物流技术物流技术堆垛机堆垛机物流技术物流技术一、概念一、概念堆垛机是立体仓库中最重要的起重运输设备，是代表立体仓库特征的标志。运用这种设备的仓库最高可达40m。大多数在1025m之间。主要用途是在立体仓库的巷道间来回穿梭运行。将位于巷道口的货物存入货格。或将货格中的货物取出运送到巷道口。这种设备只能在仓库内运行。还需配备其他设备让货物出入库。物流技术物流技术二、分类二、分类按照有无导轨有无导轨可分为有轨堆垛机和无轨堆垛机。按照高度高度不同可分为低层型、中层型和高层型。低层型堆垛机是抬起升高度在5m以下，主要用于分体式高层货架仓库及简易立体仓库中;中层型堆垛机是指起升高度在5m15m之间，高层型堆垛机是指起升高度在15m以上，主要用于一体式的高层货架仓库中。按照自动化程度自动化程度不同可分为手动、半自动和自动堆垛机。手动和半自动堆垛机上带有司机室，自动堆垛机不带有司机室，采用自动控制装置进行控制，可以进行自动寻址、自动装卸货物。按照用途用途不同堆垛机可分为桥式堆垛机和巷道堆垛机。物流技术物流技术三、桥式堆垛机三、桥式堆垛机桥式堆垛机具有起重机和叉车的双重结构特点，像起重机一样，具有桥架和回转小车。桥架在仓库上方运行，回转小车在桥架上运行。货架和仓库顶棚之间需要有一定的空间，保证桥架的正常运行。立柱可以回转，保证工作的灵活性。回转小车根据需要可以来回运行，因此桥式堆垛机可以服务于多条巷道。桥式堆垛机的堆垛和取货是通过取物装置在立柱上运行实现的，因为立柱高度的限制，桥式堆垛机的作业高度不能太高。桥式堆垛机主要适用于12米以下中等跨度的仓库，巷道的宽度较大，适于笨重和长大件物料的搬运和堆垛。物流技术物流技术名称名称特点特点带固定立柱的支撑式桥式堆垛机由带立柱的小车和桥架组成，结构简单，使用方便带伸缩立柱的支撑式桥式堆垛机具有伸缩式立柱，可以越过障碍物进行装卸和堆垛带固定立柱的悬挂式桥式堆垛机桥架质量较轻，起重机的轨道固定在屋顶的杵架上带伸缩立柱的悬挂式桥式堆垛机具有伸缩式立柱，质量较轻，轨道固定在屋顶杵架上按照结构不同分类物流技术物流技术物流技术物流技术自重很大，必须用比较坚固的建筑结构支撑在仓库的顶部与货架之间要有很大的净空堆垛机的通道宽度大，作业范围要受大梁的跨度限制 与巷道堆垛机相比，桥式堆垛机有以下缺点：物流技术物流技术四、无轨巷道堆垛机四、无轨巷道堆垛机 无轨巷道堆垛机无轨巷道堆垛机又称为高架叉车，是一种变形叉车。其机动性比巷道式堆垛机好。无轨巷道式堆垛机可分为上人式和不上人式两种，驾驶舱随门架同时上升称为上人式，优点是在任何高度都可以保持水平操作视线，保证最佳视野以提高操作安全性。同时由于操作者可以触及货架任何位置的货物，故可以同时用于拣货及盘点作业 。物流技术物流技术有轨巷道式堆垛机采用钢轮在钢轨上运行，无轨堆垛机采用轮胎，因此轮压不同时会产生不同的变形量有轨堆垛机采用立柱，无轨堆垛机采用多极门架，货叉在水平和垂直方向上的定位精度不同有轨巷道式堆垛机与无轨巷道堆垛机比较：物流技术物流技术五、有轨巷道堆垛机五、有轨巷道堆垛机有轨有轨巷道巷道堆垛机堆垛机，是指可以在较窄的巷道内作业的堆垛机，具有一个升降轨道，堆垛机在轨道上上下升降运行。有轨堆垛机根据金属结构可以分为：单立柱和双立柱式两种。有轨堆垛机可以在立柱上进行多面旋转，堆高的高度在6-24米。有轨堆垛机占地面积很小，大大提高了仓库内的面积和空间的利用率，利于仓库自动化的运行和管理。物流技术物流技术l原理由行走电机通过驱动轴带动车轮在下导轨上做水平水平行走行走。由提升电机带动起升滚筒及载货台做垂直升降垂直升降运动运动,载货台升降导向是依靠货台两侧设置的导向轮,在堆垛机两根立柱上下运动来实现的。