堆垛機是自動化立體倉庫中最關(guān)鍵的組成設(shè)備，具有節(jié)約用地和人力、作業(yè)迅速準(zhǔn)確等優(yōu)點，其性能直接影響整個自動化立體倉庫系統(tǒng)的能力，同時，其成本也決定著自動化立體倉庫的建設(shè)投入。近年來，隨著煙草企業(yè)管理水平的不斷提高和對于降本增效的需求，建設(shè)一個既能滿足系統(tǒng)需求又相對經(jīng)濟的自動化立體倉庫成為必須解決的問題。

　　堆垛機發(fā)展至今，其功能和結(jié)構(gòu)已經(jīng)非常成熟，單機生產(chǎn)成本的控制空間已非常有限。但在某些特殊領(lǐng)域，如果一臺堆垛機能在兩個或者多個巷道自動運行并滿足系統(tǒng)需求，將在很大程度上降低自動化立體倉庫的成本投入。

　　基于這樣的背景，轉(zhuǎn)軌堆垛機系統(tǒng)應(yīng)運而生。事實上，它更多的是一種堆垛機全新的應(yīng)用理念，而不僅是堆垛機單機的發(fā)展與創(chuàng)新。

　　轉(zhuǎn)軌堆垛機系統(tǒng)的工作方式

　　轉(zhuǎn)軌堆垛機系統(tǒng)的工作方式具有如下特點：

　　直軌段工作方式

　　轉(zhuǎn)軌堆垛機系統(tǒng)直軌段工作方式同一般直軌堆垛機。堆垛機底架裝有兩個走行輪支承整機重量運行，前后走行輪附近分別設(shè)有兩組導(dǎo)輪，與立柱上部安裝的導(dǎo)輪共同防止堆垛機左右偏擺，走行電機驅(qū)動的走行輪使堆垛機沿天地軌方向運動；升降臺被提升鋼絲繩懸掛，在提升電機的驅(qū)動下，載貨臺以立柱表面的軌道作為升降導(dǎo)軌導(dǎo)向，在鋼絲繩的牽引下完成載貨臺的升降運動；貨叉電機驅(qū)動一套運動倍增機構(gòu)，使上叉體完成左右存、取托盤運動。三種運動分別在電控系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制下，完成本巷道托盤載荷的出、入庫工作。

　　轉(zhuǎn)軌工作方式

　　以四巷道為例，A1、A2、A3、A4段為巷道直軌段，當(dāng)堆垛機在相應(yīng)軌道上運行時同一般直軌堆垛機；B段為轉(zhuǎn)軌直段，與A1、A4段以彎道連接，與A2、A3段以轉(zhuǎn)軌裝置連接。轉(zhuǎn)軌裝置中含有ab段彎軌道和cd段直軌道。

　　當(dāng)堆垛機需要從A1軌道切換到A2軌道運行時，相應(yīng)的轉(zhuǎn)軌裝置根據(jù)系統(tǒng)指令將ab段彎軌道接上A2軌道和B轉(zhuǎn)軌直段，堆垛機即可以運行到A2巷道進行出入庫作業(yè)。

　　當(dāng)堆垛機需要從A1軌道切換到A3軌道運行時，A2巷道對應(yīng)的轉(zhuǎn)軌裝置根據(jù)系統(tǒng)指令將ab段彎軌道與B轉(zhuǎn)軌段斷開，A3巷道對應(yīng)的轉(zhuǎn)軌裝置根據(jù)系統(tǒng)指令將ab段彎軌道接上A3軌道和B轉(zhuǎn)軌直段，堆垛機可以順利通過A2巷道的轉(zhuǎn)軌裝置運行到A3巷道，進行出入庫作業(yè)。

　　經(jīng)過系統(tǒng)對于轉(zhuǎn)軌裝置的切換，實現(xiàn)堆垛機在任意巷道間的切換，根據(jù)實際需要運行到相應(yīng)的巷道進行出入庫作業(yè)。

　　軌道布置模式及特點

　　普通堆垛機的軌道布置模式

　　(1)一般直軌堆垛機

　　一般直軌堆垛機只在固定的巷道中運行，即每個巷道必須配置一臺堆垛機。通過這種配置，在庫區(qū)兩頭進行出入庫作業(yè)，系統(tǒng)出入庫作業(yè)能力最大，但投資高。適用于出入庫頻繁的立體倉庫系統(tǒng)。

