6.2.3 Штабелирующие машины

Штабелирующая машина (штабелер) выполняет все необходимые перемещения грузоединиц в пределах склада: взятие поступившей на приемную позицию грузоединицы и перемещение ее в ячейку склада, взятие грузоединицы из ячейки склада и перемещение ее на позицию выдачи склада, перемещение грузоединиц из ячейки в ячейку (в отдельных случаях). Управляется штабелирующая машина от локального контроллера, обеспечивающего позиционное управление.

Для обслуживания стеллажных складов ГПС, в основном, используются крановые штабелеры, которые делятся на две группы:

• стеллажные краны-штабелеры,

• мостовые краны-штабелеры.

С хема стеллажного крана-штабе-лера показана на рис. 135. Кран имеет рельсовую тележку 2, перемещающуюся с помощью приводов по рельсу 1, уложенному на полу вдоль стеллажа-накопителя. На тележке закреплена вертикальная рама 5 с направляющими для перемещения каретки 3. Каретка 3 имеет привод для вертикального перемещения.

Каретка 3 снабжена выдвигающимся захватом 4, который может помещать груз в ячейку склада или извлекать груз из ячейки склада. Этот захват также имеет привод.

Для предотвращения опрокидывания конструкции верхняя часть рамы 5 опирается на направляющий рельс 6, закрепленный в верхней части обслуживаемого стеллажа. Этот рельс может быть связан с конструкцией стеллажа, или опираться на отдельные колонны.

Система приводов в совокупности с системой позиционного управления позволяет захвату 4 точно позиционировать по отношению к ячейкам обслуживаемого стеллажа-накопителя.

Стеллажные краны-штабелеры могут иметь высоту подъема до 20 м при грузоподъемности более 1000 кг. Например, кран-штабелер РШ-500 имеет скорость движения тележки до 65 м/мин, вертикальную скорость перемещения каретки до 18 м/мин, точность позиционирования в пределах  4 мм, наибольшую высоту обслуживания 5.2 м и грузоподъемность 500 кг. Типы и основные параметры кранов-штабелеров стандартизированы.

В качестве примера рассмотрим конструкцию и особенности крана-штабелера, используемого в автоматизированных стеллажных складах шинной промышленности (рис. 136).

Кран-штабелер перемещается по рельсу в проходе между стеллажами склада. Несущая конструкция крана-штабелера включает колонну 1 и основание 7. Боковые поверхности колонны 1 закрыты сплошным листом, а сзади и спереди предусмотрены траверсы, расположенные через определённый шаг. Траверсы соединены между собой диагональными профильными связями. Прямоугольное сечение колонны закрыто четырьмя квадратными пластинами, которые служат направляющими подвижной рамы 5 и противовеса 4.

Основание 7 состоит из двух швеллеров. Подвижная рама 5 состоит из двутавровых профилей закрытой конструкции и соединена с тяговой цепью 3 регулирующими пальцами. Рама оснащена направляющими катками, что позволяет легко отрегулировать её положение в стадии монтажа и эксплуатации.

На подвижной раме 5 размещен вилочный захват для грузов 2 и предусмотрены предохранительные устройства для непредвиденных падений рамы. Противовес 4, передвигающийся по направляющим, компенсирует вес подвижной рамы с вилочным захватом.

Для обеспечения безопасности на основании крана-штабелера предусмотрено решётчатое ограждение 6 высотой три метра от пола. Кран-штабелер опирается на два колеса, передвигающихся по рельсу. Привод осуществляется от электродвигателя постоянного тока.

Двигатель снабжён дисковым тормозом и тахометрическим устройством в комплекте с редуктором. Мотор-редуктор соединён с краном-штабелером упругой муфтой, смягчающей удары при пуске и перемене направления движения крана-штабелера.

Узел подъёма крана-штабелера включает самотормозящийся редуктор, который передаёт движение на тяговую цепь. Тяговые цепи разделены на две отдельные системы. Верхняя цепная система, идущая от подвижной рамы до противовеса, состоит из двойных цепей, служащих для поддержки подвижной рамы с грузом. Нижняя цепная система, идущая от подвижной рамы до противовеса через узел подъёма, состоит из двойной цепи, которая рассчитана на нагрузку, равную тяговой силе двигателя.

Колёса, действующие в продольном направлении, имеют постоянное межосевое расстояние; другие, работающие в поперечном направлении, установлены на эксцентриковой цапфе, которая позволяет регулировать зазоры, определяемые конструкцией самой колонны.

На верхнюю пластину несущего колеса монтируются колодки парашютного устройства, которые приводятся в действие и с помощью разрывного устройства цепи, и с помощью ограничителя скорости. При вращении колодки специальное устройство блокирует падение подвижной рамы 5. Ограничитель скорости также предназначен для защиты от падения подвижной рамы, но по причине остановки какого-нибудь передающего органа или выхода из строя тормоза двигателя.

Для снятия и укладки поддона на стеллажи и на рольганги торцевых участков предусмотрены телескопические вилочные захваты с обычной и двойной глубиной, заходящие под поддон, стоящий на ножках.

Для управления краном-штабелером предназначена стойка управления 8. В стойке управления находятся все силовые элементы, а также программируемый контроллер, имеющий средства для связи с системой управления всего склада. Имеется как автоматический, так и ручной режимы управления штабелером.

Кран-штабелер оснащён торцевыми системами безопасности на всех направлениях перемещения. Перемещение и быстрый подъём штабеллера-манипулятора возможны только в том случае, если его вилочный захват строго центрирован.

Наряду со стеллажными кранами-штабелерами находят применение мостовые краны-штабелеры. Мостовые краны-штабелеры могут обслуживать по 6–8 стеллажей и дополнительно выполнять погрузочно-разгрузочные работы вне зоны хранения, что является их преимуществом. Они не связаны непосредственно со стеллажами-накопителями. Однако серийные мостовые краны-штабелеры не имеют автоматического управления и при их использовании в автоматизированном складе необходима доработка системы управления.

Схема мостового крана-штабелера показана на рис. 137. Мостовой кран имеет раму 2, которая с помощью привода перемещается по рельсовым направляющим 1, закрепленным на колоннах или на консольных балках стен над оборудованием склада. Верхнее расположение всей конструкции позволяет экономить производственную площадь.

П о направляющим рамы 2 в поперечном направлении перемещается тележка 3, несущая вертикальную направляющую 4. По этой направляющей вертикально перемещается грузонесущая каретка 5 с вилочным захватом 6.

Три взаимно перпендикулярных перемещения позволяют реализовать декартову систему координат в пространстве склада. В этой системе координат можно обеспечить требуемые траектории перемещения грузонесущей каретки с захватом, что позволяет обслуживать несколько стеллажей.

Для мостовых кранов-штабелеров пролет моста L может достигать 31500 мм, высота H – до 16200 мм, грузоподъемность – до 12500 кг. Мостовые краны штабелеры выпускаются серийно рядом отечественных предприятий.