淺析立體高架倉庫中堆垛機(jī)安全措施的應(yīng)用

陳輝

摘 要：堆垛機(jī)是自動化立體倉庫中最主要的作業(yè)設(shè)備。文章主要通過對堆垛機(jī)典型的機(jī)械保護(hù)措施及電氣保護(hù)措施進(jìn)行簡單介紹，分析了它們在堆垛機(jī)高速、安全、可靠運(yùn)行中所起的重要作用。

關(guān)鍵詞：堆垛機(jī)；高架倉庫；安全；防護(hù)；連鎖

前言

我公司采用由德國西馬哥智能物流公司設(shè)計自動化物流管理模式的高架倉庫，負(fù)責(zé)公司冷軋機(jī)、熱軋機(jī)（二期）及精整線所有機(jī)臺生產(chǎn)所需料卷轉(zhuǎn)運(yùn)及存儲工作。倉庫高29m，長290m，共有1400個貨位。采用由西馬哥公司生產(chǎn)的兩臺高28m，行走速度200m/分鐘，升降速度30m/分鐘，貨叉速度30m/分鐘，最大載貨34噸的單軌道雙立柱堆垛機(jī)。堆垛機(jī)設(shè)備運(yùn)行至今狀態(tài)良好，期間無出現(xiàn)一起意外事故，這都依賴于它完善的硬件及軟件安全保護(hù)措施，這是我們很多國產(chǎn)設(shè)備需要借鑒的。下面將對該堆垛機(jī)典型的機(jī)械保護(hù)措施及電氣保護(hù)措施進(jìn)行簡單介紹。

1 區(qū)域防護(hù)

堆垛機(jī)設(shè)備運(yùn)行時行走速度達(dá)200m/分鐘，在設(shè)備運(yùn)行期間若有人誤入堆垛機(jī)運(yùn)行巷道將可能造成嚴(yán)重后果，因此除了規(guī)定堆垛機(jī)自動運(yùn)行期間嚴(yán)禁任何人員進(jìn)入堆垛機(jī)巷道外，還設(shè)計有下面二種區(qū)域安全防護(hù)措施。

（1）堆垛機(jī)區(qū)域裝設(shè)柵欄，各通道門上設(shè)置連鎖開關(guān)，當(dāng)通道門被打開時將急停堆垛機(jī)。

（2）在各物料出入口設(shè)置安全光幕及安全門，當(dāng)非物料遮擋光柵或安全門打開時急停堆垛機(jī)。

2 堆垛機(jī)本體防護(hù)

2.1 機(jī)械保護(hù)部分

（1）堆垛機(jī)在水平方向（X方向）、垂直方向（Y方向）、貨叉伸縮方向（Z方向）分別設(shè)有極限限制開關(guān)和機(jī)械緩沖塊雙重保護(hù)裝置。

（2）防脫軌裝置。單軌堆垛機(jī)高速行走容易出現(xiàn)脫軌事故，因此必須有配套防脫軌裝置。如下圖1所示，正常時防脫軌裝置與軌道間有一定間隙，左右導(dǎo)向輪在堆垛機(jī)行走時始終與軌道側(cè)面接觸，防止跑偏；當(dāng)導(dǎo)向輪意外脫落，堆垛機(jī)出現(xiàn)跑偏現(xiàn)象時，防脫軌擋塊將與軌道卡在一起，迫使行走電機(jī)過載停機(jī)，從而起到防止脫軌的目的。

（3）楔塊制動機(jī)構(gòu)保護(hù)裝置。當(dāng)堆垛機(jī)提升鋼絲繩松繩或斷裂，平臺急速下落時，自動切斷提升電機(jī)電源，同時楔塊制動機(jī)構(gòu)動作將載貨臺夾持在立柱導(dǎo)軌上，避免載貨臺跌落。圖2為載貨臺楔塊制動機(jī)構(gòu)，楔形塊、連桿機(jī)構(gòu)、制動輥、同步油缸固定在載貨臺上。當(dāng)載貨臺高速跌落時，由限速輪控制的限速鋼絲繩將向上動作帶動連桿機(jī)構(gòu)使制動輥上移，當(dāng)制動輥移動到立柱與楔形塊間隙時，載貨臺因重力下落將被卡在立柱上。同步油缸作用將本連桿機(jī)構(gòu)動作傳遞至載貨臺另一側(cè)立柱的楔塊制動機(jī)構(gòu)上。

