當前土地資源越來越緊缺，現代化物流系統對場地、效率要求越來越高，立體存儲及輸送設備大量運用，但目前在垂直方向輸送貨物的設備要么效率不高，要么單口進、單口出，往往需要多臺設備才能滿足要求，占用場地很大。為解決該問題，新型垂直提升機的研發由此而生。

 

一、快速提升機的工作原理

1、特點：單臺提升機實現與多層輸送設備對接，同時可進貨和出貨，達到以前多臺只有單一進口、出口提升機的功能。其特點在于：

(1)單臺提升機實現多層貨物可同時進出；

(2)貨物接駁快速，實現滿托盤輸送；

(3)改變流程布局，空間利用率提高。

 

2、對比優勢：通常的鏈條托盤提升機直接通過外部設備把貨物送入提升機托盤，提升機內沒有動力機構進行接駁（如圖1所示），此類提升機只有1個入口和1個出口，要接駁多層設備時，需要在不同的地方安裝多臺同類提升機；也有能夠實現多層貨物同時進出的提升機，其接駁機構為翻叉式，翻叉動作幅度大，動作時間長，運行軌跡與提升機托盤上的貨物有交叉，需要避讓，因此貨物在不同層同時入出時，不能實現滿托盤輸送。

 

3、機械構造：本新型提升機如圖2所示，升降左右分開，通過多組鏈條的排布實現同體布局，托盤固定在鏈條上隨鏈條一起運行，始終保持水平姿態，以左升右降為例，貨物可從左邊任意位置進入提升機，鏈條帶動托盤把貨物從提升機左邊，經過頂部輸送到提升機右邊，然后下降，實現貨物從左邊的任意高度到右邊的任意高度的輸送，只需在進出口的位置安裝接駁機構，與外部設備對接即可。

 

圖1單一入出口鏈條托盤提升機

 

圖2多層同入同出提升機

 

 

為了實現多層同時進出，提升機托盤設計成井字形框架結構。根據系統流程需要，我們在對應外部設備的接口位置（如圖２中的①、②、③等位置）設置入口或出口；并在箭頭①指向處設置入口接駁機構，箭頭②指向處設置出口接駁機構，實現提升機與外部設備的對接。接駁機構如圖３所示，托盤可從該機構中間穿過，左右兩部分可自由伸縮，這兩部分的距離變化實時可控。若設定可變距離為Ｌ，則：當Ｌ＝ａ距離時，為接送貨物距離（小于貨物尺寸，機構托住貨物）；當Ｌ＝ｂ距離時，為貨物通過需要的安全距離（大于貨物尺寸，貨物可從中間穿過）。此時只要使接駁裝置的可變距離在ａ、ｂ距離間互相切換，即可實現貨物路徑選擇，要么通過接駁機構接貨裝置進出提升機，要么直接穿過接駁機構到達下一個接駁口位置，同理同一臺提升機，只要根據外部輸送設備的布置位置，就可以安裝多個接駁機構，滿足層間接駁，實現各層同時進出提升機。對外部輸送設備的布置，應滿足提升機最小響應時間，即接駁機構從ａ距離到ｂ距離或從ｂ距離到ａ距離，位移的變化必須在下一個托盤到來之前完成，時間須小于托盤間距減去貨物高度后，提升機在該段位移的運行時間，最小響應時間決定著提升機的效率。

 

 

圖3 提升機接駁機構

二、提升機作業描述

1、作業過程

以左升右降布局提升機為例，現設定外部有３層入口和３層出口。提升機開機運行后，有貨物同時在３個入口層都需要進入提升機，此時系統只需要判斷貨物所在設備層對應的提升機托盤，是否已經有貨存在，如果為空托盤則判斷可以進入提升機，啟動接駁機構，切換接駁機構可變距離到ａ距離，開啟接貨電機，貨物送入提升機內，３個層的貨物，只要是滿足托盤判空條件，可以在同一時間進入提升機；然后提升機做循環運轉，空托盤周而復始經過各個層，實現貨物不間斷滿盤進入提升機，完成入口動作。

 

貨物進入提升機，經運送到達指定出口層時，貨物需要出提升機，此時系統把出口處的接駁機構可變距離切換到ａ距離，開啟送貨電機，貨物到達立即被輸送出提升機，而提升機托盤則穿過接駁機構，變成空托盤狀態進入下一個輸送循環；如果貨物經過某層，系統判斷該層不需出貨，而是需要到下一層，則系統把接駁機構可變距離切換到ｂ距離，此時貨物和托盤都可以穿過的接駁機構。此過程周而復始，提升機便可不斷把貨物送出到指定層，完成提升機出口動作。

 

2、控制原理

本提升機采用PLC控制，提升電機采用變頻器驅動，編碼器跟蹤同步算法，系統實時采樣跟蹤托盤信息，每次貨物進出提升機，控制系統自動記錄和刪除托盤上的貨物信息，此信息是提升機系統判定指揮貨物進出的重要依據。接駁機構的控制，接駁機構在系統發出判定進或出的指令后，立即啟動可變距離切換，并在切換完成檢測到信號后，反饋給主控，啟動外部輸送設備接貨或送貨動作，如接駁機構切換動作未能在最小響應時間完成，則立即報警停機。

 

3、控制要點

(1)需要準確計算貨物的進出提升機時間；

(2)電氣設備響應時間短，減小最小響應時間；

(3)提升機升降線速度需與接駁機構動作時間匹配；

(4)貨物信息跟蹤判斷必須準確，需核心算法保證；

(5)托盤有清空處理，否則不能實現滿托盤。

 

三、新型垂直提升機的應用分析

該提升機擁有多進口、多出口的特點，在場地受限的項目非常適合，本提升機的運行速度最小2.7秒每托盤，每小時輸送貨物大于1300件，單臺即能滿足大多物流系統的需求。而對于立體存儲的貨物，以當前流行的箱式貨架儲分系統為例，一個巷道采用一臺傳統往復式提升機，每次一個往復動作搬運一件貨物（采用雙貨位時可以搬運兩件），提升效率均值每小時最大600多件（最新型的往復式提升機采用伺服驅動雙貨位模式，每小時能搬運600多件），效率低；業務量大時，多層貨架經常需要同時入庫出庫，貨物等待滯留嚴重，提升機環節成為效率瓶頸，如果采用本新型快速多層提升機，多層貨物可以同時實現快速入庫出庫，大大減小貨物排隊等待時間。由此可以看出，在類似工況下，該提升機能產生更高的效率，節約更多的空間，為流程設計提供多樣的布局方案。在銜接不同層高的物流輸送設備及倉儲系統儲分一體設備方面，更具優勢，應用前景廣泛。

 

通過以上分析，在當前物流概念與自動化技術結合越來越緊密，效率、場地要求越來越高的情況下，本文介紹的用于對接不同層高設備的新型快速垂直提升機，實現了不同層貨物的同時進出，節省了空間，提高了效率，為我們在今后的倉儲物流、分揀物流、工業物流等各種物流領域，做規劃時提供更多的解決方案和裝備選擇。