自动化立体仓库用堆垛机的几种换轨方式及应用案例

包龙

[摘    要]在经济快速发展的时代背景之下，我国的土地成本和人力成本呈现出了明显上升趋势。在此背景下，结合自动化立体仓库的优势，便可以在一定程度上减少不必要的成本投入，从而带来更高的经济效益。当前阶段，这种自动化立体仓库已经被广泛应用于食品、医药、机械和航空航天等各个领域中。从其积极作用来看，结合自动化体系仓库的优势，能够创造出更高的经济效益，从而促进社会进步和长远发展。为此，本文在综合了实际调查和多个应用案例分析之后完成，浅析自动化立体仓库的应用。

[关键词]自动化;立体仓库;换轨方式

[中图分类号]TH692.3 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2020）09–00–03

[Abstract]Under the background of rapid economic development， China's land cost and human cost show an obvious upward trend. In this context， combined with the advantages of automated warehouse， we can reduce the unnecessary cost investment to a certain extent， so as to bring higher economic benefits. At present， it has been widely used in the fields of aerospace machinery， food automation and so on. From its positive role， combined with the advantages of automated warehouse system， it can create higher economic benefits， thus promoting social progress and long-term development. To this end， this article in a comprehensive survey and a number of application case analysis， analysis of the application of automated warehouse.

[Keywords]automation; stereoscopic warehouse; rail changing mode

近年来，在各种科学化技术不断发展的背景下，我国自动化技术得到了快速发展。相应的，这也在一定程度上推动了产业自动化水平的提升。各个企业在进行仓库建设的过程中，也同样利用到了自动技术优势，打造出了独具特色的自动化立体仓库。其中，堆垛机使用便是一项重要内容。结合堆垛机的优势，能够进一步提升仓库使用效率。为此，便需要从其换轨方式的角度出發，进行多方面、综合性的考虑，从而进一步激发出经济的活力。

1 研究的背景

从堆垛机的特点来看，其自动化水平相对较高、并且可靠性较高，这也成为了其被广泛应用在自动化立体仓库中的重要原因。另外，从另一方面来看，作为自动化立体仓库中的核心和关键所在，其性能有效发挥将会直接影响着整个仓库的处理能力和运行状况。具体来看，为了进一步提升自动化立体仓库性能，保障其积极作用能够得到有效发挥。每一个立体仓库中，都会为各个巷道配置一台堆垛机。但是，在一些运行效率不高的场合，则可以借助堆垛机换轨的方式，减少不必要机器的使用，从而达到多个巷道共同出入库作业的目的。

比如：在油田岩心岩屑库中，便可以发挥这种操作模式的优势。从其积极作用来看，这能给在一定程度上减少不必要投资成本的投入，从而获得更高经济效益。在堆垛机换轨过程中，其需要借助到系统设备所发出的各项指令，并结合实际的工作需求，完成堆垛机在巷道内部的快速转换。在不同工作状况中，因为换轨形式、换轨方法等方面差异，产生了不同的换轨方式。具体来看，目前主要使用了转轨车式换轨、道岔式换轨、U型/蛇形换轨。不同换轨方式各有其优势，并且在不同的生产状况中发挥了其独特的作用。

2 不同换轨方式的具体分析

2.1 转轨车式换轨方式及其应用

从转轨车式换轨的概念来看，其主要是通过转轨车的优势，让堆垛机达到换轨的目的。在这种方式运用过程中，需要在N个巷道中，配置X台堆垛机和一台转轨车。当转轨车在执行转轨命令时，结合整个系统中不同调度系统的优势，完成相关命令。同时，转轨车能够结合实际工作需求，完成在不同巷道内部的转换。

具体工作流程如下：首先，在制定号转轨计划和相关命令之后，需要将堆垛机进行转移，将其放置在转轨侧附近。其中，转轨车需要移动到该堆垛机在巷道内部所对应的位置，并且保持在锁紧状态。其次，将堆垛机转移到转轨车上时，需要将堆垛机也进行相应转移。在此过程中，需要注意的是，转轨车保持在固定位置，进行对堆垛机运行状态检测。当堆垛机保持在稳定状态之后，使得转轨车关闭锁紧状态。再次，等到转轨车转移到目标巷道之后，堆垛机需要保持静止不动，让转轨车进行相应转移。另外，等到堆垛机进入到移出转轨车阶段时，需要将堆垛机下转轨车，并且进入到目标巷道中。此时，转轨车保持不动。待到堆垛机再次进入到目标巷道之后，对其进行锁紧状态的解除。最后，进入到释放转轨车的阶段，需要将堆垛机转移到目标货位，让转轨车保持不动，时刻处于待命状态中。

