剪式液壓升降直線穿梭車在物流系統中的應用分析

李增文/文

剪式液壓升降直線穿梭車在物流系統中的應用分析

李增文/文

傳統的直線穿梭車在物流行業中的應用一般為從同一高度的不同站點取放托盤貨物，本文基于直線穿梭車的設計理論，介紹了傳統直線穿梭車搭載了剪式液壓升降平臺后在物流系統中的應用，并對其進行了分析，旨在解決直線穿梭車從不同高度站點取放托盤貨物的問題，且結構簡單，承載大，故障率低，系統比較穩定。

剪式液壓升降臺、直線穿梭車、物流系統

一、剪式液壓升降直線穿梭車在物流系統中的應用介紹

剪式液壓升降臺

隨著工業4.0時代的到來，越來越多的企業開始嘗試進入一個新的物流時代，目的是減少勞動力，提高生產率，增強其在市場的競爭力。然而這種趨勢的推進勢必對自動化物流系統提出了更高的要求，比如一些家具行業、汽車零部件行業、造紙行業、紡織行業等等，其原材料或成品單元重量和體積大且部分形狀不規則,基本需求為從原材料卸車開始到成品發貨裝車，中間的所有環節全部實現自動化，其中無論對物流系統的承載能力和工藝流程，還是對設備的效率都提出了更高的要求。直線穿梭車在整個物流系統中的應用非常廣泛，而如何實現不同高度站點的取放貨物，尤其是面對站點多，流量需求大的情況，剪式液壓升降臺配合直線穿梭車是一個很好的選擇，既解決了不同高度站點取放貨物的問題，又解決了由于載重大而選用較大零部件引起的設備尺寸增大的問題，同時解決了由于站點較多，流量需求大帶來的設備數量增多，投資成本增大的問題。剪式液壓升降直線穿梭車因為結構簡單，舉升力大，升降平穩，噪音低，滿足不同行業的需求。圖1是其在某項目上連接立庫出庫端和裝車機器人裝車端的輸送設備的應用平面圖，貨架出庫端為低位站點，裝車機器人裝車端為高位站點，升降高度及承載重量由剪刀叉的臂長和液壓缸的型號及行程綜合決定，此設備結構簡單，適用范圍廣。

二、剪式液壓升降直線穿梭車的優缺點

優點：1.不僅能使直線穿梭車橫向移動、而且可以實現貨物的頂升下降；

2.在需要頂升的情況下，承載貨物的能力范圍大大擴大，且結構緊湊。

3.結構簡單，故障率低，易于控制，便于維護。

4.投資成本較低。

缺點：由于穿梭車運行非常頻繁，需要加強日常維護，及時更換易損件，保證液壓系統無滲油漏油現象，避免對環境造成污染。

三、剪式液壓升降直線穿梭車的結構及工作原理

剪式液壓升降直線穿梭車是在傳統的直線穿梭車的基礎上搭載了剪式液壓升降機構，從而可以使直線穿梭車完成不同站點不同高度貨物的輸送。它根據預定的物料流程，在電氣控制系統的控制下自動接取上游輸送來得物料托盤，進行水平移動、垂直升降后，向下游輸送設備輸送物料托盤，同時可逆方向運行。其外連接設備主要為輥式、鏈式輸送機等，此設備結構簡單，承載大，尤其是在載重量需求大的場合更能體現出它的優勢，且正因為它結構簡單，所以故障點較少，運行更穩定。在輸送路徑遠，效率滿足需求的情況下，相對于連續輸送設備易于控制，成本更低。其主要由運行機構、剪式液壓升降機構、輸送系統、軌道系統、電器裝置及控制系統等組成，結構如圖2所示。

