自动化立体仓库及其堆垛机运用

谢云莲

（中国铁建高新装备股份有限公司，昆明 650215）



自动化立体仓库及其堆垛机运用

谢云莲

（中国铁建高新装备股份有限公司，昆明 650215）

摘 要：本文主要针对自动化立体仓库以及堆垛机的具体运用进行系统描述，并对堆垛机的特点和设计要点进行具体探索。

关键词：自动化 立体仓库 堆垛机

自动化的立体仓库自身具有很高的空间利用率，生产效率也较高，可以利用计算机对其进行控制和管理，促进企业实现现代化管理。它在当今企业的物流管理和生产管理中被广泛应用，已经属于一种不可或缺的仓储技术手段。立体仓库在产生和发展的同时，出现了巷道堆垛机。这是一种专用的起重机，可以被简单地称作堆垛机。在自动化立体仓库中，巷道堆垛机是主要的作业机械，自身具有出库、进库以及盘库等各种任务，属于自动化立体仓库中比较核心的设备。自动化立体仓库得以迅速发展的主要标志就是堆垛机的不断发展，所以有关堆垛机的研究，对自动化立体仓库的发展具有很大影响。

1 自动化立体仓库的概述

高层货架的仓库可以简单称为高架仓库。一般都是十几层和几十层高的货架存储单元货物，利用与此对应的物料搬运设备，完成货物入库和出库作业，这种仓库被称作自动化立体仓库。自动化立体仓库可以充分应用空间储存货物，所以比较形象地被称为立体仓库。

第二次世界大战后，立体仓库正式得到生产。20世纪50年代，美国发明了桥式堆垛机的立体仓库。1963年，美国率先在高架仓库中利用计算机控制技术，成为世界上第一座利用计算机控制立体仓库的国家。从此，自动化立体仓库开始在欧美地区迅速发展，逐渐成为一门比较专业的学科。我国在1963年研制出第一台桥式堆垛起重机，在1973年研制出第一台利用计算机进行控制的自动化立体仓库。直到今天，我国自动化立体仓库已经超过200座。自动化立体仓库自身具有很强的空间利用率，出库能力也很强，可以借助电子计算机对其进行控制和管理，促进我国企业实现现代化管理，受到越来越多企业的高度重视。自动化立体仓库具有十分广泛的应用范围，几乎涉及各个

行业。

2 自动化立体仓库的优越性

2.1 提高空间利用率

利用立体仓库可以提高空间利用率，充分节约宝贵的土地资源。西方一些发达国家具有很强的利用率意识，节约土地资源和保护环境一样重要。系统的合理性和先进性的考核标准就是空间的利用率。自动化立体仓库的空间利用率非常高，是普通仓库的2～5倍。

2.2 有利于形成先进的物流系统

传统的仓库只是单纯储存货物的场所，唯一的功能就是保存货物，属于静态储存。而自动化立体仓库利用最为先进的自动化物料搬运设备，可以以需要为基础，在仓库内实现货物的自动存取；连接仓库的生产环节，通过计算机的管理系统以及物料搬运设备，是企业生产物流当中非常重要的一个环节。企业的外购件和自制生产件可以放到自动化仓库进行存储，是整个生产环节中非常重要的一个部分，最终可以形成自动化的物流系统，属于动态储存。因此，它在自动化立体仓库中属于一种有效的技术趋势。

2.3 提高货物的存取节奏

以自动化立体仓库为中心的物流系统，其自动化高架库的入出库能力十分快，可以快速将货物妥善放进高架库中，也可以快速将需要的材料送到生产线。这都是普通仓库不能实现的。它可以有效减轻工人的劳动强度。利用巷道堆垛机，人工存货和取货得到解放，工人不再需要进入仓库内工作，改善了工人的工作环境。利用计算机对所有货物进行管理，提高了具体的管理能力，使仓库管理可以逐渐向科学化方向发展，提高管理的准确性和可靠性，使具体的工作变得简单快捷，降低公认的劳动强度。自动化立体仓库不需要很多工作人员去维护，减少了企业的人力和物力，也节约了企业的资金。

