堆垛机讲座稿

自动化立体仓库北京机械工业自动化研究所1自动化立体仓库北京机械工业自动化研究所——吴双——2007年12月7日自动化立体仓库北京机械工业自动化研究所2目录1.自动化立体仓库系统组成2.堆垛机机械3.堆垛机控制系统4.堆垛机操作5.堆垛机故障处理6.堆垛机维护与保养7.立体仓库中的注意事项8.立体仓库的发展方向自动化立体仓库北京机械工业自动化研究所3自动化立体仓库系统组成自动化存取系统（ASRS――automatedstorageandretrievalsystem）自动化仓库定义：采用高层货架存放货物，以巷道堆垛起重机为主、并结合入出库周边设备来进行作业的一种仓库。自动化立体仓库系统能够按照指令自动完成货物的存取，并能对库存货物进行自动管理，完全实现自动化作业。自动化立体仓库北京机械工业自动化研究所4自动化立体仓库系统自动化立体仓库系统主要由货架、传输设备、存储设备、堆垛机、控制系统、通讯系统和计算机管理监控系统等部分组成立体仓库系统还与土建公共设施有关，如厂房、照明系统、消防系统、通风采暖系统、动力系统等等有关自动化立体仓库北京机械工业自动化研究所5自动化立体的优点节省人力，大大降低劳动强度，能准确、迅速地完成出入库作业；提高储存空间的利用效率；确保库存作业的安全性，减少货损货差；能及时了解库存品种、数量、金额、位置、出入库时间等信息；能够及时准确的找到物料自动化立体仓库北京机械工业自动化研究所6双立柱/单立柱堆垛机机械简介堆垛机机械1、概述2、技术参数3、结构介绍自动化立体仓库北京机械工业自动化研究所71、概述1.1有轨巷道堆垛起重机是随着立体仓库的出现而发展起来的专用起重机，通常简称为堆垛机。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。其主要用途是在高层货架仓库的巷道内沿轨道运行，将位于巷道口的货物存入货格；或者相反，取出货格内的货物运送到巷道口，完成出入库作业。自动化立体仓库北京机械工业自动化研究所81、概述1.2堆垛机主要由金属结构、载货台、水平运行机构、起升机构、货叉伸缩机构、水平及起升导向轮装置、安全保护装置和电气装置等部件组成自动化立体仓库北京机械工业自动化研究所91、概述1.3堆垛机的使用范围应是：货架高度在30米以下；载货重量2.5吨以下；工作环境温度为-25～+40℃，在40℃温度下相对湿度不超过50%。自动化立体仓库北京机械工业自动化研究所101、概述1.4堆垛机的控制方式分为：手动、半自动、单机自动或与仓库管理监控联网控制方式，其有关配套微机及附属设备的使用方法及维修应参照该产品原出厂使用说明书中有关规定执行。返回自动化立体仓库北京机械工业自动化研究所112、技术参数堆垛机作为立体仓库中重要的运输设备，其各项技术参数的选用，将直接影响到整座立体仓库的运行效率和经济效益。合理的选择各项参数，将大大提高整个系统的运行效率和经济效益。自动化立体仓库北京机械工业自动化研究所122.1堆垛机的速度参数水平运行速度5~240m/min（变频调速）起升速度1.2~60m/min（变频调速）货叉伸缩速度3~40m/min（变频调速）这三项参数的高低，直接关系到出入库频率的高低。自动化立体仓库北京机械工业自动化研究所132.2堆垛机的尺寸参数起升高度存取高位极限高度存取低位极限高度整机全长堆垛机尺寸参数涉及合理利用有效空间，增加库容量，亦是评价堆垛机设计水平的标准之一。自动化立体仓库北京机械工业自动化研究所142.3其它主要性能参数额定载重量0-2500Kg电源三相交流380V货叉下挠度、堆垛机的噪音及电机减速机的可靠性等。返回自动化立体仓库北京机械工业自动化研究所153、结构介绍3.1双立柱外型结构简图1.上横梁2.松绳过载安全装置3.爬梯4.立柱5.电器控制柜6.载货台7.伸缩货叉8.超速安全装置9安全护栏10.下横梁11.提升机12.