激光叉车在仓储行业场景的应用和要求

何全添

摘   要：随着工业制造4.0战略的布局，无人化、智能化和自动化已经成为现代制造业不可阻挡的发展趋势。根据《中国企业-劳动力匹配调查》显示，中国的制造业员工工资在过去10年已经翻番，目前中国的人工成本是东南亚的4～5倍。随着人工成本的增加，智能设备的设计、制造、维保成本的降低，“无人工厂”将为企业带来长久的经济效益。无人导引搬运车（AGV）是实现自动化物流的重要设备之一，未来随着自动化物流的发展，无人驾驶叉车在仓储行业的使用将会越来越普遍，将成为仓储行业的一个重要发展趋势。

关键词：激光叉车  仓储行业场景  应用要求

中图分类号：F253.9                                 文献标识码：A                       文章编号：1674-098X（2020）02（b）-0055-02

激光叉车是无人驾驶叉车的典型应用，对于仓储行业的发展有着十分重要的意义。本文将就激光叉车的组成部分简单介绍，并通过激光叉车在仓储的实际应用和技术要求进行详细的阐述说明。

1  激光叉车简介

1.1 激光叉车定义简述

定义：激光叉车是一种在通过激光等导航装置引导下按照既定路线运行并完成设定任务的无人驾驶自动叉车。

典型的激光叉车是通过改造人工驾驶电动叉车使其成为拥有激光导航的无人驾驶自动叉车。本文将对改造人工驾驶电动叉车的实际案例阐述激光叉车在仓储行业场景的应用。

1.2 激光叉车的组成部分

激光叉车主要由车体、驱动单元、激光扫描器、安全避障传感器组成。

车体是激光叉车的基础部分，采用钢板冲压，最大限度地减少零件焊接点，保证了极高的强度。

驱动单元由一个驱动轮与转向机构、驱动编码器、转向编码器构成，它们都安装在车体的前面位置，实现整个运输车的前行、后退、转向功能。

激光扫描器是激光导航的重要部件，通过发射激光束，同时采集由反射板反射的激光束，来确定其当前的位置和方向，并通过连续的三角几何运算来实现的导引。

安全避障传感器能检测到车辆运行方向内的障碍物，有报警提示要移开障碍物，当障碍物移开车辆自动启动。

2  激光叉车的仓储实际应用

以下根据实际案例阐述说明激光叉车在仓储的应用。

（1）主要数据：仓库面积2700m2;储位数3000个;激光叉车数量6台。

（2）运作流程。

管理/工作人员可以通过对上层系统/终端的监控，实现上层系统到达执行机构的任务传达和信息反馈。具体流程如下。

①入库：人工将到货物料搬运至暂存区，通过呼叫盒呼叫入库，中控系统向激光叉车发起入库指令，叉车叉取物料经过自动扫码区，扫码后仓储管理系统将库位信息发送给叉车，叉车将物料搬运到指定仓位，任务完成后叉车到达充电区自动充电，充电完毕后返回待命区待命。

②出库：按照发料单所需货物，人工给系统下达出库任务，中控系统向激光叉车发起出库指令，叉车到达指定仓位将物料搬运到打包区，人工打包完毕后搬运至发货区。

（3）配备系统。

①中央调度系统：一套能同时对多部车辆实行监管、控制和调度的系统。通过无线局域网络与各车辆保持通讯，指挥系统中各车辆的作业。用户可以从系统界面实时了解每部受控车辆的设备状态、所在位置、工作状态等情况。

②仓储管理系统：一套能对库位和出入货物进行整合管理的系统，仓储管理系统可以判断目的地及货物类型，并获取货物的动态流向信息。

③车载控制系统：一套用于实现对单车运动控制、并通过无线局域网与中控计算机进行信息互通、接收中控计算机发出的调度指令、反馈单车的状态信息的系统。主要负责AGV的导引、路径选择、小车行走、装卸操作等功能。

④充电系统：该系统由充电机、车载充电连接器、充电桩、锂电池等组成。该系统主要负责车辆的自动充电，当充电桩充电连接器与AGV车载充电连接器相连时，可自动对车辆锂电池进行快速充电。

