李東升

摘? 要：現(xiàn)代物流需要現(xiàn)代倉儲(chǔ)體系相配套，現(xiàn)代倉儲(chǔ)體系是自動(dòng)化、高效化的有機(jī)結(jié)合。雙立柱堆垛機(jī)是應(yīng)用于現(xiàn)代立體倉庫的重要設(shè)備之一，其承擔(dān)著立體倉庫貨物的出、入庫，在減少倉庫的作業(yè)人員的同時(shí)提高貨物的出、入庫效率。為了保障雙立柱堆垛機(jī)的安全、高效的運(yùn)行，需要積極地做好雙立柱堆垛機(jī)的研究與分析，尤其是出現(xiàn)在雙立柱堆垛機(jī)上的各類故障更需要做好記錄與分析，并采取針對(duì)性的措施予以解決。

關(guān)鍵詞：堆垛機(jī);FMECA;FTA;可靠性

中圖分類號(hào)：TH246? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 前言

現(xiàn)代自動(dòng)化立體倉庫中的核心設(shè)備是堆垛機(jī)，這種設(shè)備主要負(fù)責(zé)各種材料、物質(zhì)與耗材的自動(dòng)出庫入庫工作，而且，這種設(shè)備的廣泛使用，可以有效地減輕裝卸工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，大幅提升倉儲(chǔ)運(yùn)行效率，管理效益和企業(yè)效益顯著提高。隨著堆垛機(jī)使用時(shí)間的延長(zhǎng)，現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)與故障診斷費(fèi)用不斷提高，故障時(shí)間長(zhǎng)、響應(yīng)時(shí)間慢等弊端慢慢顯現(xiàn)，因此，應(yīng)著重對(duì)堆垛機(jī)故障關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，縮減故障時(shí)間，發(fā)揮技術(shù)人員的優(yōu)勢(shì)，確保堆垛機(jī)順利開展裝配與運(yùn)輸作業(yè)。

1 雙立柱配置堆垛機(jī)的功能與所存在的問題

準(zhǔn)確的說，堆垛機(jī)的全稱是雙立柱自動(dòng)實(shí)現(xiàn)過程堆垛機(jī)，是自動(dòng)化倉庫必不可少的運(yùn)輸設(shè)備，最主要的功能就是自動(dòng)運(yùn)輸與存取貨物，這種自動(dòng)運(yùn)輸與存取功能的實(shí)現(xiàn)，需要多種內(nèi)在技術(shù)綜合發(fā)揮作用，這些技術(shù)涉及機(jī)械、電器、信息、通信與網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域，因此，堆垛機(jī)本質(zhì)上是集這些技術(shù)于一體的高度集成化設(shè)備。但是，任何事物都是辯證的，堆垛機(jī)也不例外，其內(nèi)在技術(shù)才會(huì)出現(xiàn)一些問題，這就需要技術(shù)人員保持高度警惕，降低事故發(fā)生率，避免給企業(yè)帶來不必要的損失，從理論上來說，雙立柱堆垛機(jī)可能會(huì)在以下這些領(lǐng)域中出現(xiàn)故障。

1.1 機(jī)械模塊的持續(xù)運(yùn)行問題

堆垛機(jī)在持續(xù)運(yùn)動(dòng)的過程中，其內(nèi)置的機(jī)械模塊會(huì)出現(xiàn)一些問題，主要問題如下。1）作業(yè)過程中堆垛機(jī)的一些核心會(huì)出現(xiàn)劇烈振動(dòng)。2）堆垛機(jī)地軌、行走輪與導(dǎo)向輪磨損嚴(yán)重，進(jìn)而干擾驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的電流穩(wěn)定，進(jìn)而發(fā)生行走變頻情況而觸發(fā)報(bào)警裝置。3） 持續(xù)作業(yè)中貨叉伸縮系統(tǒng)容易出現(xiàn)故障，會(huì)出現(xiàn)傳送帶卡死、抱死的情況。4）傳輸裝置中提升機(jī)構(gòu)系統(tǒng)容易發(fā)生故障，隨著貨物堆放地點(diǎn)的變動(dòng)，堆垛機(jī)的工作地點(diǎn)也會(huì)發(fā)生變動(dòng)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流會(huì)持續(xù)變大，觸動(dòng)報(bào)警裝置，堆垛機(jī)會(huì)發(fā)生急停故障。

