自動立體倉庫中堆垛機常見故障與維修策略

文/張 靖

堆垛機作為立體庫主要設備之一，具有工作效率高、控制精度高、使用操作方便等優點，大大減輕了工人的勞動強度，但維修難度很大

自動化立體倉庫是現代物流系統的重要組成部分，具有提高倉儲自動化水平、管理水平，提高物流效率等優點，是一種多層存放貨物的高架倉儲系統，由倉庫管理系統（WMS)、倉庫控制系統（WCS）、貨架、堆垛機、機器人、穿梭車、輸送設備等組成，倉庫內所有設備在計算機管理下，自動完成貨物的出入庫作業、對貨物進行自動化管理，并與企業管理系統進行聯網，實現企業管理現代化。

堆垛機是自動立體倉庫的主要機械，是將位于巷道口的貨物存入貨架，或者取出貨架內的貨物運送到巷道口，它是自動化立體倉庫最關鍵的設備。

目前陜西中煙工業有限責任公司寶雞卷煙廠有原料庫、輔料庫、成品庫等三個自動化立體倉庫，主要儲存片煙包及煙梗、卷煙輔料和成品卷煙。堆垛機作為立體庫主要設備之一，具有工作效率高、控制精度高、使用操作方便等優點，大大減輕了工人的勞動強度，但維修難度很大。自2008年投入使用以來，通過對堆垛機工作原理的鉆研和學習，以及在生產中對常見故障現象進行分析和探索，總結出了一套切實可行的堆垛機維修經驗。

一、堆垛機的主要結構和工作原理

堆垛機主要由下橫梁、貨叉機構、立柱、上橫梁、運行機構、起升機構和電氣控制系等組成。

堆垛機主體結構由上橫梁、立柱、下橫梁和控制柜支座等組成。上、下橫梁是由鋼板和型鋼焊接成箱形結構，下橫梁前后安裝有驅動輪和被動輪。一般前后的兩輪軸孔，在落地鏜銑床一次裝夾加工完成，以確保主、被動輪軸線的平行，從而提高了整機運行平穩性；立柱是由方鋼管制作，在方鋼管兩側一次焊接兩條扃鋼導軌(材質16Mn)，導軌表面進行硬化處理，耐磨性好。上橫梁焊于立柱上方，立柱與下橫梁通過法蘭用高強度螺栓連接。整個主體結構具有重量輕、抗扭、抗彎、剛度大、強度高等特點。

堆垛機通過與上位管理、控制系統連接，全面實現貨物入庫和出庫作業的自動化。堆垛機與立體貨架的通訊采用了紅外通訊的方式。這樣既避免了在車間中布太多的導線，又具有相對較強的抗干擾能力。堆垛機控制系統與上層管理系統（計算機或手持盒）的通訊都通過RS485的方式進行，為了及時對上層管理計算機或手持盒發來的指令進行響應，系統軟件采用串行口通訊中斷的方式，能以最短的時間與上層計算機或手持盒建立通訊。堆垛機結構示意圖，如圖1。

圖1 堆垛機結構示意圖

二、堆垛機故障分析和維修策略

在生產過程中，自動化立體庫堆垛機的常見故障報警一般分為三類：

1.出入庫貨物的跺型不規范，導致堆垛機的安全報警。

由于堆垛機是反復執行出入庫的操作，對輸送托盤貨物的跺型要求極其規范，因而裝有嚴格的外形監測裝置，它具有超高、超寬、前后超限等檢測功能。因堆垛機是高、中、低等三速切換運行，它的安全保護也很完善，如斷電鏈監測、過載監測、極限位監測等。如果觸發它們，堆垛機將進行自身保護，停止運行。跺型外形檢測報警裝置，如圖2。

產生跺型不規范的原因：

（1）碼垛時的貨型超出

由于人工或機器手碼垛時的精度不高，或者煙箱的外形、尺寸的原因，經常會造成碼垛的跺型超高、超長、超寬等超出報警，發生此類報警時，需要人工重新碼垛，或者整理貨型，以便消除報警。

（2）運行中貨物溢出

在運行過程中，當堆垛機進行加減速和緊急剎車，載貨臺上有可能產生貨形溢出，這時也需整理貨型。

2.堆垛機自身的電氣故障引起的報警。

（1）成品庫2506報警

成品庫1#堆垛機經常會出現2506，經過分析發現，報警代碼2506是指行走編碼器異常（行走編碼器位置，如圖3）或接口板故障，基于此類原因，我們需了解和解決：

更換編碼器時連接線要注意：在電源OFF狀態下進行；接線時應充分注意電源的極性；若接線錯誤，則有時會損壞內部回路；編碼器電纜屏蔽線不能損壞，應連接牢固。

（2）變頻器報警

行走、升降、貨叉的變頻器發生報警時，應把堆垛機主電控柜門打開，查看變頻器的操作面板，根據報警的實際代碼的內容一一進行解決.

3.信息通訊原因導致堆垛機故障報警。

倉庫控制系統通過以太網連接至西門子工業級“路由網關”，堆垛機、PLC和HMI通過各自的以太網接口、連接至路由網關，接收上位機（WCS）的出、入庫分配指令以及向上位機傳送運載和載荷，或報警狀態。在信號傳輸過程中，由于受到外界環境干擾，會出現信號傳輸失敗的現象，主要由以下幾種情況：

(1)堆垛機與上位機間無法聯機，如圖4

造成此故障原因和處理措施，歸納為以下幾點：

①堆垛機工控機WCS，是否報錯或死機；

②工作方式選擇不對，應選為聯機狀態；

③紅外通訊工作電源缺失或中間有異物，造成遮擋或位置錯位，應重新調整位置；

④通訊模板損壞，更換通訊模板。

（2）堆垛機空取等問題

堆垛機在正常出入庫的時候會出現空取貨、空出庫、雙重入庫、雙重卸貨、不出庫不入庫等問題，經檢查發現有如下可能的原因：

①確認目前載貨臺的貨物有或無；

②確認目前貨物檢測開關信號是否正常，是否有灰塵或遮擋；

③應檢查WCS監控機任務，目前的狀態信息是否正常，必要時要改進狀態信息。

圖2 跺型外形檢測報警裝置

圖3 堆垛機行走編碼器

圖4 堆垛機與上位機中斷

三、總結

本文分析和總結了自動化立體倉庫中堆垛機在作業中的常見故障及維修策略，為設備維修人員快速定位故障原因和提出解決方法提供了有效的參考和依據，可縮短堆垛機的維修時間，為生產提供了有力的保障。在實際生產運行中，自動立體倉庫堆垛機出現的故障還較多，還需要我們進一步認真分析，歸納總結經驗，以上僅供大家參考和共同學習。