淺析立體高架倉庫中堆垛機安全措施的應(yīng)用

陳輝

摘 要：堆垛機是自動化立體倉庫中最主要的作業(yè)設(shè)備。文章主要通過對堆垛機典型的機械保護措施及電氣保護措施進行簡單介紹，分析了它們在堆垛機高速、安全、可靠運行中所起的重要作用。

關(guān)鍵詞：堆垛機；高架倉庫；安全；防護；連鎖

前言

我公司采用由德國西馬哥智能物流公司設(shè)計自動化物流管理模式的高架倉庫，負責公司冷軋機、熱軋機（二期）及精整線所有機臺生產(chǎn)所需料卷轉(zhuǎn)運及存儲工作。倉庫高29m，長290m，共有1400個貨位。采用由西馬哥公司生產(chǎn)的兩臺高28m，行走速度200m/分鐘，升降速度30m/分鐘，貨叉速度30m/分鐘，最大載貨34噸的單軌道雙立柱堆垛機。堆垛機設(shè)備運行至今狀態(tài)良好，期間無出現(xiàn)一起意外事故，這都依賴于它完善的硬件及軟件安全保護措施，這是我們很多國產(chǎn)設(shè)備需要借鑒的。下面將對該堆垛機典型的機械保護措施及電氣保護措施進行簡單介紹。

1 區(qū)域防護

堆垛機設(shè)備運行時行走速度達200m/分鐘，在設(shè)備運行期間若有人誤入堆垛機運行巷道將可能造成嚴重后果，因此除了規(guī)定堆垛機自動運行期間嚴禁任何人員進入堆垛機巷道外，還設(shè)計有下面二種區(qū)域安全防護措施。

（1）堆垛機區(qū)域裝設(shè)柵欄，各通道門上設(shè)置連鎖開關(guān)，當通道門被打開時將急停堆垛機。

（2）在各物料出入口設(shè)置安全光幕及安全門，當非物料遮擋光柵或安全門打開時急停堆垛機。

2 堆垛機本體防護

2.1 機械保護部分

（1）堆垛機在水平方向（X方向）、垂直方向（Y方向）、貨叉伸縮方向（Z方向）分別設(shè)有極限限制開關(guān)和機械緩沖塊雙重保護裝置。

（2）防脫軌裝置。單軌堆垛機高速行走容易出現(xiàn)脫軌事故，因此必須有配套防脫軌裝置。如下圖1所示，正常時防脫軌裝置與軌道間有一定間隙，左右導(dǎo)向輪在堆垛機行走時始終與軌道側(cè)面接觸，防止跑偏；當導(dǎo)向輪意外脫落，堆垛機出現(xiàn)跑偏現(xiàn)象時，防脫軌擋塊將與軌道卡在一起，迫使行走電機過載停機，從而起到防止脫軌的目的。

（3）楔塊制動機構(gòu)保護裝置。當堆垛機提升鋼絲繩松繩或斷裂，平臺急速下落時，自動切斷提升電機電源，同時楔塊制動機構(gòu)動作將載貨臺夾持在立柱導(dǎo)軌上，避免載貨臺跌落。圖2為載貨臺楔塊制動機構(gòu)，楔形塊、連桿機構(gòu)、制動輥、同步油缸固定在載貨臺上。當載貨臺高速跌落時，由限速輪控制的限速鋼絲繩將向上動作帶動連桿機構(gòu)使制動輥上移，當制動輥移動到立柱與楔形塊間隙時，載貨臺因重力下落將被卡在立柱上。同步油缸作用將本連桿機構(gòu)動作傳遞至載貨臺另一側(cè)立柱的楔塊制動機構(gòu)上。

（4）載貨平臺設(shè)傾斜檢測裝置。由于載貨臺由兩臺提升機構(gòu)同時作用，當出現(xiàn)兩側(cè)提升驅(qū)動動作不一致或出現(xiàn)單側(cè)松繩時，將出現(xiàn)兩側(cè)傾斜現(xiàn)象，因此在載貨平臺兩側(cè)均設(shè)垂直高度檢測傳感器。當平臺兩側(cè)垂直高度檢測傳感器數(shù)值將出現(xiàn)偏差超過過大時發(fā)出錯誤報警并停止堆垛機。

（5）堆垛機行走輪前方設(shè)置有清軌器。用以清除軌道上雜物。

2.2 電氣保護部分

（1）控制PLC采用S7400系列故障安全型CPU，就地各子站采用故障安全型信號模塊。

（2）多地點的堆垛機操作互鎖。為了更好實現(xiàn)該功能，除了PLC程序互鎖外，我們在一臺堆垛機的不同操作點安裝了相同的鑰匙開關(guān)，且僅有一把鑰匙，以保證同一時刻只能從一個地點操作堆垛機。

（3）各方向動作設(shè)聯(lián)鎖保護。堆垛機執(zhí)行升降和行走運動時，貨叉將被鎖定；當貨叉不在中間位置或貨叉在動作時，堆垛機行走、高速升降將被鎖定，避免貨叉伸出時堆垛機移動情況發(fā)生。

（4）松繩、超載保護裝置。在堆垛機提升平臺兩側(cè)吊鉤與起吊鋼絲繩間裝設(shè)稱重傳感器，根據(jù)設(shè)計要求設(shè)置超載動作值。當加載貨物重量超過超載動作值時，自動切斷起升電機電源。當稱重傳感器不受力時，可判定載貨臺起吊鋼絲繩松繩。

（5）物料外形檢測。在堆垛機的載貨臺和各倉庫入口設(shè)置物料外形檢測裝置。避免過大、過小、過重、位置放偏或外形不符合要求物料入庫，造成堆垛機取貨、存貨時發(fā)生意外。

（6）安全可靠的定位檢測裝置。為了提高堆垛機在X、Y、Z方向動作定位的精準度，各方向均采用雙編碼器同時進行檢測。它們一個為基準編碼器，一個為參考編碼器，正常時取基準編碼器數(shù)值。運行時當兩個值偏差超過規(guī)定值時將發(fā)出錯誤報警并停止堆垛機。

（7）載貨臺設(shè)有貨位虛實檢測。用來確認貨位是否被占用，避免重復(fù)入庫造成事故。

（8）驅(qū)動電路中增加安全接觸器。在高架庫應(yīng)用中，大部分驅(qū)動變頻器和電機之間增加了接觸器，該接觸器由故障安全PLC程序控制，意外發(fā)生時可以更快速切斷驅(qū)動電機的供電，在人身安全與設(shè)備安全同時受到威脅時，首先保證人身安全。

3 結(jié)束語

以上僅列舉堆垛機應(yīng)用中較典型的安全措施進行介紹，在實際應(yīng)用中還有很多安全措施和連鎖保護。除此之外，還設(shè)計了一套完整的故障診斷系統(tǒng)，用以在故障發(fā)生后檢修人員可以快速找到故障點，并修復(fù)故障。

參考文獻

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