双立柱堆垛机故障诊断关键技术研究
李东升
摘? 要：现代物流需要现代仓储体系相配套，现代仓储体系是自动化、高效化的有机结合。双立柱堆垛机是应用于现代立体仓库的重要设备之一，其承担着立体仓库货物的出、入库，在减少仓库的作业人员的同时提高货物的出、入库效率。为了保障双立柱堆垛机的安全、高效的运行，需要积极地做好双立柱堆垛机的研究与分析，尤其是出现在双立柱堆垛机上的各类故障更需要做好记录与分析，并采取针对性的措施予以解决。
关键词：堆垛机;FMECA;FTA;可靠性
中图分类号：TH246? ? ? ? ? ? ? 文献标志码：A
0 前言
现代自动化立体仓库中的核心设备是堆垛机，这种设备主要负责各种材料、物质与耗材的自动出库入库工作，而且，这种设备的广泛使用，可以有效地减轻装卸工人的劳动强度，大幅提升仓储运行效率，管理效益和企业效益显著提高。随着堆垛机使用时间的延长，现场维护与故障诊断费用不断提高，故障时间长、响应时间慢等弊端慢慢显现，因此，应着重对堆垛机故障关键技术进行研究，缩减故障时间，发挥技术人员的优势，确保堆垛机顺利开展装配与运输作业。
1 双立柱配置堆垛机的功能与所存在的问题
准确的说，堆垛机的全称是双立柱自动实现过程堆垛机，是自动化仓库必不可少的运输设备，最主要的功能就是自动运输与存取货物，这种自动运输与存取功能的实现，需要多种内在技术综合发挥作用，这些技术涉及机械、电器、信息、通信与网络等领域，因此，堆垛机本质上是集这些技术于一体的高度集成化设备。但是，任何事物都是辩证的，堆垛机也不例外，其内在技术才会出现一些问题，这就需要技术人员保持高度警惕，降低事故发生率，避免给企业带来不必要的损失，从理论上来说，双立柱堆垛机可能会在以下这些领域中出现故障。
1.1 机械模块的持续运行问题
堆垛机在持续运动的过程中，其内置的机械模块会出现一些问题，主要问题如下。1）作业过程中堆垛机的一些核心会出现剧烈振动。2）堆垛机地轨、行走轮与导向轮磨损严重，进而干扰驱动机构的电流稳定，进而发生行走变频情况而触发报警装置。3） 持续作业中货叉伸缩系统容易出现故障，会出现传送带卡死、抱死的情况。4）传输装置中提升机构系统容易发生故障，随着货物堆放地点的变动，堆垛机的工作地点也会发生变动，电机驱动电流会持续变大，触动报警装置，堆垛机会发生急停故障。
1.2 控制系统模块可靠性问题
在运输作业过程中变频器系统会发生故障，发出报警信号，会干扰运输工作的正常进行;在对货物摆放位置的随机分配过程中，控制系统缺乏对货物堆放的整体控制程序，会出现货物堆放混乱情况。
1.3 电控系统模块可靠性问题
堆垛机系统块经常有报警错误的情况，导致出入库作业时有中断。
1.4 信息通信系统的稳定性问题
由于信息通信的问题，指令系统有时收不到控制中心传达的信号，一些指令就会延误操作，造成了出入库停滞。
1.5 堆垛机系统稳定性分析
作为一个高度集中的操作系统，堆垛机系统的稳定性主要依赖于各个子系统的有效合作，只有各个子系统保持稳定运转，堆垛机的核心控制系统才会使系统稳定与可靠地运行。
2 基于FMECA与FTA堆垛机可靠性分析
以6台堆垛机的现场实际故障记录为例对堆垛机的故障进行归类分析。6台堆垛机在1個月内共计发生了116次故障，结合故障的特点与危害性进行归类分析后发现产生的故障包括机械、电气、系统等多个方面，且一般性故障较多也较为普遍，影响严重的故障所占的比例较少。在故障处理方面通过采取加强堆垛机摩擦、工作距离、伸叉纵横比、加大运载荷载和延长路由器指令时间等的措施，可以有效地增强堆垛机运行的可靠性。
