自動化立體倉庫用堆垛機的幾種換軌方式及應用案例

包龍

[摘? ? 要]在經濟快速發展的時代背景之下，我國的土地成本和人力成本呈現出了明顯上升趨勢。在此背景下，結合自動化立體倉庫的優勢，便可以在一定程度上減少不必要的成本投入，從而帶來更高的經濟效益。當前階段，這種自動化立體倉庫已經被廣泛應用于食品、醫藥、機械和航空航天等各個領域中。從其積極作用來看，結合自動化體系倉庫的優勢，能夠創造出更高的經濟效益，從而促進社會進步和長遠發展。為此，本文在綜合了實際調查和多個應用案例分析之后完成，淺析自動化立體倉庫的應用。

[關鍵詞]自動化;立體倉庫;換軌方式

[中圖分類號]TH692.3 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2020）09–00–03

[Abstract]Under the background of rapid economic development， China's land cost and human cost show an obvious upward trend. In this context， combined with the advantages of automated warehouse， we can reduce the unnecessary cost investment to a certain extent， so as to bring higher economic benefits. At present， it has been widely used in the fields of aerospace machinery， food automation and so on. From its positive role， combined with the advantages of automated warehouse system， it can create higher economic benefits， thus promoting social progress and long-term development. To this end， this article in a comprehensive survey and a number of application case analysis， analysis of the application of automated warehouse.

[Keywords]automation; stereoscopic warehouse; rail changing mode

近年來，在各種科學化技術不斷發展的背景下，我國自動化技術得到了快速發展。相應的，這也在一定程度上推動了產業自動化水平的提升。各個企業在進行倉庫建設的過程中，也同樣利用到了自動技術優勢，打造出了獨具特色的自動化立體倉庫。其中，堆垛機使用便是一項重要內容。結合堆垛機的優勢，能夠進一步提升倉庫使用效率。為此，便需要從其換軌方式的角度出發，進行多方面、綜合性的考慮，從而進一步激發出經濟的活力。

1 研究的背景

從堆垛機的特點來看，其自動化水平相對較高、并且可靠性較高，這也成為了其被廣泛應用在自動化立體倉庫中的重要原因。另外，從另一方面來看，作為自動化立體倉庫中的核心和關鍵所在，其性能有效發揮將會直接影響著整個倉庫的處理能力和運行狀況。具體來看，為了進一步提升自動化立體倉庫性能，保障其積極作用能夠得到有效發揮。每一個立體倉庫中，都會為各個巷道配置一臺堆垛機。但是，在一些運行效率不高的場合，則可以借助堆垛機換軌的方式，減少不必要機器的使用，從而達到多個巷道共同出入庫作業的目的。

比如：在油田巖心巖屑庫中，便可以發揮這種操作模式的優勢。從其積極作用來看，這能給在一定程度上減少不必要投資成本的投入，從而獲得更高經濟效益。在堆垛機換軌過程中，其需要借助到系統設備所發出的各項指令，并結合實際的工作需求，完成堆垛機在巷道內部的快速轉換。在不同工作狀況中，因為換軌形式、換軌方法等方面差異，產生了不同的換軌方式。具體來看，目前主要使用了轉軌車式換軌、道岔式換軌、U型/蛇形換軌。不同換軌方式各有其優勢，并且在不同的生產狀況中發揮了其獨特的作用。

2 不同換軌方式的具體分析

2.1 轉軌車式換軌方式及其應用

從轉軌車式換軌的概念來看，其主要是通過轉軌車的優勢，讓堆垛機達到換軌的目的。在這種方式運用過程中，需要在N個巷道中，配置X臺堆垛機和一臺轉軌車。當轉軌車在執行轉軌命令時，結合整個系統中不同調度系統的優勢，完成相關命令。同時，轉軌車能夠結合實際工作需求，完成在不同巷道內部的轉換。

具體工作流程如下：首先，在制定號轉軌計劃和相關命令之后，需要將堆垛機進行轉移，將其放置在轉軌側附近。其中，轉軌車需要移動到該堆垛機在巷道內部所對應的位置，并且保持在鎖緊狀態。其次，將堆垛機轉移到轉軌車上時，需要將堆垛機也進行相應轉移。在此過程中，需要注意的是，轉軌車保持在固定位置，進行對堆垛機運行狀態檢測。當堆垛機保持在穩定狀態之后，使得轉軌車關閉鎖緊狀態。再次，等到轉軌車轉移到目標巷道之后，堆垛機需要保持靜止不動，讓轉軌車進行相應轉移。另外，等到堆垛機進入到移出轉軌車階段時，需要將堆垛機下轉軌車，并且進入到目標巷道中。此時，轉軌車保持不動。待到堆垛機再次進入到目標巷道之后，對其進行鎖緊狀態的解除。最后，進入到釋放轉軌車的階段，需要將堆垛機轉移到目標貨位，讓轉軌車保持不動，時刻處于待命狀態中。

