激光叉車在倉儲行業場景的應用和要求

何全添

摘 ? 要：隨著工業制造4.0戰略的布局，無人化、智能化和自動化已經成為現代制造業不可阻擋的發展趨勢。根據《中國企業-勞動力匹配調查》顯示，中國的制造業員工工資在過去10年已經翻番，目前中國的人工成本是東南亞的4～5倍。隨著人工成本的增加，智能設備的設計、制造、維保成本的降低，“無人工廠”將為企業帶來長久的經濟效益。無人導引搬運車（AGV）是實現自動化物流的重要設備之一，未來隨著自動化物流的發展，無人駕駛叉車在倉儲行業的使用將會越來越普遍，將成為倉儲行業的一個重要發展趨勢。

關鍵詞：激光叉車 ?倉儲行業場景 ?應用要求

中圖分類號：F253.9 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）02（b）-0055-02

激光叉車是無人駕駛叉車的典型應用，對于倉儲行業的發展有著十分重要的意義。本文將就激光叉車的組成部分簡單介紹，并通過激光叉車在倉儲的實際應用和技術要求進行詳細的闡述說明。

1 ?激光叉車簡介

1.1 激光叉車定義簡述

定義：激光叉車是一種在通過激光等導航裝置引導下按照既定路線運行并完成設定任務的無人駕駛自動叉車。

典型的激光叉車是通過改造人工駕駛電動叉車使其成為擁有激光導航的無人駕駛自動叉車。本文將對改造人工駕駛電動叉車的實際案例闡述激光叉車在倉儲行業場景的應用。

1.2 激光叉車的組成部分

激光叉車主要由車體、驅動單元、激光掃描器、安全避障傳感器組成。

車體是激光叉車的基礎部分，采用鋼板沖壓，最大限度地減少零件焊接點，保證了極高的強度。

驅動單元由一個驅動輪與轉向機構、驅動編碼器、轉向編碼器構成，它們都安裝在車體的前面位置，實現整個運輸車的前行、后退、轉向功能。

激光掃描器是激光導航的重要部件，通過發射激光束，同時采集由反射板反射的激光束，來確定其當前的位置和方向，并通過連續的三角幾何運算來實現的導引。

安全避障傳感器能檢測到車輛運行方向內的障礙物，有報警提示要移開障礙物，當障礙物移開車輛自動啟動。

2 ?激光叉車的倉儲實際應用

以下根據實際案例闡述說明激光叉車在倉儲的應用。

（1）主要數據：倉庫面積2700m2;儲位數3000個;激光叉車數量6臺。

（2）運作流程。

管理/工作人員可以通過對上層系統/終端的監控，實現上層系統到達執行機構的任務傳達和信息反饋。具體流程如下。

①入庫：人工將到貨物料搬運至暫存區，通過呼叫盒呼叫入庫，中控系統向激光叉車發起入庫指令，叉車叉取物料經過自動掃碼區，掃碼后倉儲管理系統將庫位信息發送給叉車，叉車將物料搬運到指定倉位，任務完成后叉車到達充電區自動充電，充電完畢后返回待命區待命。

②出庫：按照發料單所需貨物，人工給系統下達出庫任務，中控系統向激光叉車發起出庫指令，叉車到達指定倉位將物料搬運到打包區，人工打包完畢后搬運至發貨區。

（3）配備系統。

①中央調度系統：一套能同時對多部車輛實行監管、控制和調度的系統。通過無線局域網絡與各車輛保持通訊，指揮系統中各車輛的作業。用戶可以從系統界面實時了解每部受控車輛的設備狀態、所在位置、工作狀態等情況。

②倉儲管理系統：一套能對庫位和出入貨物進行整合管理的系統，倉儲管理系統可以判斷目的地及貨物類型，并獲取貨物的動態流向信息。

③車載控制系統：一套用于實現對單車運動控制、并通過無線局域網與中控計算機進行信息互通、接收中控計算機發出的調度指令、反饋單車的狀態信息的系統。主要負責AGV的導引、路徑選擇、小車行走、裝卸操作等功能。

④充電系統：該系統由充電機、車載充電連接器、充電樁、鋰電池等組成。該系統主要負責車輛的自動充電，當充電樁充電連接器與AGV車載充電連接器相連時，可自動對車輛鋰電池進行快速充電。

