箱裝產(chǎn)品自動(dòng)裝卸車技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

胡禎 楊志軍

關(guān)鍵詞：紙箱;自動(dòng)裝卸;整垛;整車

0引言

隨著中國進(jìn)入老齡化社會(huì)，以及政府居民工資收入倍增計(jì)劃的實(shí)施，各地最低工資標(biāo)準(zhǔn)每年都在逐步提高，致使目前中國的勞動(dòng)力成本越來越高。普通裝卸車作業(yè)絕大多數(shù)在室外完成，時(shí)常遭遇炎熱、寒冷等惡劣天氣，作業(yè)環(huán)境差。裝車過程勞動(dòng)強(qiáng)度大，年青人不愿意從事。而伴隨公司規(guī)模的發(fā)展，需要在有限的收發(fā)貨空間里實(shí)現(xiàn)更多的裝卸流量，即提升裝車效率。

目前市場上有較多的袋裝產(chǎn)品裝卸車設(shè)備，如國外的BEUMER、FLSMIDTH、HAVER，國內(nèi)的明度、海燕等。袋裝產(chǎn)品最快可實(shí)現(xiàn)3000包/h的裝車效率，車輛的適應(yīng)性也越來越高。而針對(duì)箱裝產(chǎn)品的自動(dòng)裝車產(chǎn)品卻比較少見，效率也很低。

本文從實(shí)際情況分析了箱裝產(chǎn)品裝卸的難點(diǎn)，系統(tǒng)梳理了一下目前收集到的箱裝產(chǎn)品自動(dòng)裝卸車的設(shè)備信息，并對(duì)收集到的設(shè)備進(jìn)行分類，從主要技術(shù)指標(biāo)上進(jìn)行了對(duì)比，為裝卸車設(shè)備的研究和選擇提供了參考。

1自動(dòng)裝卸車的技術(shù)難點(diǎn)

從裝卸過程看，實(shí)現(xiàn)箱裝產(chǎn)品的自動(dòng)化裝卸車有以下技術(shù)難點(diǎn)。

（1）箱裝產(chǎn)品多樣，碼放規(guī)則復(fù)雜

箱裝產(chǎn)品一般都需要保持固定的形態(tài)，很多箱裝產(chǎn)品都有向上、防壓、防擠壓、防碰撞等要求。一般企業(yè)的產(chǎn)品箱種類多樣，人工散碼時(shí)會(huì)根據(jù)箱體尺寸按特定規(guī)則碼放，即節(jié)省空間，又可保障運(yùn)輸過程中貨物的穩(wěn)固。這對(duì)自動(dòng)裝卸車設(shè)備的品規(guī)兼容和編碼排布提出了很高的要求。

（2）貨車規(guī)格尺寸多變

如圖1所示，目前國內(nèi)運(yùn)輸貨車以集裝箱、平板車、高欄車、箱式車等為主，相互之間的尺寸偏差較大。許多企業(yè)都沒有自有的物流部門，造成裝運(yùn)的貨車都是需要實(shí)時(shí)外叫的個(gè)體車輛，種類復(fù)雜。同時(shí)，即便是同種車輛，由于國內(nèi)車輛改裝現(xiàn)象嚴(yán)重，細(xì)節(jié)尺寸都有一定的偏差，如表1所示。這些都造成裝載對(duì)象的復(fù)雜化，裝卸點(diǎn)定位困難。市面上所有的自動(dòng)裝卸都配有激光掃描系統(tǒng)，用于進(jìn)行車輛位置識(shí)別和定位。目前，應(yīng)用成熟的自動(dòng)裝卸車系統(tǒng)，車輛的定位和裝卸規(guī)劃都處于半自動(dòng)化狀態(tài)。

（3）車輛停靠偏差和裝卸動(dòng)態(tài)偏差

一般裝卸車機(jī)都占有固定的位置，被裝卸車輛處于變換的狀態(tài)，非常重要的就是停車偏差。裝卸車系統(tǒng)都是采用引導(dǎo)線等輔助裝置幫助司機(jī)停車，保障一定的停車精度。同時(shí)，機(jī)構(gòu)上也會(huì)配置一定范圍的兼容系統(tǒng)，允許一定的停車偏差，以減少停車時(shí)間。因?yàn)檐囕v都帶有懸架系統(tǒng)，裝卸過程中車輛會(huì)發(fā)生下沉或上浮，造成位置偏差，需配置實(shí)時(shí)的監(jiān)測系統(tǒng)保障裝卸過程的連續(xù)進(jìn)行。

（4）裝卸車效率的提升，裝載體積的犧牲

以某公司為例，人工裝載一車（約1500箱）產(chǎn)品的時(shí)間約為90min，約合3s一箱產(chǎn)品，裝車效率要求高。很多企業(yè)都期望自動(dòng)裝車的效率至少比人工快1倍。由于人裝車靈活性高，車輛內(nèi)空間基本被產(chǎn)品占滿，而采用自動(dòng)裝車時(shí)，考慮機(jī)械結(jié)構(gòu)的安全空間，一般都會(huì)留有一部分空間，造成體積空間上的浪費(fèi)。

