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自动化仓库国产和进口设备差异剖析
2019年08月16日 11:21 作者刘彬@log96 来源合共达 浏览103
  01 绪论

自动化仓库,伴随着人工成本的上升和智能制造的兴起,已经成为企业的标准配置。随之而来的是各式各样的设备供应商,国产设备供应商、进口设备供应商。这些设备到底存在什么样的差别?在这里,我们用自动化仓库的核心设备——堆垛机为例来说明国产设备和进口设备的差异。
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  02 堆垛机主要指标

堆垛机,是自动化立体仓库巷道式堆垛起重机的简称,是在自动化仓库中用来存取货架存储单元里货物的码垛设备,是自动化仓库中应用最广泛的货物搬运设备,也是物流仓储系统的最重要设备。堆垛机性能好坏和技术水平的高低,将直接影响到自动化仓库的效果和效益。
体现堆垛机动态性能优劣的指标主要有:
(1)运行速度
(2)提升速度
(3)货叉速度
(4)平稳性
(5)振动与噪音
(6)认址精度等
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  03 堆垛机关键技术分析

堆垛机是物流的载体,它在高层货架巷道往返运行,将货物存入或取出,从而实现货物的流动。它是自动化仓库的关键设备。为实现物流的高效率,必须提高果堆垛机的存取速度。 然而,按照堆垛机运行规律,当运行速度超过100米/分钟,噪音曲线将出现拐点,急剧

增强。根据国家相关规定,人在84分贝背景噪声下连续工作不能超过8小时,否则会对听力造成损伤。由此,国标《JBT 7016-1993 有轨巷道堆垛起重机技术条件》将噪音要求确定为不大于84分贝。而提高堆垛机的存取速度,则必须有效控制机械振动和由此产生的噪音,这是堆垛机提速的关键技术难题。
 
堆垛机在高速运行状态下,要实现对振动和噪音的有效控制,必须对各项技术指标和性能提出更严格要求,它需要对相互关联的诸多因素综合控制,协调治理。只有把堆垛机作为一个系统加以分析研究,明确各因素因果关系及内在联系,通过对各因素的重组改变,才能保证堆垛机在高速状态下的正常运行。解决堆垛机振动与噪音的措施包括:
(1)堆垛机、货架、运行道轨是一个有机整体,如三者固有频率接近,必然产生共振。为了避免共振,运行导轨与货架必须采取不同方式的特殊隔振措施以达到减振降噪的 目标。
(2)堆垛机有效的结构设计,避开共振的临界转速,并降低堆垛机的风阻。
(3)提高堆垛机运动部件的加工精度,特别是运行轮轴线的平行度精度,是堆垛机平稳运行的关键。因此,采用高精度的数控镗铣床等加工设备来加工堆垛机的零部件成为一个必选项。
(4)堆垛机立柱箱体内设置阻断结构,降低共鸣效应。
(5)在堆垛机构件连接处采用弹性阻尼隔振技术。
(6)在堆垛机构件上对振源加载,采用振源负荷减振技术。
(7)对堆垛机运行道轨采用特殊加工工艺措施,提高平稳性,并采取特殊隔振结构避免与货架的共振。
(8)在堆垛机导向轮运行系统,采用复合材料滚轮,以提升减振降噪效果。
由以上分析可见,振动与噪音对堆垛机来说是一个非常重要的指标,它直接决定的堆垛机的性能。而要提升这一指标,则要求堆垛机供应商提升综合能力:
(1)堆垛机设计研发能力
 
(2)堆垛机零部件加工精度
 
(3)堆垛机整机装配精度

而这些能力的提升并非一朝一夕能够实现,需要堆垛机供应商长期持续的努力。
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  04 国产堆垛机与进口堆垛机的对比

