物流配送中心的有轨巷道式堆垛机

ＭａｃｈｉｎｅＴｏｏｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇ

ｙ机床工具技术

物流配送中心的有轨巷道式堆垛机

吴勇，

李双祥

（黑龙江省工程咨询评审中心，黑龙江哈尔滨１５０００１）

摘要：介绍了物流配送中心使用的有轨巷道式堆垛机的工作原理，重点对其各组成结构进行了分析和讨论。

文献标识码：Ｂ

文章编号：１００２－２３３３（２００６）０６－００７３－０２

关键词：堆垛机；工作原理；结构组成中图分类号：ＴＰ２９

１引言

堆垛机是自动化立体仓库中最重要的搬运、起重、堆垛设备，它担负着出库、进库、盘库等任务。本文即主要介绍在物流配送中心的立体仓库中所应用的有轨巷道式堆垛机的工作原理及设计要点。

２堆垛机的结构及工作原理

有轨巷道堆垛机是自动化立体仓库中最主要的作

业机械，是随立体仓库的出现而发展起来的专用起重机。有轨巷道堆垛机通过运行机构、起升机构和货叉的协调工作，完成货物在货架范围内的纵向和横向移动，实现货物的三维立体存取。堆垛机的工作原理是：由行走电机通过驱动轴带动车轮在下导轨上做水平行走。由提升电机带动起升滚筒及载货台做垂直升降运动，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。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。行走认址器用于控制堆垛机水平行走位置，提升认址器用于控制堆垛机载货台升降位置，货叉下面的行程开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。根据以上工作原理所设计的有轨巷道式堆垛机的结构如图所示。主要由机架、运行机构、起升机构、货叉、载货台、电气控制和各种安全保护装置构成。

２．２运行机构

运行机构驱动堆垛机沿运行轨道水平运动，运行机

构由电机减速器、行走轮、导向轮等组成。在下横梁下面安装行走轮，在行走轮侧面有导向轮，保证堆垛机能够在地轨上正常行驶。轴装式电机减速器安装在前面的行走轮上，当切断电机电源时，电机能够自动制动，使堆垛机停止在立体库的巷道中。

２．３起升机构

起升机构用以驱动载货台上升及下降。起升机构主

２．１机架要由电机减速器、驱动链轮、驱动链条、升降链轮、升降链条、配重块等组成。升降链条与载货台相连接，与升降链轮、上下横梁的链轮及载货台组成封闭结构。电机减速机通过驱动链轮带动升降链轮旋转，升降链轮再通过升降链条带动载货台上下运动。

堆垛机的机架是由立柱、上横梁、下横梁组成的长方形结构框架，是堆垛机的主要承载构件。为了便于安装零件和减轻堆垛机重量，上、下横梁用槽钢制作，立柱用方通制作。机架沿天轨运行，为防止框架倾倒，在上横梁上装有导向轮。它的上部安装滑轮或链轮机构、上水平导轮、电缆拖挂机构或滑触线供电装置。中部或下部安装起升机构，立柱内侧安装升降导轨，使载货台平稳地上升及下降。立柱外侧装有维修爬梯便于维修，下部安装主动及被动车轮、运行驱动装置及下水平导轮、缓冲器等部件。后部和两侧安装有电器控制柜、上升及下降终端限位开关和选层认址板等部件。

２．４载货台

载货台是堆垛机承接货物并进行升降运动的部件，

是由垂直吊架和水平结构两部分牢固地焊接成型的结构件，其上装有货叉伸缩机构、松绳过载和断绳安全装置、升降动滑轮、升降导向轮和侧向导轮。

２．５货叉

货叉是堆垛机存取货物的执行机构，装设于载货台

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上，是堆垛机中最主要的部分，它主要由电机减速机、链轮、链条、齿轮、齿条、下叉、中叉、上叉、轴承等组成。为了使货叉伸缩到位，保证准确存、取货物，在货叉上装有机械定位装置（双向阻挡器）和电气定位感应开关（极限感受块和接近开关）组成的双重定位保护装置。另外，还有检测货叉是否回到原位的中位感应条和接近开关。

定：货叉不居中、托盘或货物尺寸超限、货叉正在运行、升降的安全保险被启动、载货台提升和下降超出极限、行走至巷道端点、紧急制动被启动。

（１１）堆垛机货叉在如下情况下被锁定：堆垛机行走或升降时、行走定位时没达到定位精度、堆垛机紧急制动开关动作。

（１２）只有在过桥升起时，才能向堆垛机供电，过桥落下时堆垛机即自动断电，以确保设备和人身安全。

２．６电气设备及控制

主要包括电力拖动、信号传输和堆垛机控制。堆垛机

控制柜是仓库内关键的控制设备之一，由它完成堆垛机的走行、升降、货叉的伸缩等全部动作的控制。堆垛机的控制方式有联机自动（即遥控）、本机自动（即自动）、半自动及手动控制４种。

联机自动方式：仓库系统正常运行时堆垛机一般应处于此控制方式。处于此控制方式下的堆垛机，可以经调制解调器接受来自计算机的操作指令，并向控制计算机反馈堆垛机的作业状态等信息，使堆垛机成为自动化仓库系统中的有机组成部分，以便仓库控制系统实现对仓库每一个货位的入出库作业。

本机自动方式：堆垛机单机运行时一般处于此控制方式。处于此控制方式下的堆垛机，可以自动地完成本巷道内的每一个货位的入出库作业。

半自动方式：半自动方式是对本机自动控制方式进行过程的分解，可以单步完成如货叉取放货、堆垛机运行至巷道内某一货位地址等操作。堆垛机单机运行、发生异常或安装调试时可以使用这种控制方式。

手动控制方式：手动方式一般用于堆垛机的安装调试阶段或管理信息通信发生故障时，可以对堆垛机的走行、升降、伸缩货叉等单独进行操作。

３结语

随着物流业在我国的兴起、现代工业的发展和日益激烈的市场竞争，对立体仓库也提出更高的要求，同时各种新技术的出现也必将推动立体仓库朝着更加智能化、柔性化的方向发展。在堆垛机方面，市场要求不断推出具有新的物理外形和更高性能的设备，主要包括提高电子和控制技术，使堆垛机在具有更高定位精度的同时提高搜索能力和运行速度。本文所介绍的有轨巷道式堆垛机已在物流配送中心的立体仓库中稳定运行。（编辑立明）

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作者简介：吴勇（１９６９－），男，高级工程师，主要从事工程设计管理方

面的研究工作。

收稿日期：２００６－０３－０１

２．７安全保护装置

为防止堆垛机异常时发生意外，除了机械上的保护

装置外，堆垛机还设计并设置了如下保护措施或装置：

（１）堆垛机上每个电动机均设有过电流继电器对电动机进行过载保护。

（２）堆垛机上设置了走行端点限位及升降端点限位传感器。

重复入库等现象的发生，堆垛机（３）为防止空出库、

上设置了对货架上货位、入出库位置上的货物检测传感器，以确认货位或入出库位置上的货物情况。

（４）为防止货物尺寸与欲入库货位的尺寸不符，堆垛机上设置了货物尺寸检测传感器。

（５）为防止堆垛机上货物坍塌情况的发生，堆垛机上设置了货物坍塌检测传感器。

（６）堆垛机上设置了松链检测传感器，以检测提升链松链情况的发生。

（７）堆垛机上各有关动作及装置的电气连锁。（８）堆垛机控制盘上设置紧急停止按钮，以备在非常情况下切断堆垛机电源。

（９）堆垛机上还设置有在异常状态下的声光报警装置。（１０）堆垛机的行走和升降动作在如下情况下将被锁

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