　　(2)U型軌堆垛機

　　U型布置可以讓一臺堆垛機在2個巷道內(nèi)自由運行，無需軌道切換，堆垛機直接從一個巷道(A1)運行到另一個巷道(A2)即可。相比于一般直軌堆垛機，在能滿足系統(tǒng)出入庫能力需求的前提下，兩個巷道只需要一臺堆垛機，節(jié)省了一定的資金投入，但如果堆垛機出現(xiàn)故障，兩個巷道均無法進行出入庫作業(yè)。通過這種布置，堆垛機只能在立庫一端進行出入庫作業(yè)。

　　轉(zhuǎn)軌堆垛機的軌道布置模式

　　A1巷道與A2、A3、A4巷道分別構(gòu)成三個U型軌模式，一臺堆垛機可以根據(jù)需要在任意的巷道中作業(yè)，布局中的各個堆垛機之間可以進行互備，一臺出現(xiàn)故障時，其他堆垛機可以替代作業(yè)。系統(tǒng)可以根據(jù)實際需要配置少于巷道數(shù)的堆垛機臺數(shù)。例如，四個巷道可以分別配置1臺、2臺、3臺堆垛機，在滿足系統(tǒng)作業(yè)能力需求的前提下，達到配置，并降低系統(tǒng)建設(shè)成本。

　　從以上布置模式可以看出，轉(zhuǎn)軌堆垛機系統(tǒng)應(yīng)用的最大優(yōu)點在于多巷道配置少量堆垛機，并且可以實現(xiàn)一臺堆垛機故障時其他堆垛機替代作業(yè)，從而不影響本巷道物料的出入庫，既滿足自動化立體倉庫的自動搬運功能，又能大大降低成本。但同時，從布置模式上也可以看到一些缺陷，例如，只能在立庫一端進行出入庫作業(yè)，由于要安裝換軌裝置，立庫將占用更大的空間等。因此，轉(zhuǎn)軌堆垛機系統(tǒng)只能應(yīng)用于某些特殊自動化立體倉庫中。

　　轉(zhuǎn)軌堆垛機系統(tǒng)的應(yīng)用

　　以下介紹轉(zhuǎn)軌堆垛機系統(tǒng)在濟南煙廠應(yīng)急物流系統(tǒng)的應(yīng)用。

　　濟南煙廠根據(jù)實際生產(chǎn)情況，需要建立一個應(yīng)急物流自動化立體倉庫。基本要求包括：①允許立庫一端完成出入庫作業(yè)；②配置8個巷道(根據(jù)滿足存量、庫房空間結(jié)構(gòu)計算)；③出入庫流量200個物料單元/小時(普通單臺堆垛機能處理的較合理流量在50個物料單元/小時左右，根據(jù)堆垛機參數(shù)等其他因素略有差別)；④要求在某一臺堆垛機故障時，其他堆垛機能代替作業(yè)，任何時候不影響出入庫作業(yè)。

　　如果按一般直軌布置設(shè)計，本立庫需要配置8臺堆垛機。而8臺堆垛機能滿足本系統(tǒng)需求能力的兩倍以上，堆垛機能力資源浪費很大，而且不同的巷道間堆垛機不能互換作業(yè)，一臺故障則本巷道內(nèi)的物料無法進行出入庫作業(yè)。

　　如果按U型軌道布置設(shè)計，本立庫配置4臺堆垛機，堆垛機能力與系統(tǒng)要求剛好匹配，相對于一般直軌布置節(jié)約了4臺堆垛機。但如果一臺堆垛機故障，將有兩個巷道無法進行出入庫作業(yè)。

　　在實際設(shè)計中，濟南煙廠采用了轉(zhuǎn)軌堆垛機系統(tǒng)軌道布置，8個巷道配置4臺堆垛機，在滿足系統(tǒng)出入庫能力需求的前提下節(jié)省了4臺堆垛機，而且堆垛機互換性非常高，根據(jù)系統(tǒng)調(diào)度，可以實現(xiàn)任意堆垛機完成其他任意堆垛機需要完成的任務(wù)。最終方案同時彌補了一般直軌布置設(shè)計和U型軌道布置設(shè)計的缺點，最大限度地發(fā)揮了堆垛機能力資源，同時也合理地節(jié)約了大量資金。目前，該系統(tǒng)已正式投入運行，運行情況良好。

　　轉(zhuǎn)軌堆垛機系統(tǒng)的展望

　　截至目前，轉(zhuǎn)軌堆垛機還沒有實現(xiàn)載貨轉(zhuǎn)軌，在轉(zhuǎn)軌直段沒有實現(xiàn)物料存取。期待堆垛機的發(fā)展能解決這一難題，屆時，轉(zhuǎn)軌堆垛機系統(tǒng)將能實現(xiàn)立庫兩端進行存取物料作業(yè)，自動化立體倉庫的功能將得到更好的開發(fā)和利用。