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自動化倉庫國產(chǎn)和進口設備差異剖析

來源：河工大物流團作者：劉彬@log96 2019-07-28 4675閱讀

[羅戈導讀]除開運行速度、提升速度、貨叉速度等硬性指標外，噪音大小是判斷堆垛機整體性能的關鍵指標

01 緒論

自動化倉庫，伴隨著人工成本的上升和智能制造的興起，已經(jīng)成為企業(yè)的標準配置。隨之而來的是各式各樣的設備供應商，國產(chǎn)設備供應商、進口設備供應商。這些設備到底存在什么樣的差別？在這里，我們用自動化倉庫的核心設備堆垛機為例來說明國產(chǎn)設備和進口設備的差異。

02 堆垛機主要指標

堆垛機，是自動化立體倉庫巷道式堆垛起重機的簡稱，是在自動化倉庫中用來存取貨架存儲單元里貨物的碼垛設備，是自動化倉庫中應用最廣泛的貨物搬運設備，也是物流倉儲系統(tǒng)的最重要設備。堆垛機性能好壞和技術水平的高低，將直接影響到自動化倉庫的效果和效益。

體現(xiàn)堆垛機動態(tài)性能優(yōu)劣的指標主要有：

運行速度
提升速度
貨叉速度
平穩(wěn)性
振動與噪音
認址精度等

03 堆垛機關鍵技術分析

堆垛機是物流的載體，它在高層貨架巷道往返運行，將貨物存入或取出，從而實現(xiàn)貨物的流動。它是自動化倉庫的關鍵設備。為實現(xiàn)物流的高效率，必須提高果堆垛機的存取速度。

然而，按照堆垛機運行規(guī)律，當運行速度超過100米/分鐘，噪音曲線將出現(xiàn)拐點，急劇增強。根據(jù)國家相關規(guī)定，人在84分貝背景噪聲下連續(xù)工作不能超過8小時，否則會對聽力造成損傷。由此，國標《JBT 7016-1993 有軌巷道堆垛起重機技術條件》將噪音要求確定為不大于84分貝。而提高堆垛機的存取速度，則必須有效控制機械振動和由此產(chǎn)生的噪音，這是堆垛機提速的關鍵技術難題。

堆垛機在高速運行狀態(tài)下，要實現(xiàn)對振動和噪音的有效控制，必須對各項技術指標和性能提出更嚴格要求，它需要對相互關聯(lián)的諸多因素綜合控制，協(xié)調治理。只有把堆垛機作為一個系統(tǒng)加以分析研究，明確各因素因果關系及內(nèi)在聯(lián)系，通過對各因素的重組改變，才能保證堆垛機在高速狀態(tài)下的正常運行。解決堆垛機振動與噪音的措施包括：

（1）堆垛機、貨架、運行道軌是一個有機整體，如三者固有頻率接近，必然產(chǎn)生共振。為了避免共振，運行導軌與貨架必須采取不同方式的特殊隔振措施以達到減振降噪的目標。

（2）堆垛機有效的結構設計，避開共振的臨界轉速，并降低堆垛機的風阻。

（3）提高堆垛機運動部件的加工精度，特別是運行輪軸線的平行度精度，是堆垛機平穩(wěn)運行的關鍵。因此，采用高精度的數(shù)控鏜銑床等加工設備來加工堆垛機的零部件成為一個必選項。

（4）堆垛機立柱箱體內(nèi)設置阻斷結構，降低共鳴效應。

（5）在堆垛機構件連接處采用彈性阻尼隔振技術。

（6）在堆垛機構件上對振源加載，采用振源負荷減振技術。

（7）對堆垛機運行道軌采用特殊加工工藝措施，提高平穩(wěn)性，并采取特殊隔振結構避免與貨架的共振。

（8）在堆垛機導向輪運行系統(tǒng)，采用復合材料滾輪，以提升減振降噪效果。

由以上分析可見，振動與噪音對堆垛機來說是一個非常重要的指標，它直接決定的堆垛機的性能。而要提升這一指標，則要求堆垛機供應商提升綜合能力：

堆垛機設計研發(fā)能力
堆垛機零部件加工精度
堆垛機整機裝配精度

而這些能力的提升并非一朝一夕能夠實現(xiàn)，需要堆垛機供應商長期持續(xù)的努力。

04 國產(chǎn)堆垛機與進口堆垛機的對比

隨著科學技術的不斷進步、物流行業(yè)在全世界范圍的蓬勃發(fā)展，自動化倉庫的應用領域和范圍得到了極大的擴展，國產(chǎn)堆垛機的動態(tài)性能也在不斷提高。

