托盘立库堆垛机如何做到更高更快更强？

2022-05-23 14:45

垛机属于托盘立库系统的老大哥，主要应用于工厂物流。工厂用户的需求主要体现在三个方面：存储密度，吞吐量，定制化。因此，为了满足用户的需求，更高，更快，更强成为了堆垛机发展的方向。

1、存储密度——更高——防摇

为了满足客户对于存储密度的需求，在同等占地面积下存储更多的物品，货架越来越高，堆垛机的高度也随之从常规的20米发展到40米。对于堆垛机设备厂商而言，立柱的晃动会影响堆垛机取放托盘的精度，因此防摇成为必须要解决的问题。

堆垛机的防摇是一个很难解决的问题，因为载货台的高度不确定，货物的重量不确定，等众多因素叠加在一起，导致堆垛机立柱每次晃动的幅度与频率无法确定。可见，通过S曲线等形式是无法从根本上解决堆垛机立柱的晃动问题。

目前国内有部分厂家采用在天轨上加电机的形式来解决摇晃的问题。从硬件角度来看，这种形式成本高，布线复杂等。从电气控制角度来看，负荷分配，主从控制都是比较难解决的问题。而且这种方式从本质上来说，无法保证堆垛机在停止后立柱处于垂直状态。可见这并不是最优的选择。

其实这件事情可以交给驱动器来实现，通过驱动器内部的算法，在不影响堆垛机工作效率，不需要更多的硬件投入的情况下，通过防摇的功能包来解决堆垛机的防摇问题。如此一来，硬件设计和电气调试都变得简单，同时设备维护及故障处理都更便捷

2、吞吐量——更快——双驱

要想提高托盘立库系统的吞吐量，除了合理的流程规划外，还要提高每一个单体设备的工作效率。对于堆垛机这种设备工艺而言，其每次作业运行方向行走的距离相比于提升方向要远很多，因此缩短运行方向的定位时间，成为了提高堆垛机单机工作效率的首选。

要想缩短运行方向的定位时间，就需要更大的速度和加速度。堆垛机运行方向通常采用钢轮和钢轨，通过钢轮与钢轨间的摩擦获得前进的动力。对于这种材质而言，其摩擦系数较小。随着设备长时间运行，金属与金属长时间的摩擦，其接触面就会越来越光滑，能给运行方向提供动力的摩擦力也就越来越小。

同时更大的加速度，就需要更大的动力，选择更大功率的电机来提供更大的输出扭矩。一方面随着电机功率的增大，电机的体积也随之增大，不易于安装，另一方面，为了减小电机体积，就会考虑使用伺服电机，硬件成本随之增高。即使电机扭矩达到了，由于摩擦力不足，还会出现轮子打滑的问题。

运行方向采用双电机驱动可以很好的解决上述的问题，一方面双驱可以提供更大的摩擦力，另一方面根据负荷分配，电机的功率也随之变�。子诎沧�。但是另一个问题又随之而来，双驱电机采用哪种主从控制形式呢？

转矩同步可以保证前后两个轮子出力的一致性，但是由于堆垛机立柱在加减速过程的前后倾倒，前后轮轨道接触面不同等因素，会导致两个轮子的刚性连接不稳定，有出现从动轮飞车的风险。长期运行下来可能出现的现象就是运行钢轮与钢轨磨损严重。

速度同步可以保证主从两个电机的轴输出转速一致，但是由于加工精度以及长时间运行磨损程度不同，前后轮子的轮径就会不同，这样无法保证前后两个轮子的线速度一致性。同时由于两个驱动有独立的速度环，无法保证两者的出力一致性，会有电机较劲的情况。长期运行下来，可能会出现电机发热等现象。

位置同步一方面硬件投入成本高，另一方面对于堆垛机的机构与运行环境很难实现。

一拖二的形式是把两个电机等效为一个电机模型，用一台驱动器来进行控制，前后两个驱动的同步性完全靠机械结构来保证，无法通过电气来实现负荷平衡分配。同时变频器的功率较大，体积较大，不易于安装，成本更高。

对于转弯堆垛机的应用场景我们还要考虑更多的因素，比如弯内与弯外的速度差，出力方向不一致等因素。

综上所述，若要实现高速堆垛机，一种可靠的主从控制方案是必须要解决的问题。选择可方案可靠，经验成熟与案例丰富的产品厂家就尤为关键。

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