作为自动仓储系统的核心设备,堆垛机具有稳定、可靠的机械电气性能,优良的入出库处理能力完全满足用户需求。
按照立柱数量形式,堆垛机可分为单立柱、双立柱两种基本形式;
按照载重能力,堆垛机可分为轻载(100KG以内)、中载(1000KG以内)、重载;
按照货叉特征及深位,堆垛机可分为单深位、双深位两种形式,其中双深位又分为单电机双深位、双电机双深位;
按照驱动方式,堆垛机可分为单驱动、双驱动两种形式;
按照行走路径,堆垛机可分为直行堆垛机、转弯堆垛机、转轨堆垛机;
按照提升介质,堆垛机可分为链条配重式堆垛机、钢丝绳卷扬式堆垛机;
各种不同的堆垛机,谈不上谁好谁不好,只要适合所需求的应用场景,都是好的堆垛机。
堆垛机完成一次货物的叉取,主要由三个方向的运动来综合完成:
行走:堆垛机在马达驱动下沿巷道前后行走运动
升降:载货台在马达驱动下沿立柱上下往返运动
叉取:货叉在马达驱动下沿货架深度方向往返运动
下图为典型的双立柱直行托盘堆垛机结构示意。
下横梁
堆垛机的整体支撑座,堆垛机运转时产生的动负荷及静负荷均由底盘传至行走轮,因此底盘采用重型钢材为主体焊接或螺栓锁固构成,以维良好之刚性。同时,重型的下横梁还能一定程度上降低堆垛机的重心,增加堆垛机运行时的稳定性。
行走机构
(1)为维持堆垛机的运转平稳,行走机构采用变频控制交流马达,经减速机驱动行走轮沿着地面导轨前后行走。
(2)一些轻/中载的高度堆垛机或精密度要求高的堆垛机,也有使用伺服电机配合行星减速机作为行走动力源的。
(3)每个行走轮均设置侧向导轮,使堆垛机维持稳定,行走轮组设有防脱轨机构,当行走轮或侧向导轮意外松脱时,此机构能将下横梁扶持在地面导轨上。
(4)采用交流马达驱动的行走机构,一般会选用具有功率提升功能的变频马达,此马达可在87Hz的高频运行而保持恒定的输出转矩,通过提高频率来提高电机的转速、进而达到功率提升的目的。
升降机构
(1)可变速型,以变频控制交流马达,经减速机驱动载荷台的上升或下降。所选用的升降马达均附安全电磁刹车器,以将载货台稳定保持在一定的高度。
(2)升降机构包括链轮、导向轮以及链条张力调整装置,或索轮、导向索轮以及钢索张力调整装置。
(3)升降驱动一般也会选择带功率提升功能的交流电机来提高升降时的速度和性能。
(4)升降机构一般会设置导向装置,采用导向轮在立柱上导向,或采用导靴配合电梯专用导轨导向,部分小型高精密的堆垛机也会选用直线导轨+滑块的方式导向,不过此导向方式对其他零件的精度要求比较高(不论是加工还是装配)、设备的整体性能也会提升一个等级。
立柱
(1)堆垛机立柱一般采用单立柱或双立柱,单立柱用在小型、轻中载的情况,双立柱用在大型及中重载。
(2)立柱材质大多选用方通型材制作,也有部分单立柱堆垛机会选择铝型材作为立柱,达到减轻堆垛机整体重量以及增强设备整体美观性。
(3)立柱的底端都是采用高强螺栓连接在下横梁上,双立柱顶端连接在上横梁上,上横梁设置导向轮,单立柱顶端直接设置侧向导轮,在行走时导向轮会沿着上导轨(天轨)支持导引,并提高其稳定性。
(4)沿着立柱的全长设置维护用操作爬梯,以便检查立柱顶端设施。传统的爬梯设置有护笼用以保护维修人员的安全,新式的爬梯一般采用安全绳替代护笼,爬梯本身也采用铝型材拼装而不再采用型钢焊接,外形上更为美观、简洁。
上横梁
上横梁一般是双立柱堆垛机才有的特定部件,设置在双立柱的顶部,与下横梁一起与双立柱组成稳固的框架结构,上导轮可以防止堆垛机脱离上轨道。
上横梁在保证框架整体刚性以及负载的前提下,需要进行轻量化设计以降低堆垛机的重心。
升降载货台
载货台位于双立柱中间,升降电机驱动载货台作升降运动。在载货台的两侧一般各设置有两组导向轮或导靴,使载货台能够沿着立柱或立柱上的轨道运行。上下布置的导向轮组,使载荷台能克服一定的偏载不使载货台产生偏斜,比如货叉伸出的时候或者货物重心不在中心的时候,载货台依旧能保持很好的水平度。
载货台上装有货物超长、超宽、超高检测器,防止货物尺寸超差或倾倒时堆垛机未感知仍进行行走或升降而产生的危险。
载货台还有货位虚实探测器,以防止意外情况而产生的双重入库情况。
锂电行业堆垛机载货台还设有防火卷帘、视频摄像头、防踩踏检测开关等特殊配置。
货叉
货叉机构装在载货台上,该装置包含三节(或四节)货叉和附属随动件和导向装置,传动装置包括齿轮、齿条、链轮、链条等;保证平稳地叉取货物,防止撞击造成的破坏。
货叉一般为底托式,即从货物下方将货物托举起来,类似叉车叉取货物时。传统的货叉全部为链条带动,新式的货叉出现了齿轮+齿条等结构。随着新式应用场景的不断出现,也有夹包式、勾拉式等其他形式的新式货叉出现。
货叉电机为4极异步电机附有刹车制动装置(电磁结构),符合IP54保护标准,马达由变频器控制。
货叉上设置有编码器、原位检测开关以及左极限、右极限检测开关,用以感知货叉自身的状态。
下轨道
又叫地轨,一般选用标准的轻轨/重轨或者专用铝型材,用锚胀螺栓固定于堆垛机运行的巷道中的,堆垛机沿着下轨道走行。由于下轨道安装于地面,与货架本身并不产生直接连接,下轨道垫块与轨道之间用吸震材料做充填,以减少噪声、增强运行的平稳性。
钢轨适应于中重载的情况,铝轨适用于轻中载。铝轨适用的速度更高,随着行走轮包胶工艺的改进,在重载及超重载的情况中也逐步采用包胶轮,使得钢轨在高速场合中噪音问题逐步弱化,即使采用钢轨,堆垛机的行走速度也能做得很高。
上轨道
又叫天轨,安装于巷道左右两列货架顶端横拉梁的下部,引导堆垛机运行。连成一段整体的上轨道可以充分保证堆垛机的平稳运行。
在轨道两端装有橡胶缓冲止挡器防止堆垛机脱轨。
供电导轨
位于堆垛机运行巷道中货架的下部,供给堆垛机运行的动力电源,为安全起见,一般采用管式滑触线,管口朝下安装。近年由于高速堆垛机的出现,其运行速度越来越快,排式滑触线的选用也越来越广。
堆垛机上控制盘
安装于堆垛机上,内置PLC、变频器、电源供应器、电磁开关等部件。顶部面板上为触摸屏操作,代替了原来的操作按钮、按键、选择开关。控制盘正前方留有站人位置,便于手动调试堆垛机。机载控制盘与地面控制盘产生关联关系,自动运行时,按地面控制盘及计算机系统的指令运行。
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