箱裝產品自動裝卸車技術發展現狀

胡禎 楊志軍

關鍵詞：紙箱;自動裝卸;整垛;整車

0引言

隨著中國進入老齡化社會，以及政府居民工資收入倍增計劃的實施，各地最低工資標準每年都在逐步提高，致使目前中國的勞動力成本越來越高。普通裝卸車作業絕大多數在室外完成，時常遭遇炎熱、寒冷等惡劣天氣，作業環境差。裝車過程勞動強度大，年青人不愿意從事。而伴隨公司規模的發展，需要在有限的收發貨空間里實現更多的裝卸流量，即提升裝車效率。

目前市場上有較多的袋裝產品裝卸車設備，如國外的BEUMER、FLSMIDTH、HAVER，國內的明度、海燕等。袋裝產品最快可實現3000包/h的裝車效率，車輛的適應性也越來越高。而針對箱裝產品的自動裝車產品卻比較少見，效率也很低。

本文從實際情況分析了箱裝產品裝卸的難點，系統梳理了一下目前收集到的箱裝產品自動裝卸車的設備信息，并對收集到的設備進行分類，從主要技術指標上進行了對比，為裝卸車設備的研究和選擇提供了參考。

1自動裝卸車的技術難點

從裝卸過程看，實現箱裝產品的自動化裝卸車有以下技術難點。

（1）箱裝產品多樣，碼放規則復雜

箱裝產品一般都需要保持固定的形態，很多箱裝產品都有向上、防壓、防擠壓、防碰撞等要求。一般企業的產品箱種類多樣，人工散碼時會根據箱體尺寸按特定規則碼放，即節省空間，又可保障運輸過程中貨物的穩固。這對自動裝卸車設備的品規兼容和編碼排布提出了很高的要求。

（2）貨車規格尺寸多變

如圖1所示，目前國內運輸貨車以集裝箱、平板車、高欄車、箱式車等為主，相互之間的尺寸偏差較大。許多企業都沒有自有的物流部門，造成裝運的貨車都是需要實時外叫的個體車輛，種類復雜。同時，即便是同種車輛，由于國內車輛改裝現象嚴重，細節尺寸都有一定的偏差，如表1所示。這些都造成裝載對象的復雜化，裝卸點定位困難。市面上所有的自動裝卸都配有激光掃描系統，用于進行車輛位置識別和定位。目前，應用成熟的自動裝卸車系統，車輛的定位和裝卸規劃都處于半自動化狀態。

（3）車輛?？科詈脱b卸動態偏差

一般裝卸車機都占有固定的位置，被裝卸車輛處于變換的狀態，非常重要的就是停車偏差。裝卸車系統都是采用引導線等輔助裝置幫助司機停車，保障一定的停車精度。同時，機構上也會配置一定范圍的兼容系統，允許一定的停車偏差，以減少停車時間。因為車輛都帶有懸架系統，裝卸過程中車輛會發生下沉或上浮，造成位置偏差，需配置實時的監測系統保障裝卸過程的連續進行。

（4）裝卸車效率的提升，裝載體積的犧牲

以某公司為例，人工裝載一車（約1500箱）產品的時間約為90min，約合3s一箱產品，裝車效率要求高。很多企業都期望自動裝車的效率至少比人工快1倍。由于人裝車靈活性高，車輛內空間基本被產品占滿，而采用自動裝車時，考慮機械結構的安全空間，一般都會留有一部分空間，造成體積空間上的浪費。

（5）快速裝卸等其他要求

企業在設計自動裝車時一般會考慮自動卸車，這要求設備在裝載時要考慮卸車的方便性。不同公司的產品特性不同，裝卸單元拾取結構也需定制研發。同時，不同公司的產品堆壓承載能力不同，運輸穩固性能不同，要求裝車設備能區分對待，這進一步增加了對自動裝卸車設備的要求。裝卸過程的信息化也是需要重點解決的問題。

2自動裝卸車典型方案形式及廠家

箱裝產品的自動裝車是將固定體積的箱子按特定的編碼規則有順序的碼放至固定尺寸空間的車廂內。按單次碼放箱子數量的多少，可分為自動單元裝卸、自動單排裝卸、自動單層裝卸、自動整垛裝卸、自動整車裝卸。

（1）自動單元裝卸

采用自動化機構進行單箱定位、單箱抓取、單次單箱裝卸。典型廠家如ULTRA、TEUN、美的、蘇州佰功自動化、浙江明度、意諾仕自動裝車機、武漢藍海燕自動裝車機等。圖2所示為TEUN自動裝卸車。

（2）自動單排裝卸

以沿車輛寬度方向的一列為裝載單元，先將單箱產品排列成單列，再進行裝載。典型的廠家如廣州圣益龍、Copal等。圖3所示為圣益龍自動裝車。

（3）自動單層裝卸以多列組成的單元層進行組合，再將單層組合進行一次裝載。典型的廠家如BEUMER、FLSMIDTH、HAVER等。

（4）自動整垛裝卸

直接將碼成垛的產品或重新組垛的產品以帶托盤或不帶托盤的方式進行裝車。典型的廠家如BEUMER、HAVER、FLSMIDTH、DAIFUKU、DF-DUROFELGUERA等。圖4所示為BEUMER自動裝車。

（5）自動整車裝卸

將單垛先在車輛外的線體上排列成裝車的形式，再采用自動小車或動力車板一次性將整車物料裝入車內。典型廠家有ANCRA、SECONCOMPO-NENTS、ACTIW等。針對整車裝卸，國內外有多種方式對車輛進行改造，增加動力滾筒或往復式移載結構。圖5所示為FLSMIDTH自動裝卸車。圖6所示為ANCRA自動裝車。

3自動裝卸車分析和展望

圖7所示為自動裝卸系統性流程，流程中每一步都需解決對應的問題。

表2所示為不同模式的裝車機的性能特點對比和適用范圍。實際情況中應根據產品特性和發貨需求選擇合適的裝車方式?；诒碇械膶Ρ?，企業可根據產品箱型大小、種類多少、裝卸量進行綜合選擇。根據對某企業的產品分析，以20尺柜裝卸為基準，整垛裝卸效率約是散碼裝卸效率的4倍，但同時整垛裝卸約會損失集裝箱體積的1/4。對于裝卸量大、箱體小的情況，可首先考慮實現標準整垛裝車的形式，再進一步實現自動化整垛或整車裝卸。對于裝卸量小、箱體大、品規相對有限的情況，可考慮機器人自動裝卸或單排、單層裝卸。

圍繞自動裝卸車，市場上已經在開發裝車排樣軟件、3D機器視覺識別系統、柔性拾取結構、通用搬運結構、物流載體標準化制訂等。隨著技術的成熟和標準化的發展，自動化裝卸車設備正在慢慢成熟。

4結束語

結合箱裝產品裝卸車過程的實際狀態，本文系統分析了箱裝產品自動裝卸車的技術難點。綜合目前國內外已有箱裝產品裝卸車設備，按裝載單元對市場上已有的自動裝卸設備進行了分類，并對其關鍵技術點進行了對比分析。文中列舉了自動裝車過程的流程步驟及每步中需要解決的問題?；诒疚牡姆治龊驼撌?，企業可參考選擇采購適合的自動裝卸車設備;也可全面了解自動裝卸車的難點和技術現狀，從而快速研發對應的裝卸設備。