01 緒論
自動(dòng)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(biāo)準(zhǔn)配置。隨之而來的是各式各樣的設(shè)備供應(yīng)商,國產(chǎn)設(shè)備供應(yīng)商、進(jìn)口設(shè)備供應(yīng)商。這些設(shè)備到底存在什么樣的差別?在這里,我們用自動(dòng)化倉庫的核心設(shè)備堆垛機(jī)為例來說明國產(chǎn)設(shè)備和進(jìn)口設(shè)備的差異。
02 堆垛機(jī)主要指標(biāo)
堆垛機(jī),是自動(dòng)化立體倉庫巷道式堆垛起重機(jī)的簡稱,是在自動(dòng)化倉庫中用來存取貨架存儲(chǔ)單元里貨物的碼垛設(shè)備,是自動(dòng)化倉庫中應(yīng)用最廣泛的貨物搬運(yùn)設(shè)備,也是物流倉儲(chǔ)系統(tǒng)的最重要設(shè)備。堆垛機(jī)性能好壞和技術(shù)水平的高低,將直接影響到自動(dòng)化倉庫的效果和效益。
體現(xiàn)堆垛機(jī)動(dòng)態(tài)性能優(yōu)劣的指標(biāo)主要有:
運(yùn)行速度
提升速度
貨叉速度
平穩(wěn)性
振動(dòng)與噪音
認(rèn)址精度等
03 堆垛機(jī)關(guān)鍵技術(shù)分析
堆垛機(jī)是物流的載體,它在高層貨架巷道往返運(yùn)行,將貨物存入或取出,從而實(shí)現(xiàn)貨物的流動(dòng)。它是自動(dòng)化倉庫的關(guān)鍵設(shè)備。為實(shí)現(xiàn)物流的高效率,必須提高果堆垛機(jī)的存取速度。
然而,按照堆垛機(jī)運(yùn)行規(guī)律,當(dāng)運(yùn)行速度超過100米/分鐘,噪音曲線將出現(xiàn)拐點(diǎn),急劇增強(qiáng)。根據(jù)國家相關(guān)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(shí),否則會(huì)對聽力造成損傷。由此,國標(biāo)《JBT 7016-1993 有軌巷道堆垛起重機(jī)技術(shù)條件》將噪音要求確定為不大于84分貝。而提高堆垛機(jī)的存取速度,則必須有效控制機(jī)械振動(dòng)和由此產(chǎn)生的噪音,這是堆垛機(jī)提速的關(guān)鍵技術(shù)難題。
堆垛機(jī)在高速運(yùn)行狀態(tài)下,要實(shí)現(xiàn)對振動(dòng)和噪音的有效控制,必須對各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)和性能提出更嚴(yán)格要求,它需要對相互關(guān)聯(lián)的諸多因素綜合控制,協(xié)調(diào)治理。只有把堆垛機(jī)作為一個(gè)系統(tǒng)加以分析研究,明確各因素因果關(guān)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(jī)在高速狀態(tài)下的正常運(yùn)行。解決堆垛機(jī)振動(dòng)與噪音的措施包括:
(1)堆垛機(jī)、貨架、運(yùn)行道軌是一個(gè)有機(jī)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(yùn)行導(dǎo)軌與貨架必須采取不同方式的特殊隔振措施以達(dá)到減振降噪的目標(biāo)。
(2)堆垛機(jī)有效的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),避開共振的臨界轉(zhuǎn)速,并降低堆垛機(jī)的風(fēng)阻。
(3)提高堆垛機(jī)運(yùn)動(dòng)部件的加工精度,特別是運(yùn)行輪軸線的平行度精度,是堆垛機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行的關(guān)鍵。因此,采用高精度的數(shù)控鏜銑床等加工設(shè)備來加工堆垛機(jī)的零部件成為一個(gè)必選項(xiàng)。
(4)堆垛機(jī)立柱箱體內(nèi)設(shè)置阻斷結(jié)構(gòu),降低共鳴效應(yīng)。
(5)在堆垛機(jī)構(gòu)件連接處采用彈性阻尼隔振技術(shù)。
(6)在堆垛機(jī)構(gòu)件上對振源加載,采用振源負(fù)荷減振技術(shù)。
(7)對堆垛機(jī)運(yùn)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(jié)構(gòu)避免與貨架的共振。
(8)在堆垛機(jī)導(dǎo)向輪運(yùn)行系統(tǒng),采用復(fù)合材料滾輪,以提升減振降噪效果。
由以上分析可見,振動(dòng)與噪音對堆垛機(jī)來說是一個(gè)非常重要的指標(biāo),它直接決定的堆垛機(jī)的性能。而要提升這一指標(biāo),則要求堆垛機(jī)供應(yīng)商提升綜合能力:
堆垛機(jī)設(shè)計(jì)研發(fā)能力
堆垛機(jī)零部件加工精度
堆垛機(jī)整機(jī)裝配精度
而這些能力的提升并非一朝一夕能夠?qū)崿F(xiàn),需要堆垛機(jī)供應(yīng)商長期持續(xù)的努力。
04 國產(chǎn)堆垛機(jī)與進(jìn)口堆垛機(jī)的對比
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步、物流行業(yè)在全世界范圍的蓬勃發(fā)展,自動(dòng)化倉庫的應(yīng)用領(lǐng)域和范圍得到了極大的擴(kuò)展,國產(chǎn)堆垛機(jī)的動(dòng)態(tài)性能也在不斷提高。
