當(dāng)前土地資源越來越緊缺，現(xiàn)代化物流系統(tǒng)對場地、效率要求越來越高，立體存儲及輸送設(shè)備大量運(yùn)用，但目前在垂直方向輸送貨物的設(shè)備要么效率不高，要么單口進(jìn)、單口出，往往需要多臺設(shè)備才能滿足要求，占用場地很大。為解決該問題，新型垂直提升機(jī)的研發(fā)由此而生。

 

一、快速提升機(jī)的工作原理

1、特點：單臺提升機(jī)實現(xiàn)與多層輸送設(shè)備對接，同時可進(jìn)貨和出貨，達(dá)到以前多臺只有單一進(jìn)口、出口提升機(jī)的功能。其特點在于：

(1)單臺提升機(jī)實現(xiàn)多層貨物可同時進(jìn)出；

(2)貨物接駁快速，實現(xiàn)滿托盤輸送；

(3)改變流程布局，空間利用率提高。

 

2、對比優(yōu)勢：通常的鏈條托盤提升機(jī)直接通過外部設(shè)備把貨物送入提升機(jī)托盤，提升機(jī)內(nèi)沒有動力機(jī)構(gòu)進(jìn)行接駁（如圖1所示），此類提升機(jī)只有1個入口和1個出口，要接駁多層設(shè)備時，需要在不同的地方安裝多臺同類提升機(jī)；也有能夠?qū)崿F(xiàn)多層貨物同時進(jìn)出的提升機(jī)，其接駁機(jī)構(gòu)為翻叉式，翻叉動作幅度大，動作時間長，運(yùn)行軌跡與提升機(jī)托盤上的貨物有交叉，需要避讓，因此貨物在不同層同時入出時，不能實現(xiàn)滿托盤輸送。

 

3、機(jī)械構(gòu)造：本新型提升機(jī)如圖2所示，升降左右分開，通過多組鏈條的排布實現(xiàn)同體布局，托盤固定在鏈條上隨鏈條一起運(yùn)行，始終保持水平姿態(tài)，以左升右降為例，貨物可從左邊任意位置進(jìn)入提升機(jī)，鏈條帶動托盤把貨物從提升機(jī)左邊，經(jīng)過頂部輸送到提升機(jī)右邊，然后下降，實現(xiàn)貨物從左邊的任意高度到右邊的任意高度的輸送，只需在進(jìn)出口的位置安裝接駁機(jī)構(gòu)，與外部設(shè)備對接即可。

 

圖1單一入出口鏈條托盤提升機(jī)

 

圖2多層同入同出提升機(jī)

 

 

為了實現(xiàn)多層同時進(jìn)出，提升機(jī)托盤設(shè)計成井字形框架結(jié)構(gòu)。根據(jù)系統(tǒng)流程需要，我們在對應(yīng)外部設(shè)備的接口位置（如圖２中的①、②、③等位置）設(shè)置入口或出口；并在箭頭①指向處設(shè)置入口接駁機(jī)構(gòu)，箭頭②指向處設(shè)置出口接駁機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)提升機(jī)與外部設(shè)備的對接。接駁機(jī)構(gòu)如圖３所示，托盤可從該機(jī)構(gòu)中間穿過，左右兩部分可自由伸縮，這兩部分的距離變化實時可控。若設(shè)定可變距離為Ｌ，則：當(dāng)Ｌ＝ａ距離時，為接送貨物距離（小于貨物尺寸，機(jī)構(gòu)托住貨物）；當(dāng)Ｌ＝ｂ距離時，為貨物通過需要的安全距離（大于貨物尺寸，貨物可從中間穿過）。此時只要使接駁裝置的可變距離在ａ、ｂ距離間互相切換，即可實現(xiàn)貨物路徑選擇，要么通過接駁機(jī)構(gòu)接貨裝置進(jìn)出提升機(jī)，要么直接穿過接駁機(jī)構(gòu)到達(dá)下一個接駁口位置，同理同一臺提升機(jī)，只要根據(jù)外部輸送設(shè)備的布置位置，就可以安裝多個接駁機(jī)構(gòu)，滿足層間接駁，實現(xiàn)各層同時進(jìn)出提升機(jī)。對外部輸送設(shè)備的布置，應(yīng)滿足提升機(jī)最小響應(yīng)時間，即接駁機(jī)構(gòu)從ａ距離到ｂ距離或從ｂ距離到ａ距離，位移的變化必須在下一個托盤到來之前完成，時間須小于托盤間距減去貨物高度后，提升機(jī)在該段位移的運(yùn)行時間，最小響應(yīng)時間決定著提升機(jī)的效率。

 

 

圖3 提升機(jī)接駁機(jī)構(gòu)