运行机构图1自动化立体仓库北京机械工业自动化研究所163、结构介绍3.2单立柱外型结构简图1.上部导轮装置2.上横梁3.立柱4.超速保护装置5.起升机构6.操作台7.电气控制柜8.水平运行机构9.下横梁10.起升导向轮装置11.载货台12.货叉伸缩机构13.过载松绳装置12345678910111213自动化立体仓库北京机械工业自动化研究所173.2各机构特点堆垛机主要由：1.金属结构（包括立柱、上横梁、下横梁）2.载货台3.起升机构4.运行机构5.货叉伸缩机构6.司机房7.电器控制柜8.其它装置跳至堆垛机控制系统自动化立体仓库北京机械工业自动化研究所183.2.1金属结构金属结构主要由下横梁，立柱，上横梁等组成。下横梁有钢板焊接的箱式矩形断面或采用槽钢拼接而成的开口断面两种形式。立柱有矩形管或工字钢和钢板焊合的箱型结构两种形式，采用冷拉扁钢作为起升导轨。上横梁是由钢板焊合或槽钢焊接的开口断面。下横梁、立柱、上横梁之间通过法兰、定位销和高强度螺栓副联接。在下横梁上装有水平运行机构、运行认址装置、超速保护装置的限速器等。立柱两侧的起升导轨，供载货台上下运行导向之用。在立柱上装有起升机构、高度认址检测片、终端限位装置、电控柜及安全梯等。上横梁上装有定滑轮、上部运行导向轮装置、过载松绳保护装置等。整个金属结构具有重量轻、抗扭、抗弯刚度大、强度高的特点。返回自动化立体仓库北京机械工业自动化研究所193.2.2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形的结构件，其上装置货叉伸缩机构，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，司机房（当有司机房时）以及升降认址装置，探测器等。自动化立体仓库北京机械工业自动化研究所20载货台的组成载货台上装有货叉伸缩机构、滑轮装置、超速保护装置的制动夹紧器装置、起升导向轮装置、升降认址装置、货物位置异常检测装置以及双重入库检测装置等。载货台由起升机构通过载货台上的滑轮装置带动，依靠起升导向轮装置沿着立柱起升导轨升降，并由货叉伸缩机构进行存取货物作业。自动化立体仓库北京机械工业自动化研究所213.2.3载货台的作用载货台承接货物，货叉伸出进行存取作业时产生的翻转力距以及加速度产生的水平惯性力等均通过导向轮，侧向轮和升降轨道传给立柱，为了提高空间有效利用率，司机房可做成可升降式，即当司机房下降到最低位置或从最低位置起升时，载货台对司机房相对升降一段距离，从而增加了载货台的升降范围。（图5）自动化立体仓库北京机械工业自动化研究所223.2.4双立柱载货台的结构图5自动化立体仓库北京机械工业自动化研究所233.2.5单立柱载货台的结构1.上导轮架2.下导轮架3.垂直框架4.水平框架3421返回自动化立体仓库北京机械工业自动化研究所243.2.6钢绳式起升机构起升机构用以驱动载货台上升及下降。采用变频调速控制的减速电机，可使上升及下降速度实现无级调速，减小机械冲击，便于载货台的准确定位。起升卷筒（或曳引轮）安装于减速机伸出轴上，结构紧凑，工作可靠（见图2）。自动化立体仓库北京机械工业自动化研究所253.2.7钢绳式起升机构2根钢丝绳，2个动滑轮。图2自动化立体仓库北京机械工业自动化研究所26123456钢绳式起升机构1.定滑轮装置2.过载松绳保护装置3.钢丝绳4.动滑轮装置5.电机减速器6.电机减速器支架返回自动化立体仓库北京机械工业自动化研究所273.2.8运行机构运行机构驱动堆垛机沿运行轨道水平运动，主要包括主动车轮组，被动车轮组，水平轮组，驱动装置和运行缓冲器等（图3）。采用变频器控制实现运行速度无级调速，电机安装有常闭式电磁制动电机，以确保停准精度和运行平稳。运行缓冲器设置在下横梁两端，用于机构意外失控时，减小堆垛机与轨道端部车档的冲击力。