3 做好堆垛机机械结构的强化与处理
通过对堆垛机出现的故障进行分析，其最严重的故障属于机械故障，且多发生于堆垛机的行走机构，堆垛机行走机构故障将容易引起堆垛机的强烈振动，从而使堆垛机机械结构磨损加剧，通过对堆垛机进行检查后发现，堆垛机滑动轮会发生磨损的主要原因是作业过程中的装置震动，为了有效地解决这个技术性难题，就需要技术人员加大对发生磨损的原因分析，延长行走轮、滑动轮的生命周期，科学界定更换滑动轮的几何阈值，制定出合理的定期更换期限。通过对某仓库中所使用的一批堆垛机行走轮进行拆卸、测量后发现，使用一段时间后的行走轮使用后，圆柱度、直线度都发生了很大的改变，由于重压的作用导致行走轮的圆柱度改变了3～5倍，从而使堆垛机行走轮在运动过程中与铁轨之间产生了较大的冲击，且这一冲击现象在持续加重，增加了堆垛机行走轮的径向磨损和径向振动;堆垛机行走轮的直线度改变在磨损区域，引起了滑动轮轴承振动频率的大幅度提升，滑动轮界面上也出现了扁平摩擦痕迹，造成了滑面的不平整，这是由于重载和接触面不平滑导致的，上述磨痕的存在造成了堆垛机滑动轮和运行轨道上出现了不太吻合的情况，加重了堆垛机运行装置的故障发生率。为了提高堆垛机行走轮的运行效率与运行质量，需要对堆垛机行走轮建立“健康”档案，通过记录堆垛机行走轮的使用时间及定期巡检所测得的行走轮的圆柱度、直线度等的数据，确定合理的堆垛机行走轮更换时间，保障堆垛机的安全运行。
4 堆垛机可靠性管理体系的提出
通过对影响堆垛机运行可靠性的主要影响因素进行分析，提出了针对性的改进优化措施，通过制定专业性、科学性的管理体系，提高堆垛机运行的可靠性。
4.1 改善堆垛机运行环境
堆垛机是高集成的机电设备，其对于运行环境有一定的要求，良好的运行环境将有助于提高堆垛机使用的可靠性与安全性。在仓库管理中需要做好日常记录，仓库定期清理， 保持堆垛机激光测距仪、反光板的清洁。
4.2 建立堆垛机重要运行参数监测系统
堆垛机运行过程中涉及众多的结构件与控制模块，通过对堆垛机中所使用的变频器的电流、电压、温度等参数进行记录分析将有助于了解堆垛机的实际运行情况及可能存在的问题。上述这些参数的细微变化都能够反映出堆垛机机械受力的改变，而机械受力最好的数据则体现在振动上。因此通过建立堆垛机变频器电流、电压、温度监测体系，建立堆垛机运行的振动监测标准，根据电流、电压、温度和振动数据的变化判断堆垛机的健康程度，做到提前维修，防止故障扩大化。
4.3 做好堆垛机的管理与维护
4.3.1 规范堆垛机日常维护工作
定期检查堆垛机的润滑效果，调节提升链条的松紧度，确保货叉的伸缩效果，确保紧固件的稳固性。
4.3.2 加强仓库管理标准化
货品入库前检查货品堆垛效果，保证货形规范，在库中做好仓库环境检查， 保证堆垛机巷道的整洁性、畅通性，做好仓库货架货品检查工作，确保货品的稳固与安全。
4.3.3 优化堆垛机控制策略
寻求堆垛机控制的最优策略，均衡仓库内各堆垛机的作业量，达到运行里程、左右伸叉比、运载重量的相对平衡，确保机械磨损程度的统一，保证载货台受力的均衡。
5 结语
堆垛机的管理与故障诊断处理是一项系统性的工程，结合某仓库中所使用堆垛机的实际情况确定了堆垛机可靠性的影响因素，并基于此提出了堆垛机全寿命周期可靠性管理体系。从而为企业提供了一种切实有效的方案，解决了企业的相关问题，也为堆垛机可靠性的研究提供了一定的理论价值。
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