相比較與傳統的堆垛機，轉軌車式換軌方案在實行過程中，需要考慮到多方面因素對其所產生的各種影響。具體來看，主要分為以下幾個方面的內容：

（1）堆垛機在進行換軌操作時，需要有效借助到內部機械機構的積極作用，從而順利完成巷道的轉移工作，在最大程度上保障整個設備的運行安全。

（2）堆垛機在換軌車上運行時，對于支撐壓力有著較高的要求，便需要對其進行特殊設計。一般來講，現階段投入到使用中的堆垛機多是借助上下水平導輪和天地軌的積極作用，讓堆垛機始終保持相對平直的狀態中，從而完成相關操作。

（3）在整個換軌過程中，還需要借助到固定機構的積極作用，對換軌車進行固定處理，從而有效避免在傳統工作中，因為換軌車路線的偏移，而產生的安全事故。

（4）在換軌過程中，著重考慮到電氣控制方面因素所產生的一系列影響。并結合實際工作需求，制定相關管理規劃，保障相關工作能夠順利完成。

（5）結合多方面因素進行充分考慮，提前做好相關規劃和防治舉措，保障堆垛機能夠在各個巷道之內完成自由化的切換。

總體來看，換軌車式換軌的形式，需要充分借助到機械和電氣的共同作用。從其積極作用來看，這能給保障堆垛機在換軌過程中始終保持在穩定、可控的狀態中，從而保障換軌工作的順利開展。同時，在此過程中，每個堆垛機都有可能在不同巷道內工作。為此，便需要保障換軌機具備較高的可操作性、互換性、一致性。

2.2 道岔式換軌方式及其應用

從道岔式換軌運行原理來看，其和火車換軌方式表現出了明顯的相似性。在進行具體操作過程中，通過道岔機構，使得堆垛機能夠完成相應的換軌操作。在這種工作模式中，需要在眾多巷道中，配置小于巷道數量的道岔裝置和堆垛機。具體來看，將巷道定位數值N，則道岔裝置的數量需要控制在N-2，堆垛機的數值定為M。需要注意的是，堆垛機數值M需要始終小于巷道N的值。在進行巷道切換工作中，需要結合不同道岔機構的優勢，來完成既定換軌工作。一般來講，道岔機構主要包含了直段軌道、彎段軌道和一套切換裝置組合而成。在進行轉彎操作時，必須要確保道岔機構中的彎段軌道能夠對其主軌道進行有效相連。在進行直行操作時，需要道岔機構中直段軌道和其對應主軌道進行相連。

同轉軌車式換軌操作相同，岔道式換軌在進行方案執行時，也有許多注意事項，具體包括以下幾個方面內容：

（1）這種換軌方式在運用過程中，因換軌處的天軌沒有貨架支撐。因此，必須要對其進行單獨設計支撐結構，從而保障相關工作的順利開展。

（2）在進行天地軌處彎道處理時，需要盡可能保障天地軌處的平行度，保障其積極作用能夠得到有效發揮。

（3）換軌處天軌和地軌道岔機構具有明顯同步性特征，在進行換軌操作時，需要盡可能保障其安全、可操作性。

（4）如果能夠將堆垛機的上下水平導向做成可轉彎式機構，那么便能夠在一定程度上進一步提升堆垛機的實用性，讓其能夠順利通過彎道部分。

（5）任何一項通電設備在運行過程中都需要充分考慮到用電方面的因素對其所產生影響。因此，在進行換軌方式選擇時，還需要考慮到堆垛機在換軌時的用電問題。在現階段的工作中，岔道式換軌多是借助滑觸線供電方式的積極作用，將其選擇在直線段的位置，并選擇兩個取電裝置。需要注意的是在整個換軌工作中，確保堆垛機運行和供電的穩定性，避免斷電現象的發生。