相比较与传统的堆垛机，转轨车式换轨方案在实行过程中，需要考虑到多方面因素对其所产生的各种影响。具体来看，主要分为以下几个方面的内容：

（1）堆垛机在进行换轨操作时，需要有效借助到内部机械机构的积极作用，从而顺利完成巷道的转移工作，在最大程度上保障整个设备的运行安全。

（2）堆垛机在换轨车上运行时，对于支撑压力有着较高的要求，便需要对其进行特殊设计。一般来讲，现阶段投入到使用中的堆垛机多是借助上下水平导轮和天地轨的积极作用，让堆垛机始终保持相对平直的状态中，从而完成相关操作。

（3）在整个换轨过程中，还需要借助到固定机构的积极作用，对换轨车进行固定处理，从而有效避免在传统工作中，因为换轨车路线的偏移，而产生的安全事故。

（4）在换轨过程中，着重考虑到电气控制方面因素所产生的一系列影响。并结合实际工作需求，制定相关管理规划，保障相关工作能够顺利完成。

（5）结合多方面因素进行充分考虑，提前做好相关规划和防治举措，保障堆垛机能够在各个巷道之内完成自由化的切换。

总体来看，换轨车式换轨的形式，需要充分借助到机械和电气的共同作用。从其积极作用来看，这能给保障堆垛机在换轨过程中始终保持在稳定、可控的状态中，从而保障换轨工作的顺利开展。同时，在此过程中，每个堆垛机都有可能在不同巷道内工作。为此，便需要保障换轨机具备较高的可操作性、互换性、一致性。

2.2 道岔式换轨方式及其应用

从道岔式换轨运行原理来看，其和火车换轨方式表现出了明显的相似性。在进行具体操作过程中，通过道岔机构，使得堆垛机能够完成相应的换轨操作。在这种工作模式中，需要在众多巷道中，配置小于巷道数量的道岔装置和堆垛机。具体来看，将巷道定位数值N，则道岔装置的数量需要控制在N-2，堆垛机的数值定为M。需要注意的是，堆垛机数值M需要始终小于巷道N的值。在进行巷道切换工作中，需要结合不同道岔机构的优势，来完成既定换轨工作。一般来讲，道岔机构主要包含了直段轨道、弯段轨道和一套切换装置组合而成。在进行转弯操作时，必须要确保道岔机构中的弯段轨道能够对其主轨道进行有效相连。在进行直行操作时，需要道岔机构中直段轨道和其对应主轨道进行相连。

同转轨车式换轨操作相同，岔道式换轨在进行方案执行时，也有许多注意事项，具体包括以下几个方面内容：

（1）这种换轨方式在运用过程中，因换轨处的天轨没有货架支撑。因此，必须要对其进行单独设计支撑结构，从而保障相关工作的顺利开展。

（2）在进行天地轨处弯道处理时，需要尽可能保障天地轨处的平行度，保障其积极作用能够得到有效发挥。

（3）换轨处天轨和地轨道岔机构具有明显同步性特征，在进行换轨操作时，需要尽可能保障其安全、可操作性。

（4）如果能够将堆垛机的上下水平导向做成可转弯式机构，那么便能够在一定程度上进一步提升堆垛机的实用性，让其能够顺利通过弯道部分。

（5）任何一项通电设备在运行过程中都需要充分考虑到用电方面的因素对其所产生影响。因此，在进行换轨方式选择时，还需要考虑到堆垛机在换轨时的用电问题。在现阶段的工作中，岔道式换轨多是借助滑触线供电方式的积极作用，将其选择在直线段的位置，并选择两个取电装置。需要注意的是在整个换轨工作中，确保堆垛机运行和供电的稳定性，避免断电现象的发生。

