貨運(yùn)汽車廂平面與站臺平面間動(dòng)態(tài)落差自動(dòng)補(bǔ)償方案研究

楊鳴，楊帆

(杭州鋼鐵股份有限公司，浙江杭州310017)

0 引言

裝卸搬運(yùn)是物流系統(tǒng)中最基本的功能要素之一，物流技術(shù)及其裝備是提高物流系統(tǒng)效率的主要手段，是反映物流系統(tǒng)水平的主要標(biāo)志，是構(gòu)筑物流系統(tǒng)成本的主要因素。

現(xiàn)今的物流中心、倉儲中心、企業(yè)倉庫等均已廣泛應(yīng)用裝卸搬運(yùn)技術(shù)裝備，如起重機(jī)械、運(yùn)輸機(jī)械、裝卸機(jī)械、工業(yè)車輛等。而作為大部分倉庫主要功能性設(shè)施的站臺，其所配置的技術(shù)裝備尚顯不足，這體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:倉儲業(yè)所涉進(jìn)出貨車輛品種多，即使考慮建造不同高度的站臺，也很難保證全部車輛與站臺銜接后車廂底板與站臺處于同一高度，因而目前采用的相應(yīng)裝置是垂直運(yùn)行升降平臺。該裝備常態(tài)時(shí)工作面與站臺處于同一高度，叉車必須駛停至該平臺上，由平臺載同叉車垂直起(落)至相應(yīng)車廂底板高度，而后叉車駛?cè)胲噹麅?nèi)作業(yè)；叉車返程時(shí)亦需先入平臺，由平臺將其起(落)至站臺。(該升降平臺始終需人工操作)。如此叉車在工作駛程上必須行車二次，這就存在一個(gè)較為明顯的作業(yè)效率滯后區(qū)，是機(jī)械化站臺裝卸的瓶頸。

基于上述狀態(tài)，著眼于二次“停頓”背后的裝卸效率，研究一種可行性強(qiáng)、操作簡便且又便于推廣使用的站臺技術(shù)設(shè)備，目的是在站臺及運(yùn)送貨車輛廂底板間構(gòu)成無障礙通行條件，大幅提高站臺裝卸作業(yè)率。

1 預(yù)備知識

在倉庫平面布置中多考慮設(shè)置站臺以便于貨物裝卸，大部分站臺高度的設(shè)計(jì)在未使用垂直升降平臺前就已確定。由于貨車型號的多樣性及投用站臺高度的不變性，使得站臺與車廂底板間的高度差成為站臺裝卸效率的主要影響要素，為此耗費(fèi)了大量的人力，且效率很低。

隨著先進(jìn)的裝卸搬運(yùn)技術(shù)設(shè)備投用及貨物包裝形式的不斷標(biāo)準(zhǔn)化，使得裝卸工作自動(dòng)化、機(jī)械化程度不斷提高。叉車加托盤傳遞貨物的流程替代了以往效率低下的人力搬運(yùn)裝卸流程。

站臺運(yùn)貨叉車與運(yùn)送貨汽車間的溝通由垂直起降升降平臺來完成。即叉車運(yùn)送貨物途中駛停至與站臺同高度的升降平臺工作面上，而后操作該平臺垂直運(yùn)行至運(yùn)送貨車廂底板高度；隨后叉車駛?cè)胲噹麅?nèi)進(jìn)行作業(yè)；完成車廂內(nèi)作業(yè)后，叉車駛回升降臺，再由升降臺載叉車至站臺平面。在叉車的這一工作回路中，其間有二次暫停，這就給進(jìn)一步提高站臺裝卸作業(yè)率，減少該區(qū)段操作工崗數(shù)提供了一個(gè)提升空間，使站臺裝卸作業(yè)更好地與日益先進(jìn)的倉儲業(yè)工裝設(shè)備匹配成為可能。

2 方案設(shè)計(jì)

2.1 方案設(shè)計(jì)