⑤網絡系統：在工作區域內通過無線局域網與中央調度系統進行通訊，實現接收動作指令和報告狀態信息的功能。

（4）項目成果。

通過激光叉車的導入，實現貨物搬運、碼垛和存儲功能，提高了空間利用率，減少倉儲用地，節省土地投資成本，便于形成先進的物流系統，提高企業生產管理水平，加快貨物的存取節奏，提高生產效率，減輕勞動強度，改善工人工作環境，降低人力成本，減少庫存資金積壓，便于實現系統整體優化，提高生產物流管理水平。

3 ?激光叉車在倉儲應用的技術要求

根據激光叉車在倉儲實際應用積累的經驗，實施過程中需盡可能滿足以下技術要求，才能使激光叉車的運行更加穩定。

（1）環境要求。

A.使用環境：室內，無強光直射、無雨水直淋;

B.環境溫度：-10℃～50℃;

C.環境濕度：相對濕度30%～85%;

D.空氣：無粉塵、易燃、易爆和腐蝕性氣體;

E.地面：表面無油污、積水、清潔劑或雜屑;

（2）地面要求。

A.起伏程度：在基準范圍內最高高度和最低高度之差，在1m范圍內的最大允許值應≤8mm。

B.路面坡度：在100mm以上的長度范圍內，路面水平高度差與路線長度的最大比值，最大允許值需<2%，對AGV需精確定位的停車點必須<1%。

C.臺階高度：在100mm以內的長度內，路面水平高度差的最大值，最大允許值需<10mm。

D.溝寬幅度：路面溝寬幅度的最大允許值需≤10 mm，當溝寬幅度大于最大允許值時，按臺階高度進行要求。

E.地面電氣特性：為避免AGV車體累積靜電（靜電敏感環境下使用），地表導電阻抗應小于108。

F.地面清潔：AGV日常行駛時，地面必須保持清潔干燥，任何地板接頭、垃圾、液體、地板清潔劑、化合物都可能損害AGV的行走能力。

（3）貨物擺放要求：為保證人工擺放貨物準確，要求對其限位，貨物與貨物之間的間距≥100mm，一般通過地面劃線標識和安裝限位裝置實現。

（4）托盤要求：原則上要求使用規格統一的托盤，貨物不能超出托盤。托盤動靜載荷滿足實際要求，在貨架上使用撓曲度≤10mm，插口尺寸滿足叉車正常叉取，預留間隙≥25mm。

（5）貨架要求：根據實際貨物重量和經濟性考慮，可選擇橫梁式或鋪板式貨架，單格滿足最大承載要求，保證橫向與縱向撓曲度均≤10mm。貨架最高取貨高度要滿足激光叉車門架起升后不會碰到樓層頂部。

（6）反光板安裝要求。

A.反光板布局在AGV行駛路線的周圍，安裝在墻柱、工字鋼等固定建筑上。

B.需定期擦拭反光膜表面，去除表面灰層、油污，以免影響導航精度。

（7）網絡要求。

A.無線接入點（AP）需要支持802.11a/b/g/n協議;

B.無線覆蓋信道應交錯分布，避免同頻干擾;

C.無線覆蓋強度需要≥-65dBm，S/N（信噪比）需要≥33dbm;

D.所有無線接入點（AP）設備需同一型號，以便于無線漫游的進行;

E.所有無線接入點（AP）的安裝高度應在無線信號強度符合要求內，必須安裝在無遮擋的位置，避免通訊受金屬障礙物影響;

F.無線接入點（AP）設備必須支持至少30個用戶數的接入，避免因AP接入負荷大而導致AGV無法正常接入。若能夠通過WLC統一管理效果更優;

G.保證在1000字節/pkg的連續ping包下，丟包率必須≤千分之一，ping包過程不能出現超過2個的連續丟包。

4 ?結語

當前激光叉車對于倉儲行業的發展有著十分重要的意義，如果能夠通過掌握自主核心技術將激光叉車運用到各個行業之中，必然能推動我國經濟的快速發展。目前激光叉車的技術還不夠成熟，所以機器人行業有義務加大對激光叉車的研發力度，幫助其他行業的倉儲加快投入使用激光叉車，實現無人倉儲的目標，緊跟工業4.0的時代潮流。

參考文獻

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