2.3 U型/蛇形换轨方式及其应用

在当前阶段的U型换轨方式应用中，需要保障堆垛机能够在不同巷道之内完成快速转化工作。在此过程中，主要借助了U型弯道的积极作用，从而达到巷道切换的目的。其中1台堆垛机需要负责2个巷道的存取货作业。从其积极作用来看，在这种换轨方式运用过程中，因为不需要借助到特殊换轨装置的作用，从而在一定程度上有效减少了不必要资金成本的投入，从而能够带来更高经济效益。在进行天地轨弯道部分处理时，需要着重考虑到其平行度的影响，在最大程度上保障天地轨在弯道部分的平行度。另外，若想能够进一步提升堆垛机运行效率，保障其能够顺利通过弯道部位。还可以选择将上下水平导向做成可转弯式的机构。因此，从这方面的特点来看，蛇形换轨便是U型换轨方式的一种延伸。具体来看，其主要是通过将堆垛机的运行轨道设置成为蛇形的方式，让1台堆垛机能够在多个想到之内完成出入库作业。

3 堆垛机换轨方式的应用案例

本次研究着重分析塔里木某油田公司换轨的应用，此次换轨主要集中在岩心库的建设工作中。具体来看，在进行岩心库建设工作中，主要采取的是组合横梁式货架，并且为其配置了6个巷道，大约有8000左右的货位。此次建设的目的是为了存储20万m的岩心。从岩心库建设目的来看，其主要是为了科研人员相关工作的顺利开展，只需要能够达到对岩心的观察和使用即可。因此，对于出入库效率要求并不高，只需要确保在8h之内能有300个托盘完成出入库的作业即可。为此，针对上述三种换轨方案的优势和具体的操作内容，对其进行换轨方式的应用。

（1）换轨车式换轨方案。此次方案在执行过程中，需要为其配置1台转轨车。在进行具体操作中，因堆垛机在进行换轨操作时，耗费时间过长。为了进一步提升工作效率，需要增加1台堆垛机，从而达到相关工作需求。从另一方面来看，2台堆垛机配合使用，在发生故障时，另一台堆垛机也能够进行正常操作。因此，需要配置2台堆垛机和1台转轨车。

（2）道岔式换轨方案。此次方案在执行过程中，需要配置2台堆垛机和4套道岔機构。为了进一步提升系统运行的安全性和可靠性，需要1台堆垛机作为备用性机器存在。

（3）U型：蛇形换轨方案。在进行U型布置时，需要为其配置3台堆垛机。在进行蛇形布置时，需要配置2台堆垛机。

综上，结合不同换轨方式优势，在岩心库操作中，具体可以配置1～3台堆垛机和1台换轨车便可以有效达到换轨需求，达到出入库目的。在后期工作中，如果出现了工作量加大，上述方案无法有效满足实际工作需求的状况时，需要对其进行堆垛机数量的增加处理。相比较于传统换轨操作方式，这能给在一定程度上有效减少了不必要投资成本的投入，从而带来了更大经济效益。

4 结束语

总体来看，堆垛机换轨操作作为一种较为灵活、可操作性强的应用案例，在当前阶段以及未来很长一段时间中，都能够产生良好应用效果。其具备的自动化程度高、工作效率高、管理精度高、人力成本低优势，成为了其在社会层面中得到大范围应用的重要原因。从其积极作用来看，结合换轨及换轨的优势，能够在保障各种工作目标和任务有效完成的基础之上，减少不必要建设成本的投入，从而更好的提升经济效益。为此，在今后工作中，相关工作人员需要对此给予足够重视度，结合实际工作需要和不同换轨方式的优势，选择合适换轨操作，更好的推动相关工作顺利开展。

参考文献

[1] 饶金海，洪腾，李森，等.自动化立体仓库用堆垛机的几种换轨方式及应用案例[J].制造业自动化，2018，40（10）：119-121，127.

[2] 杨永攀.自动化立体仓库的若干关键技术与仿真[J].中外企业家，2015（6）：244-245.

[3] 庆燕飞.试论模块化设计方法及其在机械设计中的运用[J].南方农机，2019（15）：121.

[4] 甘仲平，金国峰，方锦明.堆垛机模块化设计研究[J].起重运输机械，2007（4）：85-88.

[5] 殷盼盼.自动化立体仓库及其堆垛机运用的思考[J].科技经济导刊，2018，26（11）：56.