3 堆垛机运行方式的选择

以具体的运行方式为基础，可以将堆垛机分成无轨巷道式和有轨巷道式两个类型。针对作业次数不是太频繁以及作业强度不大的仓库，普遍运用无轨堆垛机。尤其是改造普通仓库的时候，使其可以成为中、低、层的货架仓库，最适合利用无轨堆垛机。有轨堆垛机和无轨堆垛机在结构上具有很大不同。有轨堆垛机运行主要通过钢轮，可以沿着仓库巷道内的地轨运行，以立体仓库的具体高度为基础设置具体的作业高度。

4 堆垛机的结构设计

4.1 存货机构

存取货的机构主要是及时对货物进行存取和搬运，而堆垛机的存取搬运的执行机构主要是在载货台上。最普遍的就是三级直线伸缩货叉，主要有上、中、下叉以及滚针轴承组成，使仓库的巷道内具备足够的空间进行伸缩行程，对货物进行取送。具体的运动关系和结构比较复杂，如果仓库内的巷道比较宽，就会降低实用性。同时，它主要依靠动轴齿轮的旋转，向单级的条式伸缩货板的直线运动进行转化，提高传动精度，准确将其定位。要保证传动的连续性，利用齿条式的伸缩货板和箱体的滚动导轨进行配合，降低货板工作时候的摩擦阻力，且可以降低具体的能耗。

4.2 提升机构

对于堆垛机来说，提升机构的主要功能是可以实现存取机构进行垂直运动。一些堆垛机的提升机构普遍利用起重链进行牵引。本文着重探索的是利用卷筒组驱动钢丝绳的方式进行牵引。通过卷筒将钢丝绳引出来，通过上面的定滑轮改变方向，主要利用牵引提升箱实现带动存取货机构的具体升降。如果到达指定的仓位层后，可以充分利用制动器使提升箱平稳、准确地停住。利用钢丝绳进行牵引，可以保证工作的平稳，不容易产生噪声，其自重还比较轻。钢丝绳如果发生破断，普遍都是外边的钢丝先断裂，易被人们发现而及时进行更换。当堆垛机和货仓的刚度、强度等条件都满足的情况下，可以以实际需要为基础，改变卷筒组的具体规格，从而灵活改变堆垛机提升物品的具体范围。

4.3 行走机构

针对堆垛机的行走机构，其主要功能就是保证堆垛机可以按照巷道的方向进行水平运动，比较常用的是悬挂型和货架支撑型。悬挂型行走机构主要是将车轮悬挂在屋架上，在工字钢上尽心行走，而下部要设置具体的水平导轮。货架支撑型的行走机构主要借助上部的车轮，在货架顶部的轨道上行走，其下部要设置具体的水平导轮。这两种行走机构具有一个共同的缺点，就是不方便保养和维修。所以，可以适当采取地面支撑型的行走机构，主要利用链传动的方式对行走轮组进行带动，使其可以以一个均衡的速度在地轨上水平行走。在一些传动中心距离比较的场合，多采用这种链传动的方式。这种方式方便安装、布置、调整，具体的结构非常简单，既经济又方便，可以进行很好的缓冲，且自身具有很强的吸振性能。

5 结束语

现代工业发展的速度非常快，各种各样的高新技术不断开始出现，市场的竞争也日益激烈。因此，自动化立体仓库的相关要求更高。当前，自动化立体仓库已经处于智能储运技术的阶段，需要相关企业不断提高自身的业务素质，加强合作和交流，吸收先进的经验和技术，促进我国自动化立体仓库不断发展。

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Automated Warehouse and Its Application

XIE Yunlian
（China railway high-tech equipment Limited by Share Ltd，Kunming 650215）

Abstract:In the automated warehouse， there is a crane which belongs to the crane. This paper mainly focuses on the system description of the automated warehouse and the specific application of the crane， and the characteristics and design points of the crane are explored in detail.

Key words:automation， warehouse， stacking machine