2024上海物流展|第24届亚洲国际物流技术与运输系统展览会(CeMATASIA)
物料搬运、自动化技术、运输系统、物流的国际盛会
时间：2024年11月5日－11月8日
地点：上海新国际博览中心（上海市浦东新区龙阳路2345号）
主办单位
中国物流与采购联合会、中国机械工程学会、德国汉诺威展览公司、汉诺威米兰展览（上海）有限公司
同期举办
上海国际工业零部件及分承包展览会（ISA）
亚洲国际动力传动与控制技术展览会（PTC ASIA）
亚洲国际高空作业机械展览会（APEX）
上海国际压缩机及设备展览会(ComVac)
上海国际重型机械装备展览会（HeavyMachinery）
亚洲国际冷链设备及技术展览会（CCA）
展会介绍
亚洲物料搬运和物流技术行业Zui 具 规 模 的国际 展 会 之一，亚洲国际物流技术与运输系统展览会（简称亚洲物流展）
自2000年以来已成功举办了23届，作为德国汉诺威全球工业系列展的一员，CeMATASIA始终秉承德国汉诺威展会科技、
创新及服务的先进理念，立足中国市场，为各展商提供高端专业展示平台。
CeMATASIA 2024：带着23年的积淀，重新起航
亚太地区的年度工业盛会——第24届亚洲国际物流技术与运输系统展览会（简称：亚洲物流展）将于11月5日-8日在
上海新国际博览中心开启。展会将以“智慧物流”为系列主题，展示智能制造的创新成果，联合打造横跨各领域的大工业平台。
多层穿梭车换层技术分析｜热文回顾
文｜昆明昆船物流信息产业有限公司
胡建法、李成友、徐超、周伶俐、王浩旭
本文对两种作业模式的穿梭车系统进行了对比，分析了跨层作业模式所面临的问题，提出了tigao穿梭车换层可靠性的有效措施。
随着电子商务的蓬勃发展，规模化定制引导着物流发展趋势。现代物流中心的规模变得越来越大，所处理的品规也越来越多，小订单比例越来越高，拣选和配送速度越来越快。
与传统的“人到货”拣选模式相比，穿梭车密集仓储系统的作业效率及拣选正确率大大tigao，节约了大量人力成本和土地成本。
目前，件箱密集仓储系统中采用的穿梭车，主要有普通穿梭车、自动换层穿梭车、子母穿梭车、四向穿梭车等。子母穿梭车、四向穿梭车可在水平方向换道，适用于存在多条巷道的场合；普通穿梭车+换层tisheng机组合，穿梭车可实现在竖直方向换层。两种方式均可tigao穿梭车的设备利用率，系统柔性。
自动换层穿梭车沿货架立柱自动爬升方式，对货架的制造、安装精度要求较高。本文仅讨论tisheng机自动换层模式。
一、单层作业和跨层作业模式
根据是否可跨层作业，穿梭车系统可分为单层作业和跨层作业两种模式。
1.单层作业模式
单层作业模式通常由出、入库tisheng机、存储货架、多层穿梭车组成。
在单层作业模式下，一条巷道内，每层货架配置一台穿梭车。其平面布局图和立面图，如图1、图2。
2.跨层作业模式
跨层作业模式下，一条巷道内，n层货架只需配置m台穿梭车（m<n）。在单层作业模式穿梭车系统的基础上，跨层作业模式多配置了一台穿梭车换层tisheng机。其平面布局图，如图3。
3.两种作业模式对比
单条巷道，n层货架。单层作业模式配置n台穿梭车；跨层作业模式配置m（m<n）台穿梭车，1台穿梭车换层tisheng机。当穿梭车系统出入库liuliang很大时，即便采用单层作业模式，穿梭车闲置率也很低，这种情况只适宜采用单层作业模式。两种模式的对比分析，只针对存在一定的穿梭车闲置，适宜采用跨层作业模式的情况。
（1）经济性对比
通常情况下，密集仓储系统出入库端均设有一定数量的缓存工位，用于出入库物料的排序暂存。穿梭车连续完成某层的出入库任务后，即可转入另一层继续执行出库任务，从而减少穿梭车空闲时间，tigao设备利用率。对于设置有合理数量的出入库缓存工位的多层穿梭车系统，当穿梭车数量m满足总出入库liuliang时，增加穿梭车数量来增加系统效率的作用逐渐转弱，即出现穿梭车闲置。
单层作业模式与多层作业模式在设备配置及控制系统方面均有差别，二者的经济性，取决于系统采用单层作业模式时，穿梭车的闲置率。当闲置穿梭车的成本大于换层tisheng机的成本时，采用跨层作业模式更为经济。
（2）扩展性对比
“一轨多车”模式下，需考虑穿梭车之间的相互避让，效率tigao效果不佳，且控制复杂，单层作业模式几乎没有扩展性；而跨层作业模式可随出入库liuliang的增加，而增加穿梭车数量。
（3）系统柔性对比
当某巷道穿梭车出现故障或其他意外情况时，对单层作业模式来讲，该层该巷道的所有货物都不能进行出入库作业，这就对出入库作业产生了极大影响，给企业带来了一定损失；而对跨层作业模式，某一小车出现故障时，可以调度其他小车至该层完成出入库作业，可以有效地将某一小车出现故障所带来的影响降至低，保证了系统整体性能。
二、穿梭车换层面临的问题
1.限位装置的自动开合
