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本文就立体仓库堆垛机货叉形式入手，重点分析了它对货架储存密度、立体库总造价高低的影响。
仓库储存密度与堆垛机式样的关系
高架立体仓库是自动化物流系统的重要组成部分，在高架立体仓库中如何在空间不变的情况下储存更多的物料，提高高架立体仓库的储存能力，达到节省土地、增大储存量、减少投资，这也是我们追求的目标，这其中巷道堆垛机的选型（存取货物方式）对于高架立体仓库的储存能力的影响起着至关重要的作用。
立体仓库按库内轨道形式分为直线型轨道方式（沈飞654B立体库）、U型轨道方式（沈飞7厂立体库）、转轨式（哈飞钣金车间立体库）和综合式（直线与转弯相互切换），这些都只考虑到了减少堆垛机数量来降低立体库的总造价，而货架的总体储存量，储存密度并没有增加。在高架立体仓库中，堆垛机和货架构成了密不可分的系统，选用什么样的堆垛机，就应该选用与之相匹配的货架。在堆垛机和货架确定后，储存货物的方式也就确定，因而高架立体仓库的储存能力或密度也就确定，所以堆垛机的类型决定了立体仓库的储存能力（储存密度）。以下将分析不同类型的堆垛机对储存能力的影响。
1.普通货叉巷道堆垛机
传统的巷道堆垛机通常是采用三级货叉来对货物单元进行存取的，要求在货物单元下面要留出足够空间（150～200mm）供货叉（100～120mm）伸缩。伸叉占用的空间，货物单元不能进入，同时货物单元上面与货架横梁之间也应留出货叉微升微降的空间，同时货叉的挠度也占用一定的空间，这样就降低了立体仓库在高度方向的储存密度。随着现代工业的发展，高架库作为一种自动化的仓储设备，因具有很高的空间利用率、自动化的存储方式，以及方便科学的现代化管理，越来越受到人们的欢迎。普通货叉的结构形式，由于其性能特点，货物存放不能实现高度方向上的密集排布（货格高度方向间隙大）。
2.推拉式货叉巷道堆垛机
为了实现货物高度方向上密集排布，充分利用空间，对高架库堆垛机的货叉及货格托盘的存取方式进行重新设计，实现货格高度方向上的密集排布。为了利用好货叉伸缩占用的这一空间，我们研发一种无货叉的推拉式巷道堆垛机，由于无货箱的微升、微降，每一层货物可在高度上减少近150mm。空间得到了很好的利用，提高了立体仓库的储存密度，模型图（如图1）。推拉式巷道堆垛机的取货方法是在货叉上设有链式滚轮推拉装置，左右微伸、微缩，滚轮接触到货箱后，链式滚轮转动，滚轮通过拉动货物单元货箱上的沟槽或拉环，在链条的带动下往复运动，从而实现了货箱的推拉运动，即存取作业，实物照片见图2。 （图片）
图1（图片）
图23.双深式巷道堆垛机
通常，一台堆垛机负责左右两排货架货物的存取，然而，对于有些立库物料流量不是太大，存储的品种不是太多，但要求储存量较大的情况下，巷道堆垛机可采取五级双深式货叉方案。该方案可用一台堆垛机负责左右各两排货架（即共四排货架），堆垛机巷道宽度不变，这比常规方案节省一台堆垛机和一个巷道空间，提高了立体仓库的储存密度。
四级或五级双深货叉的结构比较复杂，要求制造精度高、货叉的整体刚性和强度好，比三级货叉的制造费用相对高一些，同时，为了躲避货叉，靠近巷道两侧货架牛腿与牛腿之间留的空间要大一些，但由于节省了一台堆垛机和一个巷道，就整个立体库的总体造价而言，还是降低了很多。这也是发展的方向（如图3、图4）。（图片）
图3（图片）
图44.夹持式货叉巷道堆垛机