例如,國產(chǎn)堆垛機(jī)的最快運(yùn)行速度已提升至160米/分鐘,進(jìn)口堆垛機(jī)的水平最高可達(dá)300米/分鐘。提升驅(qū)動(dòng)已由以前的雙速電機(jī)改進(jìn)為變頻調(diào)速,速度已提升至40米/分鐘。貨叉運(yùn)行也由單速電機(jī)驅(qū)動(dòng)改進(jìn)為變頻調(diào)速,速度已提升至25米/分鐘。在堆垛機(jī)自動(dòng)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(diào)速系統(tǒng)等技術(shù)。
然而,目前國產(chǎn)堆垛機(jī)在運(yùn)行速度,整機(jī)剛度,隔振減振措施,運(yùn)行擺動(dòng)幅度,提升速度,貨叉速度,認(rèn)址技術(shù)和精度以及認(rèn)址差錯(cuò)率等方面與進(jìn)口堆垛機(jī)相比, 差距較大。國產(chǎn)堆垛機(jī)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(yùn)行速度、提升速度、貨叉速度、平穩(wěn)性、振動(dòng)和噪音。
結(jié)構(gòu)的差距:進(jìn)口堆垛機(jī)結(jié)構(gòu)合理、比較精巧,而國產(chǎn)堆垛機(jī)結(jié)構(gòu)相對笨重。
總結(jié)一下,國產(chǎn)堆垛機(jī)與進(jìn)口堆垛機(jī)的差異主要包括以下指標(biāo):
指標(biāo) |
進(jìn)口堆垛機(jī) |
國產(chǎn)堆垛機(jī) |
指標(biāo)意義 |
走行速度 |
0~200米/分鐘 |
0~160米/分鐘 |
堆垛機(jī)的基本性能指標(biāo) |
走行加速度 |
0.6米/平方秒 |
0.45米/平方秒 |
堆垛機(jī)的基本性能指標(biāo) |
提升速度 |
0~60米/分鐘 |
0~40米/分鐘 |
堆垛機(jī)的基本性能指標(biāo) |
貨物取放周期 |
8~9秒/次 |
13~15秒/次 |
堆垛機(jī)的基本性能指標(biāo) |
定位精度 |
±2.5mm |
±5mm |
定位不準(zhǔn),會(huì)對貨物的存取造成一定的危險(xiǎn)性;如果二次定位,則會(huì)降低堆垛機(jī)的存取能力 |
控制曲線 |
S形,運(yùn)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(dòng)的主要原因 |
立柱結(jié)構(gòu) |
雙立柱管型無軌道結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)輕巧,運(yùn)行流暢 |
雙立柱管型有軌道結(jié)構(gòu),外觀復(fù)雜,運(yùn)行有震動(dòng) |
堆垛機(jī)的整結(jié)構(gòu)影響著整體性能 |
載貨臺(tái)結(jié)構(gòu) |
管型結(jié)構(gòu)輕巧,安全夾抱立柱外壁,質(zhì)量輕 |
管型結(jié)構(gòu),安全夾緊軌道,質(zhì)量重 |
堆垛機(jī)的整結(jié)構(gòu)影響著整體性能 |
行走總成 |
漲進(jìn)套結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),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(jī)的整結(jié)構(gòu)影響著整體性能 |
伸縮貨叉 |
標(biāo)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(jī)及零部件選擇,可以使堆垛機(jī)系統(tǒng)在極端工作環(huán)境中穩(wěn)定運(yùn)行。 |
無法在溫濕度變化比較大的環(huán)境中穩(wěn)定運(yùn)行。 |
對堆垛機(jī)的運(yùn)行環(huán)境會(huì)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(guān),第1套限位開關(guān)可以減速70%,第2套用于緊急停止; 全程對于啟動(dòng)電流和運(yùn)行速度實(shí)現(xiàn)監(jiān)控,一旦過載,系統(tǒng)立即停止工作并發(fā)出報(bào)警信號(hào)至軟件控制中心和中控臺(tái); 多重保護(hù)堆垛機(jī)系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行。 |
無雙套限位裝置 |
堆垛機(jī)的安全指標(biāo) |
CDS安全制動(dòng)系統(tǒng) |
CDS 系統(tǒng)(驅(qū)動(dòng)/ 安全制動(dòng):兩個(gè)獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)電機(jī)和兩個(gè)獨(dú)立的安全剎車單元,帶來高性能的吞吐量應(yīng)用和充分冗余 |
多重保護(hù)無法聯(lián)動(dòng)。 |
堆垛機(jī)的安全指標(biāo) |
安全緩沖裝置 |
巷道頭或堆垛機(jī)上安裝有液壓緩沖裝置,當(dāng)出現(xiàn)堆垛機(jī)沖出巷道情況時(shí),完全吸收沖出動(dòng)能,并讓堆垛機(jī)平緩?fù)V埂?/p> |
僅在堆垛機(jī)上安裝聚氨酯緩沖塊…… |
堆垛機(jī)的安全指標(biāo) |
噪音 |
≤70分貝 |
75~78分貝 |
堆垛機(jī)的整體性能指標(biāo) |
無故障率 |
大于99.9% |
不小于97% |
故障概率較大,影響整體工作 |
05 總述
總之,除開運(yùn)行速度、提升速度、貨叉速度等硬性指標(biāo)外,噪音大小是判斷堆垛機(jī)整體性能的關(guān)鍵指標(biāo)。堆垛機(jī)的整機(jī)性能進(jìn)而決定了堆垛機(jī)的可靠性及故障率,畢竟沒有企業(yè)愿意采用時(shí)常發(fā)生故障的堆垛機(jī)!
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