方案的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)叉車(或人力推車)在經(jīng)站臺至貨運(yùn)車廂底板間運(yùn)送貨物過程中，通過設(shè)置智能型升降臺完成的無停頓行駛或稱無障礙通過；對由于裝卸過程中不斷增減貨物所致的運(yùn)送貨車廂底板高度的動(dòng)態(tài)變化，通過智能型升降臺的隨動(dòng)，始終保持無障礙通行條件。從而進(jìn)一步大幅提高站臺裝卸作業(yè)率。

2.2 智能型升降臺動(dòng)力系統(tǒng)工作原理

該型升降臺設(shè)有前后二組分別控制動(dòng)作的液壓雙向油缸工作系統(tǒng)(見圖1)。當(dāng)靠站車車廂底板高(或低)于站臺平面，或者因車載質(zhì)量變化引起靠站車輛底板高度發(fā)生變化時(shí)，油缸A做升(降)主動(dòng)作；使該型升降臺前端運(yùn)行至車廂底板同一高度(控制系統(tǒng)精度±5mm)；隨后油缸B做輔助升降動(dòng)作，用以微量調(diào)整該型升降臺尾部高度。運(yùn)送貨車輛離站后，升降臺臺面通過油缸A和B的運(yùn)行，恢復(fù)至與站臺地坪同等高度。

圖1 智能型升降臺動(dòng)力系統(tǒng)工作原理圖

2.3 動(dòng)態(tài)信號源發(fā)生器使用操作原理

以下給出該升降臺動(dòng)態(tài)信號源發(fā)生器作用流程方式的詳細(xì)描述:

1)油缸A的動(dòng)作分兩路控制:裝卸狀態(tài)下由色帶識別式光學(xué)控制系統(tǒng)控制，非裝卸狀態(tài)下，通過機(jī)械式行程開關(guān)控制。

2)油缸B因其動(dòng)作幅度小，固直接采用機(jī)械式行程開關(guān)控制。

3)油缸A的光控探頭裝于該型升降臺的側(cè)首部，(見圖2)，探頭本身具備自平衡功能。

圖2 智能升降臺光控系統(tǒng)布置示意圖

其中，動(dòng)態(tài)信號源發(fā)生器的使用操作原理如下:

信號源發(fā)生器主要由直立式色帶與可控磁吸座等組合而成，構(gòu)成一便攜式部件。不工作時(shí)插放在其基座中，使用時(shí)只需將其吸附在運(yùn)送貨車輛后部，使色帶相應(yīng)“零位”與車廂底板高度一致。完成后，即可啟用智能型升降臺控制系統(tǒng)。貨車完成貨物裝卸駛離站臺，即可取下該部件并插回基座，因基座內(nèi)沒有非裝卸狀態(tài)下的控制回路，一經(jīng)插入，智能型升降臺即自動(dòng)回位。

3 實(shí)用性論證

在完成該升降平臺方案設(shè)計(jì)后，筆者在廠區(qū)鋼材裝卸區(qū)貨運(yùn)軌道實(shí)際安裝試驗(yàn)了相應(yīng)機(jī)構(gòu)，論證結(jié)果如下。

3.1 智能型升降臺設(shè)計(jì)可靠性論證

1)動(dòng)力執(zhí)行部分采用廣泛應(yīng)用的液壓系統(tǒng)技術(shù)，該系統(tǒng)工作可靠性強(qiáng)、體積小、承載大、在油缸工作行程范圍內(nèi)，可控制其任意工位定位。

2)該型升降臺，采用色帶識別式光學(xué)控制系統(tǒng)，其技術(shù)成熟操作簡便，安全可靠性強(qiáng)。

3)流通倉庫，工廠倉庫等站臺高度選擇一般在1.17m(市區(qū)卡車)至1.4m(國際標(biāo)準(zhǔn)集裝廂拖車)之間，最大高差為0.23m。而升降臺為滿足機(jī)動(dòng)叉車停駐要求，其臺面工作長度大于2.5m(小型叉車作業(yè)站臺寬度參數(shù)為3.4m～4.0m)。參考高差最大值0.23m，其構(gòu)成的斜坡道坡度能夠保證小于10%，故可以滿足站臺設(shè)計(jì)坡度參數(shù)。智能型升降臺可在上斜工位及下傾工位狀態(tài)下正常作業(yè)，其服務(wù)的站臺高度通?？刂圃?.3m，因此相應(yīng)斜道坡度會更小。