随着科学技术的不断进步、物流行业在全世界范围的蓬勃发展,自动化仓库的应用领域和范围得到了极大的扩展,国产堆垛机的动态性能也在不断提高。
例如,国产堆垛机的最快运行速度已提升至160米/分钟,进口堆垛机的水平最高可达300米/分钟。提升驱动已由以前的双速电机改进为变频调速,速度已提升至40米/分钟货叉运行也由单速电机驱动改进为变频调速,速度已提升至25米/分钟。在堆垛机自动控制方面还采用了激光测距定位系统、闭环控制变频调速系统等技术。
然而,目前国产堆垛机在运行速度,整机刚度,隔振减振措施,运行摆动幅度,提升速度,货叉速度,认址技术和精度以及认址差错率等方面与进口堆垛机相比, 差距较大。国产堆垛机综合性能有待改善,存在的主要差距为:
  • 综合性能差距:主要体现在运行速度、提升速度、货叉速度、平稳性、振动和噪音。
  • 结构的差距:进口堆垛机结构合理、比较精巧,而国产堆垛机结构相对笨重。
总结一下,国产堆垛机与进口堆垛机的差异主要包括以下指标:
 


指标 进口堆垛机 国产堆垛机 指标意义
走行速度 0~200米/分钟 0~160米/分钟 堆垛机的基本性能指标
走行加速度 0.6米/平方秒 0.45米/平方秒 堆垛机的基本性能指标
提升速度 0~60米/分钟 0~40米/分钟 堆垛机的基本性能指标
货物取放周期 8~9秒/次 13~15秒/次 堆垛机的基本性能指标
定位精度 ±2.5mm ±5mm 定位不准,会对货物的存取造成一定的危险性;如果二次定位,则会降低堆垛机的存取能力
控制曲线 S形,运行及启停平滑柔和 接近梯形,启停刚性冲击大 造成噪音与抖动的主要原因
立柱结构 双立柱管型无轨道结构,结构轻巧,运行流畅 双立柱管型有轨道结构,外观复杂,运行有震动 堆垛机的整结构影响着整体性能
载货台结构 管型结构轻巧,安全夹抱立柱外壁,质量轻 管型结构,安全夹紧轨道,质量重 堆垛机的整结构影响着整体性能
行走总成 涨进套结构设计,拆装方便,配合紧密 平件连接,固定过紧不易拆装,固定过松配合不佳,容易产生磨损噪音 堆垛机的整结构影响着整体性能
伸缩货叉 标配德国 MIAS或意大利EUROFORK 厂家自制,取货周期长,精度低,噪音大 目前基本上都采用德国 MIAS或意大利EUROFORK生产的货叉
工作环境 特殊的电机及零部件选择,可以使堆垛机系统在极端工作环境中稳定运行。 无法在温湿度变化比较大的环境中稳定运行。 对堆垛机的运行环境会有一定的要求
安全刹车系统 水平方向和垂直方向都各安装有2套限位开关,第1套限位开关可以减速70%,第2套用于紧急停止;全程对于启动电流和运行速度实现监控,一旦过载,系统立即停止工作并发出报警信号至软件控制中心和中控台;多重保护堆垛机系统安全稳定的运行 无双套限位装置 堆垛机的安全指标
CDS安全制动系统 CDS 系统(驱动/ 安全制动:两个独立的驱动电机和两个独立的安全刹车单元,带来高性能的吞吐量应用和充分冗余 多重保护无法联动 堆垛机的安全指标
安全缓冲装置 巷道头或堆垛机上安装有液压缓冲装置,当出现堆垛机冲出巷道情况时,完全吸收冲出动能,并让堆垛机平缓停止 仅在堆垛机上安装聚氨酯缓冲块…… 堆垛机的安全指标
噪音 ≤70分贝 75~78分贝 堆垛机的整体性能指标
无故障率 大于99.9% 不小于97% 故障概率较大,影响整体工作


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  05 总述

总之,除开运行速度、提升速度、货叉速度等硬性指标外,噪音大小是判断堆垛机整体性能的关键指标。堆垛机的整机性能进而决定了堆垛机的可靠性及故障率,毕竟没有企业愿意采用时常发生故障的堆垛机!


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