1.2 控制系統(tǒng)模塊可靠性問題

在運(yùn)輸作業(yè)過程中變頻器系統(tǒng)會(huì)發(fā)生故障，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，會(huì)干擾運(yùn)輸工作的正常進(jìn)行;在對(duì)貨物擺放位置的隨機(jī)分配過程中，控制系統(tǒng)缺乏對(duì)貨物堆放的整體控制程序，會(huì)出現(xiàn)貨物堆放混亂情況。

1.3 電控系統(tǒng)模塊可靠性問題

堆垛機(jī)系統(tǒng)塊經(jīng)常有報(bào)警錯(cuò)誤的情況，導(dǎo)致出入庫作業(yè)時(shí)有中斷。

1.4 信息通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題

由于信息通信的問題，指令系統(tǒng)有時(shí)收不到控制中心傳達(dá)的信號(hào)，一些指令就會(huì)延誤操作，造成了出入庫停滯。

1.5 堆垛機(jī)系統(tǒng)穩(wěn)定性分析

作為一個(gè)高度集中的操作系統(tǒng)，堆垛機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性主要依賴于各個(gè)子系統(tǒng)的有效合作，只有各個(gè)子系統(tǒng)保持穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，堆垛機(jī)的核心控制系統(tǒng)才會(huì)使系統(tǒng)穩(wěn)定與可靠地運(yùn)行。

2 基于FMECA與FTA堆垛機(jī)可靠性分析

以6臺(tái)堆垛機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際故障記錄為例對(duì)堆垛機(jī)的故障進(jìn)行歸類分析。6臺(tái)堆垛機(jī)在1個(gè)月內(nèi)共計(jì)發(fā)生了116次故障，結(jié)合故障的特點(diǎn)與危害性進(jìn)行歸類分析后發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生的故障包括機(jī)械、電氣、系統(tǒng)等多個(gè)方面，且一般性故障較多也較為普遍，影響嚴(yán)重的故障所占的比例較少。在故障處理方面通過采取加強(qiáng)堆垛機(jī)摩擦、工作距離、伸叉縱橫比、加大運(yùn)載荷載和延長(zhǎng)路由器指令時(shí)間等的措施，可以有效地增強(qiáng)堆垛機(jī)運(yùn)行的可靠性。

3 做好堆垛機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)的強(qiáng)化與處理

通過對(duì)堆垛機(jī)出現(xiàn)的故障進(jìn)行分析，其最嚴(yán)重的故障屬于機(jī)械故障，且多發(fā)生于堆垛機(jī)的行走機(jī)構(gòu)，堆垛機(jī)行走機(jī)構(gòu)故障將容易引起堆垛機(jī)的強(qiáng)烈振動(dòng)，從而使堆垛機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)磨損加劇，通過對(duì)堆垛機(jī)進(jìn)行檢查后發(fā)現(xiàn)，堆垛機(jī)滑動(dòng)輪會(huì)發(fā)生磨損的主要原因是作業(yè)過程中的裝置震動(dòng)，為了有效地解決這個(gè)技術(shù)性難題，就需要技術(shù)人員加大對(duì)發(fā)生磨損的原因分析，延長(zhǎng)行走輪、滑動(dòng)輪的生命周期，科學(xué)界定更換滑動(dòng)輪的幾何閾值，制定出合理的定期更換期限。通過對(duì)某倉庫中所使用的一批堆垛機(jī)行走輪進(jìn)行拆卸、測(cè)量后發(fā)現(xiàn)，使用一段時(shí)間后的行走輪使用后，圓柱度、直線度都發(fā)生了很大的改變，由于重壓的作用導(dǎo)致行走輪的圓柱度改變了3～5倍，從而使堆垛機(jī)行走輪在運(yùn)動(dòng)過程中與鐵軌之間產(chǎn)生了較大的沖擊，且這一沖擊現(xiàn)象在持續(xù)加重，增加了堆垛機(jī)行走輪的徑向磨損和徑向振動(dòng);堆垛機(jī)行走輪的直線度改變?cè)谀p區(qū)域，引起了滑動(dòng)輪軸承振動(dòng)頻率的大幅度提升，滑動(dòng)輪界面上也出現(xiàn)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(dǎo)致的，上述磨痕的存在造成了堆垛機(jī)滑動(dòng)輪和運(yùn)行軌道上出現(xiàn)了不太吻合的情況，加重了堆垛機(jī)運(yùn)行裝置的故障發(fā)生率。為了提高堆垛機(jī)行走輪的運(yùn)行效率與運(yùn)行質(zhì)量，需要對(duì)堆垛機(jī)行走輪建立“健康”檔案，通過記錄堆垛機(jī)行走輪的使用時(shí)間及定期巡檢所測(cè)得的行走輪的圓柱度、直線度等的數(shù)據(jù)，確定合理的堆垛機(jī)行走輪更換時(shí)間，保障堆垛機(jī)的安全運(yùn)行。