二、提升機(jī)作業(yè)描述

1、作業(yè)過程

以左升右降布局提升機(jī)為例，現(xiàn)設(shè)定外部有３層入口和３層出口。提升機(jī)開機(jī)運(yùn)行后，有貨物同時在３個入口層都需要進(jìn)入提升機(jī)，此時系統(tǒng)只需要判斷貨物所在設(shè)備層對應(yīng)的提升機(jī)托盤，是否已經(jīng)有貨存在，如果為空托盤則判斷可以進(jìn)入提升機(jī)，啟動接駁機(jī)構(gòu)，切換接駁機(jī)構(gòu)可變距離到ａ距離，開啟接貨電機(jī)，貨物送入提升機(jī)內(nèi)，３個層的貨物，只要是滿足托盤判空條件，可以在同一時間進(jìn)入提升機(jī)；然后提升機(jī)做循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)，空托盤周而復(fù)始經(jīng)過各個層，實現(xiàn)貨物不間斷滿盤進(jìn)入提升機(jī)，完成入口動作。

 

貨物進(jìn)入提升機(jī)，經(jīng)運(yùn)送到達(dá)指定出口層時，貨物需要出提升機(jī)，此時系統(tǒng)把出口處的接駁機(jī)構(gòu)可變距離切換到ａ距離，開啟送貨電機(jī)，貨物到達(dá)立即被輸送出提升機(jī)，而提升機(jī)托盤則穿過接駁機(jī)構(gòu)，變成空托盤狀態(tài)進(jìn)入下一個輸送循環(huán)；如果貨物經(jīng)過某層，系統(tǒng)判斷該層不需出貨，而是需要到下一層，則系統(tǒng)把接駁機(jī)構(gòu)可變距離切換到ｂ距離，此時貨物和托盤都可以穿過的接駁機(jī)構(gòu)。此過程周而復(fù)始，提升機(jī)便可不斷把貨物送出到指定層，完成提升機(jī)出口動作。

 

2、控制原理

本提升機(jī)采用PLC控制，提升電機(jī)采用變頻器驅(qū)動，編碼器跟蹤同步算法，系統(tǒng)實時采樣跟蹤托盤信息，每次貨物進(jìn)出提升機(jī)，控制系統(tǒng)自動記錄和刪除托盤上的貨物信息，此信息是提升機(jī)系統(tǒng)判定指揮貨物進(jìn)出的重要依據(jù)。接駁機(jī)構(gòu)的控制，接駁機(jī)構(gòu)在系統(tǒng)發(fā)出判定進(jìn)或出的指令后，立即啟動可變距離切換，并在切換完成檢測到信號后，反饋給主控，啟動外部輸送設(shè)備接貨或送貨動作，如接駁機(jī)構(gòu)切換動作未能在最小響應(yīng)時間完成，則立即報警停機(jī)。

 

3、控制要點

(1)需要準(zhǔn)確計算貨物的進(jìn)出提升機(jī)時間；

(2)電氣設(shè)備響應(yīng)時間短，減小最小響應(yīng)時間；

(3)提升機(jī)升降線速度需與接駁機(jī)構(gòu)動作時間匹配；

(4)貨物信息跟蹤判斷必須準(zhǔn)確，需核心算法保證；

(5)托盤有清空處理，否則不能實現(xiàn)滿托盤。

 

三、新型垂直提升機(jī)的應(yīng)用分析

該提升機(jī)擁有多進(jìn)口、多出口的特點，在場地受限的項目非常適合，本提升機(jī)的運(yùn)行速度最小2.7秒每托盤，每小時輸送貨物大于1300件，單臺即能滿足大多物流系統(tǒng)的需求。而對于立體存儲的貨物，以當(dāng)前流行的箱式貨架儲分系統(tǒng)為例，一個巷道采用一臺傳統(tǒng)往復(fù)式提升機(jī)，每次一個往復(fù)動作搬運(yùn)一件貨物（采用雙貨位時可以搬運(yùn)兩件），提升效率均值每小時最大600多件（最新型的往復(fù)式提升機(jī)采用伺服驅(qū)動雙貨位模式，每小時能搬運(yùn)600多件），效率低；業(yè)務(wù)量大時，多層貨架經(jīng)常需要同時入庫出庫，貨物等待滯留嚴(yán)重，提升機(jī)環(huán)節(jié)成為效率瓶頸，如果采用本新型快速多層提升機(jī)，多層貨物可以同時實現(xiàn)快速入庫出庫，大大減小貨物排隊等待時間。由此可以看出，在類似工況下，該提升機(jī)能產(chǎn)生更高的效率，節(jié)約更多的空間，為流程設(shè)計提供多樣的布局方案。在銜接不同層高的物流輸送設(shè)備及倉儲系統(tǒng)儲分一體設(shè)備方面，更具優(yōu)勢，應(yīng)用前景廣泛。

 

通過以上分析，在當(dāng)前物流概念與自動化技術(shù)結(jié)合越來越緊密，效率、場地要求越來越高的情況下，本文介紹的用于對接不同層高設(shè)備的新型快速垂直提升機(jī)，實現(xiàn)了不同層貨物的同時進(jìn)出，節(jié)省了空間，提高了效率，為我們在今后的倉儲物流、分揀物流、工業(yè)物流等各種物流領(lǐng)域，做規(guī)劃時提供更多的解決方案和裝備選擇。