单层作业模式下，穿梭车轨道端头的限位装置为死挡。跨层作业模式下，走行轨道靠换层tisheng机一侧需设置为能自动开合的活动限位装置。不需要换层时，活动限位装置能起到防止小车冲出轨道的作用；需要换层时，活动装置应能自动打开，让出穿梭车上下换层tisheng机升降台的通道。
2.升降台错位
（1）错位的分类
①高度错位：升降台处于水平状态，只存在y方向存在高差，导轨两侧高差相等，即ΔH1=ΔH2。
②x轴转角错位：升降台处于倾斜状态，存在绕x轴的转角αx，导轨两侧高差相等，ΔH1=ΔH2。
③z轴转角错位：升降台处于倾斜状态，存在绕z轴的转角αz，导轨两侧高差不同，ΔH1≠ΔH2。
对于αx、αz，规定逆时针转角为正值，顺时针转角为负值。
错位说明示意图，如图4。
（2）错位的危害
理想状态，换层tisheng机升降台应与穿梭车走行轨道齐平，即，ΔH1=ΔH2=0，αx=αz=0°，以保证穿梭车的平稳过渡。
穿梭车分为带电池和不带电池两种。目前不带电池的穿梭车一般采用滑触线供电。采用滑触线供电的穿梭车还需考虑集电臂的平稳过渡。
以下分析为错位超差的极端状态，实际应用时，一般处于理想状态与极端状态之间。ΔH1≠ΔH2时，统一按ΔH1<ΔH2考虑。
①ΔH1=ΔH2>0且达到一定限度，穿梭车不能走行到升降台上；
②ΔH1=ΔH2<0且达到一定限度，穿梭车可以走行到升降台上，但为跳台跌落，过渡不平稳；
③αz≠0且达到一定限度，对于滑触线供电的穿梭车，由于集电臂不能顺利过渡，不管高度错位多少，穿梭车不能走行到升降台上。
（3）造成错位的原因
①升降台走行轮与tisheng机立柱导轨之间存在安装间隙。
②运行磨损，导致升降台走行轮与立柱导轨之间的间隙增大。
③制造、安装过程中不可避免的误差。
④走行轨道、升降台加载后产生变形。升降台穿梭车进入升降台的过程，是一个逐渐加载的过程，悬臂端头挠度必然是个变量。
⑤一组升降台对应多层货架，存在停位误差。
三、tigao换层可靠性的有效措施
换层技术的关键在于尽量减少高度错位和转角错位，使得穿梭车能平稳过渡，延长设备使用寿命。对于降低错位误差，我们有以下几个努力方向：
1.tigao制造、安装精度
tigao制造、安装精度，可有效控制系统初始静态误差，降低系统调试难度。
2.增加升降台刚度
增加升降台刚度，能减少升降台端头挠度，从而减少高度错位误差。
3.合理选用tisheng机的支撑结构
采用单立柱支撑结构的tisheng机，除存在高度错位误差外，还存在x轴转角错位误差和z轴转角错位误差。靠轮破损后，转角误差还有加大的趋势。
采用双立柱支撑结构的tisheng机，除存在高度错位误差外，还存在z轴转角错位误差。
采用四立柱框架支撑结构的tisheng机，升降台运行过程中基本能保持水平状态，转角错位误差可以控制在较小的范围内，可以考虑为只有高度错位误差。
停位精度方面，四立柱框架结构tisheng机优于双立柱tisheng机，双立柱tisheng机又优于单立柱tisheng机。但实际应用中，由于场地限制，物料tisheng机与换层tisheng机并列，有时会不得不选用双立柱，甚至单立柱tisheng机。
4.增加轨道对接辅助装置
通过在升降台一侧轨道端头处增加轨道对接辅助装置，在对接时，矫正错位，使接缝处形成临时刚性连接。
5.穿梭车集电臂可脱离设计
此项主要针对不带电池的穿梭车。如滑触线供电穿梭车改为带低容量电池的穿梭车，集电臂与穿梭车可脱离，以使得集电臂只在货架区域运行，无需和穿梭车一起过渡到换层tisheng机升降台，从而减少故障环节。穿梭车带低容量电池，还有一大好处，即解决意外掉电情况时的穿梭车停车问题。
集电臂顺畅过渡要求的错位误差，一般比穿梭车顺畅过渡要求的错位误差更为严苛。
6.升降台采用同步带传动
链传动的瞬时转速和瞬时传动比不是常数，而同步带传动具有准确的传动比。传动平稳性及准确停位方面链传动不如同步带传动，换层tisheng机升降台升降采用同步带传动将获得更高的停位精度及稳定性。
7.升降台二次停位
控制系统能自动识别升降台停位误差，当误差较大时，启动二次停位进行修正。
四、结束语
采用tisheng机对穿梭车进行的多层穿梭车系统，换层tisheng机升降台停位后，与穿梭车走行轨道一般都有一定的高度错位和转角错位，从而导致穿梭车过渡时出现不同程度的卡滞、跳台现象；对于采用滑触线供电模式的穿梭车，还存在集电臂在轨道对接处过渡不畅的情况。换层技术的关键在于尽量减少高度错位和转角错位，使得穿梭车能平稳过渡，延长设备使用寿命。
错位通常是由多个因素综合导致的。可以通过tigao制造、安装精度，增加升降台刚度，合理选用tisheng机的支撑结构，增加轨道对接辅助装置，穿梭车集电臂可脱离设计，升降台二次停位等方式减少错位误差。其中，tigao制造安装精度、合理选用tisheng机支撑结构往往受经济性、制造水平、场地限制等因素制约；增加轨道对接辅助装置，穿梭车集电臂可脱离设计，升降台二次停位成为成本增加不大却行之有效的措施，值得探究及推广使用。
