雙立柱堆垛機故障診斷關鍵技術研究

李東升

摘? 要：現代物流需要現代倉儲體系相配套，現代倉儲體系是自動化、高效化的有機結合。雙立柱堆垛機是應用于現代立體倉庫的重要設備之一，其承擔著立體倉庫貨物的出、入庫，在減少倉庫的作業人員的同時提高貨物的出、入庫效率。為了保障雙立柱堆垛機的安全、高效的運行，需要積極地做好雙立柱堆垛機的研究與分析，尤其是出現在雙立柱堆垛機上的各類故障更需要做好記錄與分析，并采取針對性的措施予以解決。

關鍵詞：堆垛機;FMECA;FTA;可靠性

中圖分類號：TH246? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

0 前言

現代自動化立體倉庫中的核心設備是堆垛機，這種設備主要負責各種材料、物質與耗材的自動出庫入庫工作，而且，這種設備的廣泛使用，可以有效地減輕裝卸工人的勞動強度，大幅提升倉儲運行效率，管理效益和企業效益顯著提高。隨著堆垛機使用時間的延長，現場維護與故障診斷費用不斷提高，故障時間長、響應時間慢等弊端慢慢顯現，因此，應著重對堆垛機故障關鍵技術進行研究，縮減故障時間，發揮技術人員的優勢，確保堆垛機順利開展裝配與運輸作業。

1 雙立柱配置堆垛機的功能與所存在的問題

準確的說，堆垛機的全稱是雙立柱自動實現過程堆垛機，是自動化倉庫必不可少的運輸設備，最主要的功能就是自動運輸與存取貨物，這種自動運輸與存取功能的實現，需要多種內在技術綜合發揮作用，這些技術涉及機械、電器、信息、通信與網絡等領域，因此，堆垛機本質上是集這些技術于一體的高度集成化設備。但是，任何事物都是辯證的，堆垛機也不例外，其內在技術才會出現一些問題，這就需要技術人員保持高度警惕，降低事故發生率，避免給企業帶來不必要的損失，從理論上來說，雙立柱堆垛機可能會在以下這些領域中出現故障。

1.1 機械模塊的持續運行問題

堆垛機在持續運動的過程中，其內置的機械模塊會出現一些問題，主要問題如下。1）作業過程中堆垛機的一些核心會出現劇烈振動。2）堆垛機地軌、行走輪與導向輪磨損嚴重，進而干擾驅動機構的電流穩定，進而發生行走變頻情況而觸發報警裝置。3） 持續作業中貨叉伸縮系統容易出現故障，會出現傳送帶卡死、抱死的情況。4）傳輸裝置中提升機構系統容易發生故障，隨著貨物堆放地點的變動，堆垛機的工作地點也會發生變動，電機驅動電流會持續變大，觸動報警裝置，堆垛機會發生急停故障。

1.2 控制系統模塊可靠性問題

在運輸作業過程中變頻器系統會發生故障，發出報警信號，會干擾運輸工作的正常進行;在對貨物擺放位置的隨機分配過程中，控制系統缺乏對貨物堆放的整體控制程序，會出現貨物堆放混亂情況。

1.3 電控系統模塊可靠性問題

堆垛機系統塊經常有報警錯誤的情況，導致出入庫作業時有中斷。

1.4 信息通信系統的穩定性問題

由于信息通信的問題，指令系統有時收不到控制中心傳達的信號，一些指令就會延誤操作，造成了出入庫停滯。

1.5 堆垛機系統穩定性分析

作為一個高度集中的操作系統，堆垛機系統的穩定性主要依賴于各個子系統的有效合作，只有各個子系統保持穩定運轉，堆垛機的核心控制系統才會使系統穩定與可靠地運行。

2 基于FMECA與FTA堆垛機可靠性分析

以6臺堆垛機的現場實際故障記錄為例對堆垛機的故障進行歸類分析。6臺堆垛機在1個月內共計發生了116次故障，結合故障的特點與危害性進行歸類分析后發現產生的故障包括機械、電氣、系統等多個方面，且一般性故障較多也較為普遍，影響嚴重的故障所占的比例較少。在故障處理方面通過采取加強堆垛機摩擦、工作距離、伸叉縱橫比、加大運載荷載和延長路由器指令時間等的措施，可以有效地增強堆垛機運行的可靠性。