由载货台上的货叉作伸缩运动伸缩运动。通过上述三维运动可将指定货位上的货物取出或将货物送到指定的货位。行走认址器行走认址器用于控制堆垛机水平行走位置, 提升认址提升认址器器用于控制堆垛机载货台升降位置,货叉下面的行程开行程开关关控制货叉伸出的距离,接近光电开关控制货叉的回中位置。通过认址器及光电开关的识别,以及光通讯信号的转化,实现计算机控制,也可实现机上控制盘的手动和半自动控制。物流技术物流技术l特点特点1.整整机机结结构构高高而而窄窄。采用有轨巷道式堆垛机的高架仓库货架很高，而货架巷道非常狭窄，堆垛机的宽度一般只与所搬运的单元货物的宽度相等。2.结结构构的的刚刚度度和和精精度度要要求求高高。堆垛机的金属结构设计除需满足强度要求外，结构的静刚度、动刚度是一项非常重要的指标。制动时，机架顶端水平位移一般要求不超过20mm，结构振动衰减时间要短。载货台在立柱上的升降导轨的不垂直度一般要求不超过35mm。物流技术物流技术3.取物装置复杂取物装置复杂。堆垛机配备有特殊的取物装置，常用的有伸缩货叉、伸缩平板和可对物料箱或特殊形状货物作业的机械手，工作时，能对两侧货架作业，存取货物。4.堆垛机的电力拖动系统要同时满足快速、平稳和快速、平稳和准确准确三个方面的要求。 5.安全要求高。安全要求高。必须配备齐全的安全装置，并在电器控制上采取一系列连锁和保护措施。 l特点特点物流技术物流技术l分类分类1、按支承方式分悬挂式堆垛机 ：其行走机构安装在堆垛机门架的上部，地面上也铺设有导轨。地面支承式堆垛机：行走轨道铺设于地面上，上部导轮用来防倾倒或摆动。物流技术物流技术 2、按结构形式分l分类分类 单立柱堆垛机自重轻 刚度差 起重量2t以下双立柱堆垛机刚度好 速度快 起重量可达5t物流技术物流技术3、按作业方式分、按作业方式分 单元式堆垛机 是对托盘单元进行出入库作业的堆垛机。拣选式堆垛机 是由操作人员向（或从）货格内的托盘（或货箱）中存入（或取出）少量货物，进行出入库作业的堆垛机。这种堆垛机的特点是没有货叉。拣选单元混合式堆垛机 具有单元式与拣选式综合功能的堆垛机。其载货台上既有货叉装置，又有司机室，可以满足两种作业方式的要求。l分类分类物流技术物流技术额定起重量Gn: 货物和托盘的质量的总和。 总起重量Gt：货物、托盘、货叉、司机室、载货台、属具、人的质量的总和。堆垛机总重量Go：堆垛机各部分质量的总和。堆垛机设计重量Gk：除去润滑剂的堆垛机质量。轮压Po：一个车轮传递到地面或轨道上的最大垂直载荷。l性能参数性能参数 1、起重量和载荷参数物流技术物流技术l性能参数性能参数 2、速度参数水平运行速度：行走速度80m/min左右，也有120m/min，最高可达180m/min；货物容易散落或载人的堆垛机的加减速度一般为0.30.5m/s2；对于货物不易散落的堆垛机，其加减速度应在l m/s2以下；升降速度：升降机构的工作速度一般经常用1525m/min，最高可达45m/min。慢速档一般为35m/min。货叉伸缩速度：货叉伸缩速度一般为15m/min以下，高的可达 30m/min，在超过 10m/min时需配备慢速挡，在启动和制动时用。物流技术物流技术型 式额定起重量拣选型0.1 0.25单元型和拣选-单元混合型 0.1 0.25 0.5 1 1.6 2 堆垛机起重量系列标准注：当单元货物的重量大于2吨时，其起重量系列应符合GB 783的轨定名称速度值（m/min)水平运行速度25,31.5,40,50,63,80,100,125,160起升速度6.3,8,10,12.5,16,20,25,31.5货叉伸缩速度5,6.3,8,10,12.5,16,20堆垛机运行、起升和货叉伸缩速度系列l性能参数性能参数 物流技术物流技术巷道式堆垛机由升降机构、运行机构、货叉伸缩机构、机架以及电器部分组成。