù)，可縮短堆垛機(jī)的維修時(shí)間，為生產(chǎn)提供了有力的保障。在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中，自動(dòng)立體倉庫堆垛機(jī)出現(xiàn)的故障還較多，還需要我們進(jìn)一步認(rèn)真分析，歸納總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，以上僅供大家參考和共同學(xué)習(xí)。