自动化立体仓库堆垛机常见故障与维修

黄建军

（昆明昆船物流信息产业有限公司，云南昆明 650236）

0 引言

为了追求更好更快的工作效率，企业已经不再满足于一般的仓库，相对于普通仓库，自动化仓库充分利用仓库的有效面积和储存空间，使货物储存更加立体化、集中化。在减少占地的同时，大幅降低费用，提高物流工作效率，造就自动化立体仓库的快速发展。因为有比较高的空间利用率和生产效率，并且可采用计算机进行远程控制管理，有利于应用现代化的管理方式。因此，自动化立体仓库对企业快速实现现代化管理有重要作用。堆垛机是随着立体仓库出现而发展起来的一种专用起重机械，是自动立体化仓库的核心设备，担负着出库、进库、盘库等任务，在使用中会出现各种问题。针对堆垛机常见故障进行分析探讨，并提出切合实际的维修对策，提高工作效率，降低设备故障率。

1 堆垛机的运行、结构与设计

1.1 运行方式

巷道式堆垛机按运行方式分类，可分为无轨巷道式和有轨巷道式两种类型。其中，无轨巷道式堆垛机主要用于作业次数不太频繁、作业强度不高、作业高度不大的仓库。特别适用于由一般仓库改造成普遍的中低层仓库。有轨巷道式堆垛机与无轨巷道式堆垛机的结构截然不同。有轨巷道式堆垛机主要依靠钢轮在轨道上运行，能沿着仓库巷道内设计好的地轨平稳运行，作业高度根据仓库的高度而定。

1.2 结构组成

巷道式堆垛机按结构分类，可分为单立柱型和双立柱型两类。单立柱型堆垛机结构简单，可以由1根立柱、上横梁和下横梁组成，也可以仅由1根立柱和下横梁组成。单立柱型堆垛机一般用于起重量较小（≤2 t）、作业高度较低（≤16 m）的仓库。单立柱型巷式堆垛机整机重量较轻，操作灵活，制造周期短，省工省料，可以为企业节省成本。双立柱堆垛机的整体结构是一个矩形框架，由2根立柱和上横梁及下横梁组成，刚度和强度优于单立柱型堆垛机。基本起重量5 t左右，最大起重量往往＞5 t。在特定情况下的起重量更高，可用于高速运行。

1.3 设计要点

堆垛机的设计与其能否准确、快速、平稳、安全地运送货物出入库有着密切关系。设计时必须注意2个要点。①实现堆垛机3个自由度运动功能，即堆垛机沿着巷道水平运动、载货台垂直运动、存取货机构沿着货仓方向双向伸缩。②具备电气及机械安全保护基本措施，以此保证堆垛方式安全可靠，避免不必要的危险。

2 丰田SPE125L/160L堆垛机常见故障分析

（1）由货物外形不规则引起的堆垛机故障报警。货物外形不规则也被称作“货姿异常”，一般情况下，“货姿异常”由装货物的箱子不规则导致。此类故障一般表现为，堆垛机正常入库过程中，机器毫无预兆地突然停止运行，并伴随故障指示灯闪烁。查询触摸显示屏显示报警原因是“货姿异常”。

（2）堆垛机电气或者机械原因导致的故障报警。此类故障主要包括堆垛机出库时报警“垂直方向冲极限”以及堆垛机运行中突然断电，使正常操作无法继续下一步进行。

（3）信息通信原因导致的堆垛机故障报警。因为仓库控制系统一般通过以太网连接到西门子工业级路由器，并由网关、堆垛机、PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）、以及HMI（Human Machine Interface，人机界面）等，通过它们的以太网接口分别连接到路由网关，同时接收上位机出入库的分配指令及报警状态。但在信号传输时，外界各种因素的干扰无法完全避免，正因经常受到不可控因素的干扰，经常出现信号传输失败现象。除了常见故障，也会经常出现“电机堵转”、“电机保护器跳闸”、“变频器报警”等故障。

3 常见故障解决对策

（1）针对堆垛机“货姿异常”问题，在3个方面采取应对措施：①堆垛作业前，必须检查堆垛机超宽超高光电开关是否工作正常，并根据情况及时调整定位极限开关位置。②检查堆垛机超宽超高光电开关表面是否有灰尘或者油污，若有污渍及时清理干净，避免出现运行故障。③检查堆垛机超宽超高光电开关支架是否处于正常状态，发现光电开关支架有松动现象，应立即进行调整。另外，即便出现倾斜，也要立即进行调整，不能心存侥幸而造成更大的问题。

（2）针对堆垛机报“垂直方向冲破极限”故障，在3个方面采取应对措施：①堆垛机作业前检查堆垛机的上升及下降极限控制开关是否工作正常，根据情况调整定位极限开关位置。②零线碳刷前端脱落，只有后端接触，会造成偶尔出现无法接触现象。零线接触不良时，会造成220 V电源中断，导致堆垛机的PLC电源中断。而在PLC连接中断的瞬间，会使部分没有断电依旧保持程序功能的PLC无法在电源恢复时恢复程序而出现故障。③对PLC程序的原因分析为：电源突然断电瞬间会导致上升极限为15.6而下降极限为 15.7，出现掉电的情况，因此会报“垂直方向冲极限”故障。

表1 丰田SPE125L/160L电动堆高机变频器故障分析与处理

（3）针对堆垛机运行中突然掉电故障，在2个方面采取应对措施：①过载保护开关动作，需要检查,过载原因，检查是否有线路出现破损接地或堆垛机机械部分卡死等现象。②集电器瞬间断电时，要更换集电器或检查滑触线是否完好无破损。此外，还要检查堆垛机集电器与滑触线之间的接触是否处于良好状态，并检查集电器电刷是否已经处于过度磨损状态，磨损严重，要及时更换。

（4）对其他故障报警采取的应对措施：①电路堵转。为了便于判断堆垛机是否存在因机械方面的原因而导致超负荷的潜在问题，需要确认电机电磁刹车的开放状态。②电机保护器跳闸。为更好的防止这一问题的出现，需要经常检查电机电阻值，测量电机线路是否完好。③变频器报警。根据报警代码找出对应原因并采取有效的解决方案。见表1。

4 结束语

随着社会经济的持续高速发展，企业对物流的关注和应用更加广泛。普通存货仓库已不能满足高效率的需求，自动化立体仓库中堆垛机的使用有着广阔前景。结合这种必然趋势，分析堆垛机的运行、结构、设计等多方面问题，着重分析堆垛机使用过程中容易出现的故障，以及针对这些问题提出应对措施。各种各样的故障将影响堆垛机的使用效率，堆垛机性能和效率的提高会带来更高效的物流，给企业及社会带来更大的经济效益。