起升机构升降机构升降机构是使载货台垂直运动的机构。一般由电动机、制动器、减速机、滚筒或轮以及柔性件组成。常用的柔性件有钢丝绳和起重链两种。除了一般的齿轮减速机外，由于需要比较大的速比，因而采用蜗轮蜗杆减速机和行星减速机的也不少。起重链传动装置多数装在上部，常配有平衡重块，以减小提升功率。为了使起升机构结构紧凑，常常使用带制动器的电机。l基本组成物流技术物流技术货物单元承接装置通过钢丝绳或链条与起升机构联接。载货台可沿着立柱导轨上下升降。取货装置安装在载货台上，有司机室的堆垛机，司机室一般也在载货台上。l基本组成物流技术物流技术运行机构运行机构是堆垛机水平运行的驱动装置。一般由电动机、联轴器、制动器、减速箱和行走车轮组成。行走轮结构分有轮缘和无轮缘两种结构，有轮缘的车轮，当堆垛机货叉作业时，会对车轮产生啃轨力。所以为防止啃轨现象，多采用无轮缘车轮，并在下横梁底部安装侧面导向轮。l基本组成物流技术物流技术取物装置取物装置：根据托盘的形状，单元货物的尺寸与重量等。目前已设计出了各种取货装置，包括人力取货，采用电磁或真空吸盘的存取装置，利用动力输送机的存取装置，利用机械手的取货装置以及最普遍的伸缩货叉装置等，而最常用的是伸缩货叉取货装置。l基本组成物流技术物流技术 货叉装置是堆垛机存取货物的执行机构，装设在堆垛机载货台上。货叉可以横向伸缩，以便向两侧货格送入（或取出）货物。货叉根据其叉子的数量不同，可分为单叉货叉、双叉货叉和多叉货叉。最常见的是前两种，多叉货叉多用于特长货物的堆垛。 货叉一般采用三级直线差动式伸缩货叉，由上叉、中叉、下叉（固定叉）及起导向作用的滚针轴承等组成，以减少巷道的宽度，且使之具有足够的伸缩行程。货叉的动作包括伸叉、微起升（或微下降），收叉三个动作，货叉伸出（或收回）动作时，其速度也为双档变速。货叉伸缩速度一般为15m/min以下，高的可达 30m/min，在超过 10m/min时需配备慢速挡，在启动和制动时用。 l基本组成物流技术物流技术伸缩货叉的结构形式主要有两种：齿轮齿条及链传动。这两种传动方式各有其优缺点：齿轮传动的传动精度较高，定位准确，但是齿轮传动方式的齿条加工困难，装配精度要求很高；而链传动方式虽然精度不高，但加工装配都比较容易。 l基本组成物流技术物流技术机机架架是堆垛机的主要承载构件，可分为单立柱和双立柱两种结构类型。一般都是由立柱、上横梁和下横梁三大部分组成。当堆垛机启动、停止及加减速运行时会产生惯性力，使立柱在巷道的纵向发生挠曲，整个金属结构成为振动体，其上部的振动较大。同样，在巷道的垂直方向，立柱由于货叉作业时的弯矩作用而产生弯曲，使叉端挠度增大。当柱端振动和货叉前端的挠度超过极限值时，就成为堆垛机自动定位的障碍，所以堆垛机的金属结构应具有足够的强度和刚度。l基本组成物流技术物流技术一、运行保护 1. 在运行和升降方向，距终端开关一定距离处设强迫减速开关，以确保及时减速。2. 货叉伸缩机构只有在堆垛机运行机构不工作和起升机构亦不工作时，才能启动。反过来，如果货叉已离开中央位置，堆垛机运行机构便不能启动，而起升机构只能以慢速工作。二、钢丝绳过载和松弛保护 当载货台上承受载荷超过最大或最小允许值时，通过钢丝绳的拉力大小，调节装置中的弹簧产生不同行程，从而切断起升装置电机回路电源，使装置及时停止运转。l安全保护装置与措施安全保护装置与措施物流技术物流技术三、钢丝绳断绳保护 断绳保护装置是由螺杆、压缩弹簧、左右安全钳及连杆机构等组成 。