4 堆垛機(jī)可靠性管理體系的提出

通過對(duì)影響堆垛機(jī)運(yùn)行可靠性的主要影響因素進(jìn)行分析，提出了針對(duì)性的改進(jìn)優(yōu)化措施，通過制定專業(yè)性、科學(xué)性的管理體系，提高堆垛機(jī)運(yùn)行的可靠性。

4.1 改善堆垛機(jī)運(yùn)行環(huán)境

堆垛機(jī)是高集成的機(jī)電設(shè)備，其對(duì)于運(yùn)行環(huán)境有一定的要求，良好的運(yùn)行環(huán)境將有助于提高堆垛機(jī)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(jī)激光測(cè)距儀、反光板的清潔。

4.2 建立堆垛機(jī)重要運(yùn)行參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

堆垛機(jī)運(yùn)行過程中涉及眾多的結(jié)構(gòu)件與控制模塊，通過對(duì)堆垛機(jī)中所使用的變頻器的電流、電壓、溫度等參數(shù)進(jìn)行記錄分析將有助于了解堆垛機(jī)的實(shí)際運(yùn)行情況及可能存在的問題。上述這些參數(shù)的細(xì)微變化都能夠反映出堆垛機(jī)機(jī)械受力的改變，而機(jī)械受力最好的數(shù)據(jù)則體現(xiàn)在振動(dòng)上。因此通過建立堆垛機(jī)變頻器電流、電壓、溫度監(jiān)測(cè)體系，建立堆垛機(jī)運(yùn)行的振動(dòng)監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)電流、電壓、溫度和振動(dòng)數(shù)據(jù)的變化判斷堆垛機(jī)的健康程度，做到提前維修，防止故障擴(kuò)大化。

4.3 做好堆垛機(jī)的管理與維護(hù)

4.3.1 規(guī)范堆垛機(jī)日常維護(hù)工作

定期檢查堆垛機(jī)的潤(rùn)滑效果，調(diào)節(jié)提升鏈條的松緊度，確保貨叉的伸縮效果，確保緊固件的穩(wěn)固性。

4.3.2 加強(qiáng)倉庫管理標(biāo)準(zhǔn)化

貨品入庫前檢查貨品堆垛效果，保證貨形規(guī)范，在庫中做好倉庫環(huán)境檢查， 保證堆垛機(jī)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(wěn)固與安全。

4.3.3 優(yōu)化堆垛機(jī)控制策略

尋求堆垛機(jī)控制的最優(yōu)策略，均衡倉庫內(nèi)各堆垛機(jī)的作業(yè)量，達(dá)到運(yùn)行里程、左右伸叉比、運(yùn)載重量的相對(duì)平衡，確保機(jī)械磨損程度的統(tǒng)一，保證載貨臺(tái)受力的均衡。

5 結(jié)語

堆垛機(jī)的管理與故障診斷處理是一項(xiàng)系統(tǒng)性的工程，結(jié)合某倉庫中所使用堆垛機(jī)的實(shí)際情況確定了堆垛機(jī)可靠性的影響因素，并基于此提出了堆垛機(jī)全壽命周期可靠性管理體系。從而為企業(yè)提供了一種切實(shí)有效的方案，解決了企業(yè)的相關(guān)問題，也為堆垛機(jī)可靠性的研究提供了一定的理論價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]袁慶霓，王凌琳，劉葉艷.雙立柱巷道堆垛機(jī)速度控制方法研究.機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2016（5）：103-106.

[2]張梁，張方，秦遠(yuǎn)田，等.雙立柱式堆垛機(jī)碰撞振動(dòng)與仿真分析.振動(dòng).測(cè)試與診斷，2018（6）：1143-1147.

[3]王軍見，孫江宏，官端陽，等.基于FMECA與FTA的立式磨床可靠性分析[J].制造技術(shù)與機(jī)床，2014（1）：56-59.