自动化立体仓库北京机械工业自动化研究所283.2.3运行机构被动车轮组主动车轮组图3自动化立体仓库北京机械工业自动化研究所293.2.3水平运行机构水平运行机构按其运行轨迹有两种形式：直线型和曲线转轨型。自动化立体仓库北京机械工业自动化研究所30水平运行机构－－－直线型水平运行机构1.电机减速器2.水平轮组3.清轨器4.安全夹钩5.减速器托架6.缓冲器7.被动车轮8.轴承9.主动车轮1234543267898自动化立体仓库北京机械工业自动化研究所31直线型水平机构中各部分作用被动车轮内装有调心轴承组，具有自动调整车轮平行度的作用，同时车轮轴通过带孔偏心法兰依靠螺栓固定在下横梁端头两侧板上，通过带孔偏心法兰可调整被动车轮轮心对运行轨道轨面的距离，从而调整立柱对运行轨道的垂直度。下横梁两端下部设置有水平轮组及安全夹钩，可通过水平轮偏心轴调整水平轮与运行轨道的间隙，同时安全夹钩可保证堆垛机不致倾翻；在下横梁两端头部还设有清轨器和聚氨脂缓冲器，以保证堆垛机运行时不致卡轨和减少碰撞时的冲击。自动化立体仓库北京机械工业自动化研究所32水平运行机构－－－曲线型水平运行机构1.电机减速器2.缓冲器3.水平导轮4.转轴5.主动轮组6.主动轮支架7.被动轮组8.被动轮支架12233445678自动化立体仓库北京机械工业自动化研究所33曲线型水平机构中各部分作用主动轮组、被动轮组与直线型水平运行机构的结构相同。在主动轮，被动轮支架的两侧，共装有八组水平可调导轮，导轮与地轨间隙可调。车轮组通过垂直转轴与下横梁联接能绕其轴心转动，堆垛机曲线运动的转轨功能由其与水平导轮配合来实现。返回自动化立体仓库北京机械工业自动化研究所343.2.4货叉伸缩机构1.货叉伸缩机构是堆垛机存取货物的执行机构，装设于载货台上，为减小巷道宽度，且有足够的伸出距离，采用链条传动三层伸缩货叉结构。货叉由上层叉，中层叉和下层叉（固定叉）组成，可以向堆垛机左右两侧伸叉作业（图4）。自动化立体仓库北京机械工业自动化研究所353.2.4货叉伸缩机构2.根据用户要求和托盘（货箱）结构可分为单叉、双叉或多叉式，货叉伸缩行程根据巷道宽度和货格深度确定。货叉驱动机构是由减速电机通过链轮、链条和限力矩联轴器、带动货叉传动套筒滚子链来使中、上叉作伸缩运动。减速电机选用制动电机。限力矩联轴器的作用是防止货叉伸出时发生卡住或遇障碍物而损坏电动机。自动化立体仓库北京机械工业自动化研究所363.2.4货叉伸缩机构图4自动化立体仓库北京机械工业自动化研究所37货叉伸缩机构1.电机减速器2.链轮3.固定货叉4.伸缩货叉（中）5.伸缩货叉（上）6.链条7.链轮8.链条9.链条10.链轮轴11.接近开关12.带力矩限制器链轮13.链条14.导向轮15.行程开关16.链轮12312546789101113141516自动化立体仓库北京机械工业自动化研究所38货叉伸缩机构的工作过程货叉伸缩机构是堆垛机存取货物的执行机构，装设在载货台上。为减小巷道的宽度，且具有足够的伸缩行程，本机构采用二或者三级直线差动式伸缩货叉，由伸缩货叉（上）、伸缩货叉（中）、固定货叉及导向轮等组成（见图6）。固定货叉安装在载货台上，固定货叉、伸缩货叉（中）、（上）之间由链轮链条进行连接。电机减速器通过链轮（16）由链条（13）驱动链轮轴上的链轮（12），再由链轮轴上两个链轮（2）带动链条（9）、链条（6）、链条（8）驱动伸缩货叉（中）从固定货叉中点向左或向右伸缩时，又带动伸缩货叉（上）以二或者三倍的速度进行伸缩。电动机出轴端装有力矩限制器，以防止货叉伸缩时发生卡阻或遇障碍物而损坏货叉和电动机。本机构采用特制的滚针轴承导向轮，货叉行程通过行程开关或旋转编码器控制返回自动化立体仓库北京机械工业自动化研究所393.2.5过载松绳保护装置过载松绳保护装置是堆垛机载货台受载情况的保护装置，其作用是当载货台上承受载荷超过最大允许值时通过起升钢丝绳的拉力大小，拉伸过载松绳保护装置中的拉伸弹簧产生不同行程，从而切断起升电机回路电源或总电源，使起升机构