（5）快速裝卸等其他要求

企業(yè)在設(shè)計(jì)自動(dòng)裝車時(shí)一般會(huì)考慮自動(dòng)卸車，這要求設(shè)備在裝載時(shí)要考慮卸車的方便性。不同公司的產(chǎn)品特性不同，裝卸單元拾取結(jié)構(gòu)也需定制研發(fā)。同時(shí)，不同公司的產(chǎn)品堆壓承載能力不同，運(yùn)輸穩(wěn)固性能不同，要求裝車設(shè)備能區(qū)分對(duì)待，這進(jìn)一步增加了對(duì)自動(dòng)裝卸車設(shè)備的要求。裝卸過程的信息化也是需要重點(diǎn)解決的問題。

2自動(dòng)裝卸車典型方案形式及廠家

箱裝產(chǎn)品的自動(dòng)裝車是將固定體積的箱子按特定的編碼規(guī)則有順序的碼放至固定尺寸空間的車廂內(nèi)。按單次碼放箱子數(shù)量的多少，可分為自動(dòng)單元裝卸、自動(dòng)單排裝卸、自動(dòng)單層裝卸、自動(dòng)整垛裝卸、自動(dòng)整車裝卸。

（1）自動(dòng)單元裝卸

采用自動(dòng)化機(jī)構(gòu)進(jìn)行單箱定位、單箱抓取、單次單箱裝卸。典型廠家如ULTRA、TEUN、美的、蘇州佰功自動(dòng)化、浙江明度、意諾仕自動(dòng)裝車機(jī)、武漢藍(lán)海燕自動(dòng)裝車機(jī)等。圖2所示為TEUN自動(dòng)裝卸車。

（2）自動(dòng)單排裝卸

以沿車輛寬度方向的一列為裝載單元，先將單箱產(chǎn)品排列成單列，再進(jìn)行裝載。典型的廠家如廣州圣益龍、Copal等。圖3所示為圣益龍自動(dòng)裝車。

（3）自動(dòng)單層裝卸以多列組成的單元層進(jìn)行組合，再將單層組合進(jìn)行一次裝載。典型的廠家如BEUMER、FLSMIDTH、HAVER等。

（4）自動(dòng)整垛裝卸

直接將碼成垛的產(chǎn)品或重新組垛的產(chǎn)品以帶托盤或不帶托盤的方式進(jìn)行裝車。典型的廠家如BEUMER、HAVER、FLSMIDTH、DAIFUKU、DF-DUROFELGUERA等。圖4所示為BEUMER自動(dòng)裝車。

（5）自動(dòng)整車裝卸

將單垛先在車輛外的線體上排列成裝車的形式，再采用自動(dòng)小車或動(dòng)力車板一次性將整車物料裝入車內(nèi)。典型廠家有ANCRA、SECONCOMPO-NENTS、ACTIW等。針對(duì)整車裝卸，國內(nèi)外有多種方式對(duì)車輛進(jìn)行改造，增加動(dòng)力滾筒或往復(fù)式移載結(jié)構(gòu)。圖5所示為FLSMIDTH自動(dòng)裝卸車。圖6所示為ANCRA自動(dòng)裝車。

3自動(dòng)裝卸車分析和展望

圖7所示為自動(dòng)裝卸系統(tǒng)性流程，流程中每一步都需解決對(duì)應(yīng)的問題。

表2所示為不同模式的裝車機(jī)的性能特點(diǎn)對(duì)比和適用范圍。實(shí)際情況中應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品特性和發(fā)貨需求選擇合適的裝車方式。基于表中的對(duì)比，企業(yè)可根據(jù)產(chǎn)品箱型大小、種類多少、裝卸量進(jìn)行綜合選擇。根據(jù)對(duì)某企業(yè)的產(chǎn)品分析，以20尺柜裝卸為基準(zhǔn)，整垛裝卸效率約是散碼裝卸效率的4倍，但同時(shí)整垛裝卸約會(huì)損失集裝箱體積的1/4。對(duì)于裝卸量大、箱體小的情況，可首先考慮實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)整垛裝車的形式，再進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化整垛或整車裝卸。對(duì)于裝卸量小、箱體大、品規(guī)相對(duì)有限的情況，可考慮機(jī)器人自動(dòng)裝卸或單排、單層裝卸。

圍繞自動(dòng)裝卸車，市場上已經(jīng)在開發(fā)裝車排樣軟件、3D機(jī)器視覺識(shí)別系統(tǒng)、柔性拾取結(jié)構(gòu)、通用搬運(yùn)結(jié)構(gòu)、物流載體標(biāo)準(zhǔn)化制訂等。隨著技術(shù)的成熟和標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展，自動(dòng)化裝卸車設(shè)備正在慢慢成熟。

4結(jié)束語

結(jié)合箱裝產(chǎn)品裝卸車過程的實(shí)際狀態(tài)，本文系統(tǒng)分析了箱裝產(chǎn)品自動(dòng)裝卸車的技術(shù)難點(diǎn)。綜合目前國內(nèi)外已有箱裝產(chǎn)品裝卸車設(shè)備，按裝載單元對(duì)市場上已有的自動(dòng)裝卸設(shè)備進(jìn)行了分類，并對(duì)其關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)進(jìn)行了對(duì)比分析。文中列舉了自動(dòng)裝車過程的流程步驟及每步中需要解決的問題。基于本文的分析和論述，企業(yè)可參考選擇采購適合的自動(dòng)裝卸車設(shè)備;也可全面了解自動(dòng)裝卸車的難點(diǎn)和技術(shù)現(xiàn)狀，從而快速研發(fā)對(duì)應(yīng)的裝卸設(shè)備。