一旦当钢丝绳断裂 ，使断绳保护装置夹紧在起升导轨上，从而保证载货台在断绳时不致坠落。四、下降超速保护 不论什么原因，一旦载货台下降发生超速现象时，此保护装置立刻将载货台夹住。 l安全保护装置与措施安全保护装置与措施物流技术物流技术五、其它保护装置和措施 1. 货格虚实探测装置。在入库作业中，货叉将货物单元送入货格之前，先用一个机械的或者光电的探测装置检查一下该货格内有无货物。如果无货，则伸出货叉将货物存入货格，如果已有货，则报警停止进行后续的运作。2. 空出库检测。在出库作业中货叉伸进货格完成取货动作之后，如果在货位上检测不到有货物存在，则报警。3. 伸叉受堵保护。货叉伸出受堵时，伸缩机构传动系统中装设的安全离合器打滑进行保护。如果延续一定时间后，货叉尚未伸到头，即报警。l安全保护装置与措施安全保护装置与措施物流技术物流技术4.货物位置和外形检测。如果货物单元在载货台上位置偏差超过一定限度，或者倒塌变形，检测装置便报警，堆垛机不能继续工作。5. 堆垛机停准后才能伸货叉。6.货叉在货格内作微升降时，用检测开关限制微升降行程或限制其动作时间，以防止货叉微升降过度，损坏货物、机构或货架。l安全保护装置与措施安全保护装置与措施物流技术物流技术一、控制方式 1. 手动控制方式用于出入库频率不高，规模不大的仓库。 2. 半自动控制方式这种控制方式，其控制设备除手动操纵器外，一般还设有简单的继电器逻辑控制装置。除自动停准功能外，还能自动换速、自动认址、自动完成货叉伸缩存取货物的功能，适用于出入库比较频繁，规模不大的仓库。 3. 全自动控制方式 在机上便于地面操作的部位装有设定器，操作人员站在巷道口的地面，通过机上设定器，设定出入库作业方式和地址等数据。适用于出、入频率高，堆垛机台数不多且未配置输送机的中小规模（货位一般不超过2000个）仓库。 l电气控制系统电气控制系统物流技术物流技术4. 远距离集中控制方式 设定器安装在地面集中控制室内。操作者通过设定器设定出入库地址和作业方式，并输入到地面或机上的控制装置（多为计算机）中，经过计算和判断，发出堆垛机运行的控制命令，实现堆垛机的远距离集中控制。这种方式适用于出入库频繁，规模比较大，有多台堆垛机和输送机，仓库容量（货格数在2000个以上）较大的仓库，特别是低温、黑暗、有害等特殊环境的仓库。可以节省人力，改善劳动条件，提高仓库作业效率，但初始投资和维护费用较高。 l电气控制系统电气控制系统物流技术物流技术二、自动认址和定位 自动控制的堆垛机必须具有自动认址系统。自动认址系统可分为数字式和非数字式两大类，而数字式认址又可分为相对数字认址系统和绝对数字认址系统1、相对数字认址系统每个货格有一个列号和一个层号。当操作人员输入货格地址时，计数器里就记下了目的地址的列数和层数。从中减去堆垛机在接受这个作业命令时所处位置的列数和层数后，其差值就分别代表堆垛机从目前所处位置走到目的地址需沿巷道纵长方向经过的列数和沿垂直方向经过的层数。堆垛机沿巷道运行时，每经过1个货列就计1个数。计够了一定的数（离目的地的距离）就减速，到达了目的地就停止。在货台升降时，也用同样的方法认址。l电气控制系统电气控制系统物流技术物流技术2. 绝对数字认址系统 每一个货位的列数和层数分别用编码表示。堆垛机运行时就用相应的检测装置，对标号牌进行读数，检测所在的实际地址，然后送入地址运算程序与目的地址比较。当其差值为一定数值时即进行减速，差值为零时，发出机构停止的信号。3. 非数字式认址系统 在每个货格前装一个发号元件（如干簧管）。当堆垛机来到目的地址前时，磁场使堆垛机上的检测元件动作，堆垛机即能确认已到了目的地址。 l电气控制系统电气控制系统物流技术物流技术The endThe end