3 做好堆垛機機械結構的強化與處理

通過對堆垛機出現的故障進行分析，其最嚴重的故障屬于機械故障，且多發生于堆垛機的行走機構，堆垛機行走機構故障將容易引起堆垛機的強烈振動，從而使堆垛機機械結構磨損加劇，通過對堆垛機進行檢查后發現，堆垛機滑動輪會發生磨損的主要原因是作業過程中的裝置震動，為了有效地解決這個技術性難題，就需要技術人員加大對發生磨損的原因分析，延長行走輪、滑動輪的生命周期，科學界定更換滑動輪的幾何閾值，制定出合理的定期更換期限。通過對某倉庫中所使用的一批堆垛機行走輪進行拆卸、測量后發現，使用一段時間后的行走輪使用后，圓柱度、直線度都發生了很大的改變，由于重壓的作用導致行走輪的圓柱度改變了3～5倍，從而使堆垛機行走輪在運動過程中與鐵軌之間產生了較大的沖擊，且這一沖擊現象在持續加重，增加了堆垛機行走輪的徑向磨損和徑向振動;堆垛機行走輪的直線度改變在磨損區域，引起了滑動輪軸承振動頻率的大幅度提升，滑動輪界面上也出現了扁平摩擦痕跡，造成了滑面的不平整，這是由于重載和接觸面不平滑導致的，上述磨痕的存在造成了堆垛機滑動輪和運行軌道上出現了不太吻合的情況，加重了堆垛機運行裝置的故障發生率。為了提高堆垛機行走輪的運行效率與運行質量，需要對堆垛機行走輪建立“健康”檔案，通過記錄堆垛機行走輪的使用時間及定期巡檢所測得的行走輪的圓柱度、直線度等的數據，確定合理的堆垛機行走輪更換時間，保障堆垛機的安全運行。

4 堆垛機可靠性管理體系的提出

通過對影響堆垛機運行可靠性的主要影響因素進行分析，提出了針對性的改進優化措施，通過制定專業性、科學性的管理體系，提高堆垛機運行的可靠性。

4.1 改善堆垛機運行環境

堆垛機是高集成的機電設備，其對于運行環境有一定的要求，良好的運行環境將有助于提高堆垛機使用的可靠性與安全性。在倉庫管理中需要做好日常記錄，倉庫定期清理， 保持堆垛機激光測距儀、反光板的清潔。

4.2 建立堆垛機重要運行參數監測系統

堆垛機運行過程中涉及眾多的結構件與控制模塊，通過對堆垛機中所使用的變頻器的電流、電壓、溫度等參數進行記錄分析將有助于了解堆垛機的實際運行情況及可能存在的問題。上述這些參數的細微變化都能夠反映出堆垛機機械受力的改變，而機械受力最好的數據則體現在振動上。因此通過建立堆垛機變頻器電流、電壓、溫度監測體系，建立堆垛機運行的振動監測標準，根據電流、電壓、溫度和振動數據的變化判斷堆垛機的健康程度，做到提前維修，防止故障擴大化。

4.3 做好堆垛機的管理與維護

4.3.1 規范堆垛機日常維護工作

定期檢查堆垛機的潤滑效果，調節提升鏈條的松緊度，確保貨叉的伸縮效果，確保緊固件的穩固性。

4.3.2 加強倉庫管理標準化

貨品入庫前檢查貨品堆垛效果，保證貨形規范，在庫中做好倉庫環境檢查， 保證堆垛機巷道的整潔性、暢通性，做好倉庫貨架貨品檢查工作，確保貨品的穩固與安全。

4.3.3 優化堆垛機控制策略

尋求堆垛機控制的最優策略，均衡倉庫內各堆垛機的作業量，達到運行里程、左右伸叉比、運載重量的相對平衡，確保機械磨損程度的統一，保證載貨臺受力的均衡。

5 結語

堆垛機的管理與故障診斷處理是一項系統性的工程，結合某倉庫中所使用堆垛機的實際情況確定了堆垛機可靠性的影響因素，并基于此提出了堆垛機全壽命周期可靠性管理體系。從而為企業提供了一種切實有效的方案，解決了企業的相關問題，也為堆垛機可靠性的研究提供了一定的理論價值。

參考文獻

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