对于重量比较轻、体积比较小的周转箱，在牛腿式货架上排列比较密，要求货叉的伸缩速度快、定位准确。此结构货叉主体是可往复运动的传送带，两侧的夹持机构实质上是两个可伸缩的三级普通货叉。取货物时，夹持货叉首先伸入货架，夹持住货箱的两侧，收回货叉的同时主体货叉的输送带启动，带回货箱到中位。送货物动作相反，此结构没有微升微降的动作，减少了货架与货箱之间的空间（如图5）。（图片）
图55.小车式巷道堆垛机
对于大储存量、流量要求不高的高架立体仓库，采用小车式巷道堆垛机方案能满足这一要求。这种巷道堆垛机可以搭载一台物料存取小车，小车的用电和通信是通过堆垛机与效车的电缆连接来实现的。在取货物时，堆垛机首先将小车放入货格，该货格在深度方向上可放3～6个托盘货物，由小车将最前面的托盘运到堆垛机载货台；在存货时，过程则相反，堆垛机将托盘货物按顺序运送放到所要存货的货位单元。由此可见，一台巷道堆垛机可以管左右各3～6排货架，两边共6～12排货架，大大提高了立体仓库的储存密度。
6.穿梭车巷道堆垛机
穿梭车巷道堆垛机方案与小车式巷道堆垛机方案类似，所不同的是穿梭板相对堆垛机是独立的。穿梭板小车自带充电电池，采用无线通信，可以同堆垛机完全分离，这就使一台堆垛机可以带多台穿梭板小车，而且在货格深度方向上可存放3～6个甚至更多个货物单元，从而提高了出入库能力和立体库储存密度。
不同货叉在立体仓库中的应用
前面对立体仓库储存密度与堆垛机的关系进行了研究，对于不同用途的物料，应选择不同的立体库储存模式，才能满足实际的需要。如何确定立体库模式，主要取决于货物单元、储存密度和物流流量三者的关系。现将在物流系统开发实践中的一些应用实例做一简单介绍。
1.推拉式巷道堆垛机
推拉式巷道堆垛机立体库模式适用于采用货箱或带拉环的托盘存放的物料，而不适用于普通托盘货物单元，因此，价值高、重量轻的烟机备件、刀具模具、板料库最适合这种立体库模式。通常精密机械备件的存储可考虑推拉式巷道堆垛机立体库模式。例如：沈飞数控中心702刀具库（如图6）就是一个成功的典范，托盘的前后移动是由托车下部的横移电机通过减速系统带动横行的循环链条系统。横行链条移动，使其上四个相对同步的挂钩伸到托盘底部的凹槽内来拖动托盘，实现托盘的前后移动，使托盘移到拖车上或移出拖车，达到取送托盘的目的。在横移链条上的四个挂钩在移动过程中必须保持相对同步，左右挂钩必须对称。因为在运动过程中，挂钩要伸到托盘两侧底部的凹槽内，凹槽与挂钩之间的间隙非常小，如挂钩不同步会造成有的挂钩已进入了凹槽，而有的挂钩还没有进入，这样会造成机构损坏。（图片）
图62.双深式巷道堆垛机
在储存的物料品种不是太多，流量要求不是太大，但库存量要求较大时，可选择双深式巷道堆垛机立库模式，如东莞SWISSLOG的可口可乐周转库，以及家电产品的立体库（如图7、图8）。（图片）
图7（图片）
图83.穿梭车或小车式巷道堆垛机
对于储存量要求特别大，存储时间长，出入库流量很小，且同一货格深度方向内各货位可以只存储同一品种物料，此时我们通常选择穿梭板式和小车式巷道堆垛机立体库模式，如卷烟厂的烟叶醇化库、部队后勤的被服库等。
综上主要描述了除常规的单深单货位、单深双货位类型巷道堆垛机以外的几种堆垛机类型与立库存储密度的关系，说明了立体仓库的存储能力与巷道堆垛机的存取货物型式密切相关，不同种类的物料涉及到的货物单元型式以及相关流量均有不同，这些变化导致巷道堆垛机类型的不同，最终立体仓库结构也就不同。在进行立体库的总体规划设计时，在满足出入库能力的情况下，要尽量提高储存量，减少巷道堆垛机的数量，以减少投资，提高经济效益。
7/17/2007
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