箱装产品自动装卸车技术发展现状

胡祯 杨志军

关键词：纸箱;自动装卸;整垛;整车

0引言

随着中国进入老龄化社会，以及政府居民工资收入倍增计划的实施，各地最低工资标准每年都在逐步提高，致使目前中国的劳动力成本越来越高。普通装卸车作业绝大多数在室外完成，时常遭遇炎热、寒冷等恶劣天气，作业环境差。装车过程劳动强度大，年青人不愿意从事。而伴随公司规模的发展，需要在有限的收发货空间里实现更多的装卸流量，即提升装车效率。

目前市场上有较多的袋装产品装卸车设备，如国外的BEUMER、FLSMIDTH、HAVER，国内的明度、海燕等。袋装产品最快可实现3000包/h的装车效率，车辆的适应性也越来越高。而针对箱装产品的自动装车产品却比较少见，效率也很低。

本文从实际情况分析了箱装产品装卸的难点，系统梳理了一下目前收集到的箱装产品自动装卸车的设备信息，并对收集到的设备进行分类，从主要技术指标上进行了对比，为装卸车设备的研究和选择提供了参考。

1自动装卸车的技术难点

从装卸过程看，实现箱装产品的自动化装卸车有以下技术难点。

（1）箱装产品多样，码放规则复杂

箱装产品一般都需要保持固定的形态，很多箱装产品都有向上、防压、防挤压、防碰撞等要求。一般企业的产品箱种类多样，人工散码时会根据箱体尺寸按特定规则码放，即节省空间，又可保障运输过程中货物的稳固。这对自动装卸车设备的品规兼容和编码排布提出了很高的要求。

（2）货车规格尺寸多变

如图1所示，目前国内运输货车以集装箱、平板车、高栏车、箱式车等为主，相互之间的尺寸偏差较大。许多企业都没有自有的物流部门，造成装运的货车都是需要实时外叫的个体车辆，种类复杂。同时，即便是同种车辆，由于国内车辆改装现象严重，细节尺寸都有一定的偏差，如表1所示。这些都造成装载对象的复杂化，装卸点定位困难。市面上所有的自动装卸都配有激光扫描系统，用于进行车辆位置识别和定位。目前，应用成熟的自动装卸车系统，车辆的定位和装卸规划都处于半自动化状态。

（3）车辆停靠偏差和装卸动态偏差

一般装卸车机都占有固定的位置，被装卸车辆处于变换的状态，非常重要的就是停车偏差。装卸车系统都是采用引导线等辅助装置帮助司机停车，保障一定的停车精度。同时，机构上也会配置一定范围的兼容系统，允许一定的停车偏差，以减少停车时间。因为车辆都带有悬架系统，装卸过程中车辆会发生下沉或上浮，造成位置偏差，需配置实时的监测系统保障装卸过程的连续进行。

（4）装卸车效率的提升，装载体积的牺牲

以某公司为例，人工装载一车（约1500箱）产品的時间约为90min，约合3s一箱产品，装车效率要求高。很多企业都期望自动装车的效率至少比人工快1倍。由于人装车灵活性高，车辆内空间基本被产品占满，而采用自动装车时，考虑机械结构的安全空间，一般都会留有一部分空间，造成体积空间上的浪费。

（5）快速装卸等其他要求

企业在设计自动装车时一般会考虑自动卸车，这要求设备在装载时要考虑卸车的方便性。不同公司的产品特性不同，装卸单元拾取结构也需定制研发。同时，不同公司的产品堆压承载能力不同，运输稳固性能不同，要求装车设备能区分对待，这进一步增加了对自动装卸车设备的要求。装卸过程的信息化也是需要重点解决的问题。

2自动装卸车典型方案形式及厂家

箱装产品的自动装车是将固定体积的箱子按特定的编码规则有顺序的码放至固定尺寸空间的车厢内。按单次码放箱子数量的多少，可分为自动单元装卸、自动单排装卸、自动单层装卸、自动整垛装卸、自动整车装卸。

（1）自动单元装卸

采用自动化机构进行单箱定位、单箱抓取、单次单箱装卸。典型厂家如ULTRA、TEUN、美的、苏州佰功自动化、浙江明度、意诺仕自动装车机、武汉蓝海燕自动装车机等。图2所示为TEUN自动装卸车。

（2）自动单排装卸

以沿车辆宽度方向的一列为装载单元，先将单箱产品排列成单列，再进行装载。典型的厂家如广州圣益龙、Copal等。图3所示为圣益龙自动装车。

（3）自动单层装卸以多列组成的单元层进行组合，再将单层组合进行一次装载。典型的厂家如BEUMER、FLSMIDTH、HAVER等。

（4）自动整垛装卸

直接将码成垛的产品或重新组垛的产品以带托盘或不带托盘的方式进行装车。典型的厂家如BEUMER、HAVER、FLSMIDTH、DAIFUKU、DF-DUROFELGUERA等。图4所示为BEUMER自动装车。

（5）自动整车装卸

将单垛先在车辆外的线体上排列成装车的形式，再采用自动小车或动力车板一次性将整车物料装入车内。典型厂家有ANCRA、SECONCOMPO-NENTS、ACTIW等。针对整车装卸，国内外有多种方式对车辆进行改造，增加动力滚筒或往复式移载结构。图5所示为FLSMIDTH自动装卸车。图6所示为ANCRA自动装车。

3自动装卸车分析和展望

图7所示为自动装卸系统性流程，流程中每一步都需解决对应的问题。

表2所示为不同模式的装车机的性能特点对比和适用范围。实际情况中应根据产品特性和发货需求选择合适的装车方式。基于表中的对比，企业可根据产品箱型大小、种类多少、装卸量进行综合选择。根据对某企业的产品分析，以20尺柜装卸为基准，整垛装卸效率约是散码装卸效率的4倍，但同时整垛装卸约会损失集装箱体积的1/4。对于装卸量大、箱体小的情况，可首先考虑实现标准整垛装车的形式，再进一步实现自动化整垛或整车装卸。对于装卸量小、箱体大、品规相对有限的情况，可考虑机器人自动装卸或单排、单层装卸。

围绕自动装卸车，市场上已经在开发装车排样软件、3D机器视觉识别系统、柔性拾取结构、通用搬运结构、物流载体标准化制订等。随着技术的成熟和标准化的发展，自动化装卸车设备正在慢慢成熟。

4结束语

结合箱装产品装卸车过程的实际状态，本文系统分析了箱装产品自动装卸车的技术难点。综合目前国内外已有箱装产品装卸车设备，按装载单元对市场上已有的自动装卸设备进行了分类，并对其关键技术点进行了对比分析。文中列举了自动装车过程的流程步骤及每步中需要解决的问题。基于本文的分析和论述，企业可参考选择采购适合的自动装卸车设备;也可全面了解自动装卸车的难点和技术现状，从而快速研发对应的装卸设备。