剪式液壓升降機構主要由液壓站、液壓缸及管路、剪式鉸架板、工作臺面、底座組成（如圖3）。由于升降臺是一種平面連桿機構，起升高度和臺面互相關聯。如果設計不當，便會發生干涉，要不閉合高度過大，要不起升高度達不到要求，如果球鉸耳環與內臂上耳板的鉸支點E位置不合適，就會影響起升力的大小和液壓缸的尺寸。所以在設計過程中，要反復推算設備各結構尺寸及內外臂仰角和液壓缸軸線的傾斜角，其中液壓缸軸線傾斜角和內外臂仰角成正比關系，而液壓缸推力隨著內外臂仰角的增大，先減小，而后趨于穩定，最后逐漸增大，三者之間的關系滿足下面曲線關系（圖4）。

圖1：剪式液壓升降直線穿梭車在物流系統中的應用平面圖

圖2：剪式液壓升降直線穿梭車的結構及應用

圖3：剪式液壓升降臺結構圖

圖4： 剪式液壓升降機構變量關系曲線

圖5： 運行機構結構圖

圖6： 頂部取貨平臺示意圖

運行機構主要由底盤、驅動輪組、從動輪組、導向輪組、緩沖器組成（如圖5）。驅動輪組用以驅動穿梭車沿運行軌道水平運動，主要包括主動車輪，減速電機、傳動軸等。采用變頻器控制實現運行速度無級調速，電機安裝有常閉式電磁制動電機，以確保停準精度和運行平穩。運行緩沖器設置在底盤機架體橫梁兩端，用于機構意外失控時，減小直線穿梭車與軌道端部車擋的沖擊力。

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四、剪式液壓升降直線穿梭車的擴展應用

剪式液壓升降直線穿梭車上部可配置輸送系統，包括鏈式輸送機或輥式輸送機；也可配置取貨平臺，在牛腿式貨架和工作平臺之間取放貨物，穿梭車可運行到駛入式貨架底部，通過液壓升降機構頂升將貨物取出，然后升降到指定高度，進入放貨平臺底部，液壓升降機構下降將貨物放在平臺上，也可以逆向搬運，取貨平臺結構示意圖，如圖6。

五、電氣裝置和控制系統

剪式液壓升降直線穿梭車主要工作原理是當上游有搬運任務時，直線穿梭車會自動運行到取貨出口輸送機，此過程采用條碼或激光測距認址，供電方式采用安全滑觸線，通訊方式采用紅外通訊。對準后（小車輸送對準指示燈亮），小車輸送機接受上游輸送發出的正轉指令開始正轉，同時上游輸送機也開始正轉，當貨物到達小車輸送機右探測開關時，上游輸送機與小車輸送機停止正轉，此過程輸送機的啟動、減速、停止是通過光電傳感器來實現的。小車完成上游取貨動作后自動運行到放貨口輸送機，同時完成輸送升降動作，對準放貨口輸送機后，放貨口輸送機開始正轉，同時小車輸送機接受放貨口輸送機的正轉信號后開始正轉，當貨物完全到達放貨口輸送機后，小車輸送機接受停止正轉信號，結束放貨動作。剪式液壓升降臺的升降位置是通過安裝在剪支架上的行程開關調節控制的，并配有機械限位，保證升降的安全性。在小車的底盤上輸送機外側，裝有外形檢測裝置，它是由一系列的光電傳感器組成，用來檢測貨物是否有超長、超寬、超高的異常情況，如果有則報警，小車自動將貨物運送到人工整理工位進行整理后重新完成上述動作。為了保證剪式液壓升降直線穿梭車正常運行，小車具有電氣連鎖保護功能，小車運行和升降時，輸送機運行閉鎖。剪式液壓升降直線穿梭車的控制是通過倉庫管理聯網的方式實現的，合理安排最優路徑，最優時間，保證整個物流系統效率最大化。

六、結束語

直線穿梭車是自動化物流系統中的關鍵設備之一，而將其配置剪式液壓升降功能，使直線穿梭車的應用范圍更加廣泛。經過在自動化物流系統中的實際應用，證明剪式液壓升降直線穿梭車結構簡單，故障率低，輸送靈活，性能穩定，易于控制，成本低，可廣泛應用于各行各業的物流系統中。

作者單位為太原剛玉物流工程有限公司