2.3 U型/蛇形換軌方式及其應用

在當前階段的U型換軌方式應用中，需要保障堆垛機能夠在不同巷道之內完成快速轉化工作。在此過程中，主要借助了U型彎道的積極作用，從而達到巷道切換的目的。其中1臺堆垛機需要負責2個巷道的存取貨作業。從其積極作用來看，在這種換軌方式運用過程中，因為不需要借助到特殊換軌裝置的作用，從而在一定程度上有效減少了不必要資金成本的投入，從而能夠帶來更高經濟效益。在進行天地軌彎道部分處理時，需要著重考慮到其平行度的影響，在最大程度上保障天地軌在彎道部分的平行度。另外，若想能夠進一步提升堆垛機運行效率，保障其能夠順利通過彎道部位。還可以選擇將上下水平導向做成可轉彎式的機構。因此，從這方面的特點來看，蛇形換軌便是U型換軌方式的一種延伸。具體來看，其主要是通過將堆垛機的運行軌道設置成為蛇形的方式，讓1臺堆垛機能夠在多個想到之內完成出入庫作業。

3 堆垛機換軌方式的應用案例

本次研究著重分析塔里木某油田公司換軌的應用，此次換軌主要集中在巖心庫的建設工作中。具體來看，在進行巖心庫建設工作中，主要采取的是組合橫梁式貨架，并且為其配置了6個巷道，大約有8000左右的貨位。此次建設的目的是為了存儲20萬m的巖心。從巖心庫建設目的來看，其主要是為了科研人員相關工作的順利開展，只需要能夠達到對巖心的觀察和使用即可。因此，對于出入庫效率要求并不高，只需要確保在8h之內能有300個托盤完成出入庫的作業即可。為此，針對上述三種換軌方案的優勢和具體的操作內容，對其進行換軌方式的應用。

（1）換軌車式換軌方案。此次方案在執行過程中，需要為其配置1臺轉軌車。在進行具體操作中，因堆垛機在進行換軌操作時，耗費時間過長。為了進一步提升工作效率，需要增加1臺堆垛機，從而達到相關工作需求。從另一方面來看，2臺堆垛機配合使用，在發生故障時，另一臺堆垛機也能夠進行正常操作。因此，需要配置2臺堆垛機和1臺轉軌車。

（2）道岔式換軌方案。此次方案在執行過程中，需要配置2臺堆垛機和4套道岔機構。為了進一步提升系統運行的安全性和可靠性，需要1臺堆垛機作為備用性機器存在。

（3）U型：蛇形換軌方案。在進行U型布置時，需要為其配置3臺堆垛機。在進行蛇形布置時，需要配置2臺堆垛機。

綜上，結合不同換軌方式優勢，在巖心庫操作中，具體可以配置1～3臺堆垛機和1臺換軌車便可以有效達到換軌需求，達到出入庫目的。在后期工作中，如果出現了工作量加大，上述方案無法有效滿足實際工作需求的狀況時，需要對其進行堆垛機數量的增加處理。相比較于傳統換軌操作方式，這能給在一定程度上有效減少了不必要投資成本的投入，從而帶來了更大經濟效益。

4 結束語

總體來看，堆垛機換軌操作作為一種較為靈活、可操作性強的應用案例，在當前階段以及未來很長一段時間中，都能夠產生良好應用效果。其具備的自動化程度高、工作效率高、管理精度高、人力成本低優勢，成為了其在社會層面中得到大范圍應用的重要原因。從其積極作用來看，結合換軌及換軌的優勢，能夠在保障各種工作目標和任務有效完成的基礎之上，減少不必要建設成本的投入，從而更好的提升經濟效益。為此，在今后工作中，相關工作人員需要對此給予足夠重視度，結合實際工作需要和不同換軌方式的優勢，選擇合適換軌操作，更好的推動相關工作順利開展。

參考文獻

[1] 饒金海，洪騰，李森，等.自動化立體倉庫用堆垛機的幾種換軌方式及應用案例[J].制造業自動化，2018，40（10）：119-121，127.

[2] 楊永攀.自動化立體倉庫的若干關鍵技術與仿真[J].中外企業家，2015（6）：244-245.

[3] 慶燕飛.試論模塊化設計方法及其在機械設計中的運用[J].南方農機，2019（15）：121.

[4] 甘仲平，金國峰，方錦明.堆垛機模塊化設計研究[J].起重運輸機械，2007（4）：85-88.

[5] 殷盼盼.自動化立體倉庫及其堆垛機運用的思考[J].科技經濟導刊，2018，26（11）：56.