3.2 實(shí)物投用可行性論證

現(xiàn)今倉儲業(yè)、企業(yè)興建帶站臺倉庫時(shí)，大多考慮使用垂直升降平臺，并從運(yùn)轉(zhuǎn)效率角度出發(fā)對站臺裝卸效率給予了較多關(guān)注。本文設(shè)計(jì)的智能型升降臺的功能，可操作性及造價(jià)因素是其競爭力所在。

在已使用垂直升降平臺的站臺上，也可結(jié)合現(xiàn)有裝備進(jìn)行技改。具體方法是:利用原升降平臺的全部，增加部分動(dòng)力執(zhí)行部件及光感控制系統(tǒng)，即可構(gòu)成智能型升降臺，從而達(dá)到工裝設(shè)備更新?lián)Q代的目的。

對于原使用下斜坡道與倉庫內(nèi)地平面構(gòu)成的站臺格式，則可將智能型升降臺工作原理應(yīng)用在下斜坡道上。通過局部改造坡道功能，用智能型升降臺來托載運(yùn)送貨車輛的后輪，達(dá)到無障礙過往目的。

3.3 方案成效性

從近一年的試驗(yàn)運(yùn)行測試結(jié)果來看，使用該智能型升降平臺后的站臺貨物運(yùn)轉(zhuǎn)效率明顯提高，成效顯著。這里通過將原有垂直升降型升降平臺與智能型升降臺通過叉車從庫位至車廂內(nèi)作業(yè)路線進(jìn)行比照說明改進(jìn)的作用。

使用垂直升降平臺過程中，叉車正常行駛；進(jìn)入升降臺前低速行駛、臺面停車、升降起落、平臺起步、低速駛?cè)霂麅?nèi)作業(yè)等9個(gè)運(yùn)行動(dòng)作，結(jié)合返程則為18個(gè)運(yùn)行動(dòng)作。相比較而言，使用智能型升降臺過程中僅需庫內(nèi)起步、加速、常速行駛、低速行駛、低速通過升降臺、低速進(jìn)入廂內(nèi)作業(yè)等5個(gè)運(yùn)行動(dòng)作，結(jié)合返程則為10個(gè)動(dòng)作。在叉車整個(gè)作業(yè)過程中最可觀的操作時(shí)間節(jié)約反映在垂直升降平臺的動(dòng)作階段。而使用智能型升降臺時(shí)，叉車行駛單程作業(yè)過程中較前者減少30%的作業(yè)時(shí)間。

另外，該智能型升降臺的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是人工操作過程相對簡單，操作人員只需將“信號源發(fā)生器”磁吸在相應(yīng)位置后，啟動(dòng)控制系統(tǒng)即可正常運(yùn)作，整個(gè)裝卸過程將不再有其他操作內(nèi)容，可做到一人控制多車裝卸調(diào)度，大大節(jié)省了人力資源。而垂直升降型升降平臺在整個(gè)單車裝卸過程中則需操作人員全過程協(xié)同操作(即時(shí)操作升降平臺起落)，該智能型升降臺可使得崗位數(shù)減少，勞動(dòng)強(qiáng)度降低，叉車行駛安全性相應(yīng)提高。

4 結(jié)語

本文從站臺機(jī)械化裝卸現(xiàn)狀著眼，本著安全、經(jīng)濟(jì)、提高站臺裝卸作業(yè)率及操作簡便、實(shí)用的指導(dǎo)理念，構(gòu)建了上述方案。并從設(shè)計(jì)可行性論證和實(shí)物投用可靠性論證及方案的成效性分析體現(xiàn)出本方案的優(yōu)勢及可行性，實(shí)際的裝卸試驗(yàn)顯示，該改進(jìn)方案相比垂直升降型升降平臺能提升越約30%的裝卸效率。