宋云洲 羊凱

　　摘要：本文通過排隊論的一些指標指導車庫配備堆垛機的數(shù)量和服務速度。在車庫車輛到達率處于欠平峰時段和過平峰時段，通過提速堆垛機運行速度;在存車或取車高峰時期，增加堆垛機數(shù)量服務效果更明顯。

　　關(guān)鍵詞：排隊論;立體車庫;堆垛機;效率

　　導言：

　　隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和控制技術(shù)的不斷更新，立體車庫在我國的應用越來越廣泛，作為靜態(tài)交通核心的一部分，立體車庫堆垛機效率不僅涉及到其自身設備，還涉及到交通、環(huán)境、規(guī)劃等不同的學科領(lǐng)域，因此，對立體車庫技術(shù)進行研究不僅具有經(jīng)濟意義，還具有一定的社會意義.

　　1 堆垛機簡介

　　自動化立體倉庫的出現(xiàn)是物流技術(shù)的一個劃時代的革新。它不僅徹底改變了倉儲行業(yè)勞動密集、效率低下的落后面貌，而且大大拓展了倉儲的管理概念，并使倉儲管理由簡單的保管型向綜合的流通型方向發(fā)展。堆垛機是自動化立體倉庫的主要搬運設備，是實現(xiàn)立體倉庫高效、安全、可靠運行的關(guān)鍵機構(gòu)之一。它在高層貨架的巷道內(nèi)來回穿梭運行，負責貨物在立體倉庫貨位的存放和取出。玉溪紅塔集團生產(chǎn)二部的物流系統(tǒng)共有八臺堆垛機，其中三臺輔料堆垛機、五臺成品堆垛機。由于輔料的堆碼比較緊密，重量也比較輕，工作效率較高。下面主要對成品堆垛機進行分析研究。

　　2 堆垛機存取成品的不可靠因素分析及改造方案

　　在自動物流的正常作業(yè)過程中，堆垛機在存取整托盤卷煙成品時，常常會發(fā)生整托盤成品歪斜的故障，甚至會發(fā)生整盤成品從高架上翻倒下來，究其原因主要有幾個方面：一是堆垛機的提升控制方法落后，在水平和縱向的定位不準，造成倒塌。二是堆垛機超尺寸檢測系統(tǒng)不完善造成成品翻倒。三是由于其他各種因素造成成品翻倒，第三種情況由于所占比例非常小，故不在文章分析之列。

　　2.1堆垛機提升控制方法落后造成成品倒塌現(xiàn)象分析

　　原來設計堆垛機的載貨平臺提升控制是由提升電機直接驅(qū)動，由于是直接驅(qū)動，載平臺臺與成品卷煙在堆垛機運行起步時有一個速度突變，即從0m/min到最高速的60m/min。根據(jù)物體運動的規(guī)律，相鄰的兩個物體在速度突變時，會產(chǎn)生相對位移，在此主要是成品與成品之間會產(chǎn)生滑動，造成倒塌。二是在減速階段，在即將到達預存取貨位時，堆垛機的速度又從60m/min到0m/min，由于又是突變，煙箱之間又會產(chǎn)生相對滑動。同時，堆垛機在水平和垂直方向上也造成定位誤差。堆垛機的伸叉伸出時會頂在貨架上，也造成倒塌。在實際使用中，盡管發(fā)生這種現(xiàn)象的頻率不太高，但每次倒塌卻造成很大的損失，一方面損壞了卷煙成品，另一方面給庫區(qū)設備及工作人員的人身安全帶來極大威脅。所以，降低煙箱倒塌事故率，提高堆垛機的運行效率，是我們的技改方向。

　　2.2堆垛機提升控制方法落后改造

　　從上面的分析可以看出，堆垛機提升系統(tǒng)控制的主要問題是沒有速度過度。為了解決這個問題，我們制定了一套改進方案，為堆垛機進行變頻器改造。經(jīng)過方案論證和查閱相關(guān)資料，決定選定羅克韋爾(rockwell)公司的1336FORCE為備選變頻器。

　　變頻器的工作原理：1336FORCE變頻器由主電路和控制電路構(gòu)成，主電路包括整流電路和逆變電路，主電路把工頻電流(50Hz或60Hz)變換成工作所需頻率的交流電流，以實現(xiàn)電機的變速運行。變頻器輸入輸出波形是由其工作原理決定的，變頻器的工作原理與電機的選擇、周圍設備的配置及其電流、電壓的測量等有緊密的關(guān)系。

　　經(jīng)過改造后，堆垛機的提升速度控制過程從原來的一個變成三個，即低頻啟動階段、正常提升階段、低頻停止階段。從而避免了速度突變，保障了設備和成品的安全。加裝變頻器改造后堆垛機具有以下優(yōu)點：避免了電壓和頻率的突變，減少了工頻電壓對電機的沖擊;提高了堆垛機提升時的平穩(wěn)性;增加了系統(tǒng)的安全性。