（4）載貨平臺設(shè)傾斜檢測裝置。由于載貨臺由兩臺提升機(jī)構(gòu)同時作用，當(dāng)出現(xiàn)兩側(cè)提升驅(qū)動動作不一致或出現(xiàn)單側(cè)松繩時，將出現(xiàn)兩側(cè)傾斜現(xiàn)象，因此在載貨平臺兩側(cè)均設(shè)垂直高度檢測傳感器。當(dāng)平臺兩側(cè)垂直高度檢測傳感器數(shù)值將出現(xiàn)偏差超過過大時發(fā)出錯誤報警并停止堆垛機(jī)。

（5）堆垛機(jī)行走輪前方設(shè)置有清軌器。用以清除軌道上雜物。

2.2 電氣保護(hù)部分

（1）控制PLC采用S7400系列故障安全型CPU，就地各子站采用故障安全型信號模塊。

（2）多地點(diǎn)的堆垛機(jī)操作互鎖。為了更好實(shí)現(xiàn)該功能，除了PLC程序互鎖外，我們在一臺堆垛機(jī)的不同操作點(diǎn)安裝了相同的鑰匙開關(guān)，且僅有一把鑰匙，以保證同一時刻只能從一個地點(diǎn)操作堆垛機(jī)。

（3）各方向動作設(shè)聯(lián)鎖保護(hù)。堆垛機(jī)執(zhí)行升降和行走運(yùn)動時，貨叉將被鎖定；當(dāng)貨叉不在中間位置或貨叉在動作時，堆垛機(jī)行走、高速升降將被鎖定，避免貨叉伸出時堆垛機(jī)移動情況發(fā)生。

（4）松繩、超載保護(hù)裝置。在堆垛機(jī)提升平臺兩側(cè)吊鉤與起吊鋼絲繩間裝設(shè)稱重傳感器，根據(jù)設(shè)計要求設(shè)置超載動作值。當(dāng)加載貨物重量超過超載動作值時，自動切斷起升電機(jī)電源。當(dāng)稱重傳感器不受力時，可判定載貨臺起吊鋼絲繩松繩。

（5）物料外形檢測。在堆垛機(jī)的載貨臺和各倉庫入口設(shè)置物料外形檢測裝置。避免過大、過小、過重、位置放偏或外形不符合要求物料入庫，造成堆垛機(jī)取貨、存貨時發(fā)生意外。

（6）安全可靠的定位檢測裝置。為了提高堆垛機(jī)在X、Y、Z方向動作定位的精準(zhǔn)度，各方向均采用雙編碼器同時進(jìn)行檢測。它們一個為基準(zhǔn)編碼器，一個為參考編碼器，正常時取基準(zhǔn)編碼器數(shù)值。運(yùn)行時當(dāng)兩個值偏差超過規(guī)定值時將發(fā)出錯誤報警并停止堆垛機(jī)。

（7）載貨臺設(shè)有貨位虛實(shí)檢測。用來確認(rèn)貨位是否被占用，避免重復(fù)入庫造成事故。

（8）驅(qū)動電路中增加安全接觸器。在高架庫應(yīng)用中，大部分驅(qū)動變頻器和電機(jī)之間增加了接觸器，該接觸器由故障安全PLC程序控制，意外發(fā)生時可以更快速切斷驅(qū)動電機(jī)的供電，在人身安全與設(shè)備安全同時受到威脅時，首先保證人身安全。

3 結(jié)束語

以上僅列舉堆垛機(jī)應(yīng)用中較典型的安全措施進(jìn)行介紹，在實(shí)際應(yīng)用中還有很多安全措施和連鎖保護(hù)。除此之外，還設(shè)計了一套完整的故障診斷系統(tǒng)，用以在故障發(fā)生后檢修人員可以快速找到故障點(diǎn)，并修復(fù)故障。

參考文獻(xiàn)

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