例如，國產(chǎn)堆垛機的最快運行速度已提升至160米/分鐘，進口堆垛機的水平最高可達300米/分鐘。提升驅動已由以前的雙速電機改進為變頻調速，速度已提升至40米/分鐘。貨叉運行也由單速電機驅動改進為變頻調速，速度已提升至25米/分鐘。在堆垛機自動控制方面還采用了激光測距定位系統(tǒng)、閉環(huán)控制變頻調速系統(tǒng)等技術。

然而，目前國產(chǎn)堆垛機在運行速度，整機剛度，隔振減振措施，運行擺動幅度，提升速度，貨叉速度，認址技術和精度以及認址差錯率等方面與進口堆垛機相比, 差距較大。國產(chǎn)堆垛機綜合性能有待改善，存在的主要差距為：

綜合性能差距：主要體現(xiàn)在運行速度、提升速度、貨叉速度、平穩(wěn)性、振動和噪音。
結構的差距：進口堆垛機結構合理、比較精巧，而國產(chǎn)堆垛機結構相對笨重。

總結一下，國產(chǎn)堆垛機與進口堆垛機的差異主要包括以下指標：

指標	進口堆垛機	國產(chǎn)堆垛機	指標意義
走行速度	0～200米/分鐘	0～160米/分鐘	堆垛機的基本性能指標
走行加速度	0.6米/平方秒	0.45米/平方秒	堆垛機的基本性能指標
提升速度	0～60米/分鐘	0～40米/分鐘	堆垛機的基本性能指標
貨物取放周期	8～9秒/次	13～15秒/次	堆垛機的基本性能指標
定位精度	±2.5mm	±5mm	定位不準，會對貨物的存取造成一定的危險性；如果二次定位，則會降低堆垛機的存取能力
控制曲線	S形，運行及啟停平滑柔和	接近梯形，啟停剛性沖擊大	造成噪音與抖動的主要原因
立柱結構	雙立柱管型無軌道結構，結構輕巧，運行流暢	雙立柱管型有軌道結構，外觀復雜，運行有震動	堆垛機的整結構影響著整體性能
載貨臺結構	管型結構輕巧，安全夾抱立柱外壁，質量輕	管型結構，安全夾緊軌道，質量重	堆垛機的整結構影響著整體性能
行走總成	漲進套結構設計，拆裝方便，配合緊密	平件連接，固定過緊不易拆裝，固定過松配合不佳，容易產(chǎn)生磨損噪音。	堆垛機的整結構影響著整體性能
伸縮貨叉	標配德國 MIAS或意大利EUROFORK	廠家自制，取貨周期長，精度低，噪音大。	目前基本上都采用德國 MIAS或意大利EUROFORK生產(chǎn)的貨叉
工作環(huán)境	特殊的電機及零部件選擇，可以使堆垛機系統(tǒng)在極端工作環(huán)境中穩(wěn)定運行。	無法在溫濕度變化比較大的環(huán)境中穩(wěn)定運行。	對堆垛機的運行環(huán)境會有一定的要求
安全剎車系統(tǒng)	水平方向和垂直方向都各安裝有2套限位開關，第1套限位開關可以減速70%，第2套用于緊急停止；全程對于啟動電流和運行速度實現(xiàn)監(jiān)控，一旦過載，系統(tǒng)立即停止工作并發(fā)出報警信號至軟件控制中心和中控臺；多重保護堆垛機系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運行。	無雙套限位裝置	堆垛機的安全指標
CDS安全制動系統(tǒng)	CDS 系統(tǒng)（驅動/ 安全制動：兩個獨立的驅動電機和兩個獨立的安全剎車單元，帶來高性能的吞吐量應用和充分冗余	多重保護無法聯(lián)動。	堆垛機的安全指標
安全緩沖裝置	巷道頭或堆垛機上安裝有液壓緩沖裝置，當出現(xiàn)堆垛機沖出巷道情況時，完全吸收沖出動能，并讓堆垛機平緩停止。	僅在堆垛機上安裝聚氨酯緩沖塊……	堆垛機的安全指標
噪音	≤70分貝	75～78分貝	堆垛機的整體性能指標
無故障率	大于99．9%	不小于97%	故障概率較大，影響整體工作