　　2.3 堆垛機的超尺寸檢測系統(tǒng)不完善造成的成品翻倒現(xiàn)象分析

　　為了保障在卷煙成品在出入庫過程中的安全，堆垛機原來設計有超尺寸安全檢測。堆垛機的超尺寸檢測系統(tǒng)由10組對射式傳感器組成。10組傳感器分布于卷煙成品的兩側(cè)的外形支架上，其中在每側(cè)面相應的位置安裝有5組，S4-S4′用于檢測成品煙或空托盤是否超高;S1-S1′，S2-S2′，S3-S3′三對檢測器用于檢測垂直側(cè)面是否超出預定尺寸。

　　3 堆垛機存取成品的不可靠因素分析及改造方案

　　3.1 堆垛機提升控制方法落后造成成品倒塌現(xiàn)象分析

　　原來設計堆垛機的載貨臺提升控制是由提升電機直 接驅(qū)動，由于是直接驅(qū)動，載貨臺與成品卷煙在堆垛機運 行起步時有一個速度突變，即從0 m/min到最高速的 60m/min。根據(jù)物體運動的規(guī)律，相鄰的兩個物體在速度 突變時，會產(chǎn)生相對位移，在此主要是成品與成品之間會 產(chǎn)生滑動，造成倒塌。二是在減速階段，在即將到達預存 取貨位時，堆垛機的速度又從60 m/min到0 m/min，由于 又是突變，煙箱之間又會產(chǎn)生相對滑動。同時，堆垛機在 水平和垂直方向上也造成定位誤差。堆垛機的伸叉伸出時會頂在貨架上，也造成倒塌。在實際使用中，盡管發(fā)生 這種現(xiàn)象的頻率不太高，但每次倒塌卻造成很大的損失， 一方面損壞了卷煙成品，另一方面給庫區(qū)設備及工作人 員的人身安全帶來極大威脅。所以.、降低煙箱倒塌事故 率，提高堆垛機的運行效率，是我們的技改方向。

　　3.2 堆垛機提升控制方法落后改造

　　從上面的分析可以看出，堆垛機提升系統(tǒng)控制的主要問題是沒有速度過度。為了解決這個問題，我們制定了一套改進方案，為堆垛機進行變頻器改造。經(jīng)過方案論證和查閱相關(guān)資料，決定選定羅克韋爾(rockwelll公司的1336FORCE為備選變頻器。變頻器的工作原理：1336FORCE變頻器由主電路和控制電路構(gòu)成，主電路包括整流電路和逆變電路，主電路把工頻電流(50Hz或60Hz)變換成工作所需頻率的交流電流，以實現(xiàn)電機的變速運行。變頻器輸入輸出波形是由其丁作原理決定的，變頻器的工作原理與電機的選擇、周圍設備的配置及其電流、電壓的測量等有緊密的關(guān)系。圖1為加裝變頻器后的工作原理圖，經(jīng)過改造后，堆垛機的提升速度控制過程從原來的一個變成三個，即低頻啟動階段、正常提升階段、低頻停止階段。從而避免了速度突變，保障了設備和成品的安全。加裝變頻器改造后堆垛機具有以下優(yōu)點：避免了電壓和頻率的突變，減少了工頻電壓對電機的沖擊;提高了堆垛機提升時的平穩(wěn)性;增加了系統(tǒng)的安全性。

　　2.3 堆垛機的超尺寸檢測系統(tǒng)不完善造成的成品翻倒現(xiàn)象分析

　　為了保障在卷煙成品在出入庫過程中的安全，堆垛機原來設計有超尺寸安全檢測。堆垛機的超尺寸檢測系統(tǒng)由10組對射式傳感器組成。10組傳感器分布于卷煙成品的兩側(cè)的外形支架上，其中在每側(cè)面相應的位置安裝有5組，如圖2所示。圖2是左側(cè)面上傳感器的分布情況。圖中，s4一s4用于檢測成品煙或空托盤是否超高;S1-SI，S2一S2，S3一S3三對檢測器用于檢測垂直側(cè)面第28卷曹玲芝，等：提高堆垛機工作效率的技術(shù)研究、技術(shù)開發(fā)j是否超出預定尺寸。由于垂直面檢測是在卷煙成品的裝卸過程中完成，超尺寸檢測準確，沒有盲區(qū)。s5一s5檢測器用于檢測斜面超尺寸，可見，圖中所示區(qū)域l，2，3，4即為檢測“盲區(qū)”，在這些“盲區(qū)”內(nèi)，超尺寸的卷煙成品不能被堆垛機的超尺寸檢測網(wǎng)檢測到，如圖2所示。

　　3 結(jié)論

　　綜上所述，隨著控制技術(shù)的不斷更新，立體車庫逐漸向智能化、規(guī)模化的方向發(fā)展，這使得在設計制造立體車庫堆垛機效率時要考慮的因素越來越復雜。因此，對車庫設計規(guī)劃中的各種特征因素進行研究分析以期降低成本、提高效率是非常必要的。

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