⑤网络系统：在工作区域内通过无线局域网与中央调度系统进行通讯，实现接收动作指令和報告状态信息的功能。

（4）项目成果。

通过激光叉车的导入，实现货物搬运、码垛和存储功能，提高了空间利用率，减少仓储用地，节省土地投资成本，便于形成先进的物流系统，提高企业生产管理水平，加快货物的存取节奏，提高生产效率，减轻劳动强度，改善工人工作环境，降低人力成本，减少库存资金积压，便于实现系统整体优化，提高生产物流管理水平。

3  激光叉车在仓储应用的技术要求

根据激光叉车在仓储实际应用积累的经验，实施过程中需尽可能满足以下技术要求，才能使激光叉车的运行更加稳定。

（1）环境要求。

A.使用环境：室内，无强光直射、无雨水直淋;

B.环境温度：-10℃～50℃;

C.环境湿度：相对湿度30%～85%;

D.空气：无粉尘、易燃、易爆和腐蚀性气体;

E.地面：表面无油污、积水、清洁剂或杂屑;

（2）地面要求。

A.起伏程度：在基准范围内最高高度和最低高度之差，在1m范围内的最大允许值应≤8mm。

B.路面坡度：在100mm以上的长度范围内，路面水平高度差与路线长度的最大比值，最大允许值需<2%，对AGV需精确定位的停车点必须<1%。

C.台阶高度：在100mm以内的长度内，路面水平高度差的最大值，最大允许值需<10mm。

D.沟宽幅度：路面沟宽幅度的最大允许值需≤10 mm，当沟宽幅度大于最大允许值时，按台阶高度进行要求。

E.地面电气特性：为避免AGV车体累积静电（静电敏感环境下使用），地表导电阻抗应小于108。

F.地面清洁：AGV日常行驶时，地面必须保持清洁干燥，任何地板接头、垃圾、液体、地板清洁剂、化合物都可能损害AGV的行走能力。

（3）货物摆放要求：为保证人工摆放货物准确，要求对其限位，货物与货物之间的间距≥100mm，一般通过地面划线标识和安装限位装置实现。

（4）托盘要求：原则上要求使用规格统一的托盘，货物不能超出托盘。托盘动静载荷满足实际要求，在货架上使用挠曲度≤10mm，插口尺寸满足叉车正常叉取，预留间隙≥25mm。

（5）货架要求：根据实际货物重量和经济性考虑，可选择横梁式或铺板式货架，单格满足最大承载要求，保证横向与纵向挠曲度均≤10mm。货架最高取货高度要满足激光叉车门架起升后不会碰到楼层顶部。

（6）反光板安装要求。

A.反光板布局在AGV行驶路线的周围，安装在墙柱、工字钢等固定建筑上。

B.需定期擦拭反光膜表面，去除表面灰层、油污，以免影响导航精度。

（7）网络要求。

A.无线接入点（AP）需要支持802.11a/b/g/n协议;

B.无线覆盖信道应交错分布，避免同频干扰;

C.无线覆盖强度需要≥-65dBm，S/N（信噪比）需要≥33dbm;

D.所有无线接入点（AP）设备需同一型号，以便于无线漫游的进行;

E.所有无线接入点（AP）的安装高度应在无线信号强度符合要求内，必须安装在无遮挡的位置，避免通讯受金属障碍物影响;

F.无线接入点（AP）设备必须支持至少30个用户数的接入，避免因AP接入负荷大而导致AGV无法正常接入。若能够通过WLC统一管理效果更优;

G.保证在1000字节/pkg的连续ping包下，丢包率必须≤千分之一，ping包过程不能出现超过2个的连续丢包。

4  结语

当前激光叉车对于仓储行业的发展有着十分重要的意义，如果能够通过掌握自主核心技术将激光叉車运用到各个行业之中，必然能推动我国经济的快速发展。目前激光叉车的技术还不够成熟，所以机器人行业有义务加大对激光叉车的研发力度，帮助其他行业的仓储加快投入使用激光叉车，实现无人仓储的目标，紧跟工业4.0的时代潮流。

参考文献

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