堆垛機是自動化立體倉庫中最關鍵的組成設備，具有節約用地和人力、作業迅速準確等優點，其性能直接影響整個自動化立體倉庫系統的能力，同時，其成本也決定著自動化立體倉庫的建設投入。近年來，隨著煙草企業管理水平的不斷提高和對于降本增效的需求，建設一個既能滿足系統需求又相對經濟的自動化立體倉庫成為必須解決的問題。

　　堆垛機發展至今，其功能和結構已經非常成熟，單機生產成本的控制空間已非常有限。但在某些特殊領域，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，轉軌堆垛機系統應運而生。事實上，它更多的是一種堆垛機全新的應用理念，而不僅是堆垛機單機的發展與創新。

　　轉軌堆垛機系統的工作方式

　　轉軌堆垛機系統的工作方式具有如下特點：

　　直軌段工作方式

　　轉軌堆垛機系統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有兩組導輪，與立柱上部安裝的導輪共同防止堆垛機左右偏擺，走行電機驅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，在提升電機的驅動下，載貨臺以立柱表面的軌道作為升降導軌導向，在鋼絲繩的牽引下完成載貨臺的升降運動；貨叉電機驅動一套運動倍增機構，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協調控制下，完成本巷道托盤載荷的出、入庫工作。

　　轉軌工作方式

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

　　當堆垛機需要從A1軌道切換到A2軌道運行時，相應的轉軌裝置根據系統指令將ab段彎軌道接上A2軌道和B轉軌直段，堆垛機即可以運行到A2巷道進行出入庫作業。

　　當堆垛機需要從A1軌道切換到A3軌道運行時，A2巷道對應的轉軌裝置根據系統指令將ab段彎軌道與B轉軌段斷開，A3巷道對應的轉軌裝置根據系統指令將ab段彎軌道接上A3軌道和B轉軌直段，堆垛機可以順利通過A2巷道的轉軌裝置運行到A3巷道，進行出入庫作業。

　　經過系統對于轉軌裝置的切換，實現堆垛機在任意巷道間的切換，根據實際需要運行到相應的巷道進行出入庫作業。

　　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，在庫區兩頭進行出入庫作業，系統出入庫作業能力最大，但投資高。適用于出入庫頻繁的立體倉庫系統。

　　(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，在能滿足系統出入庫能力需求的前提下，兩個巷道只需要一臺堆垛機，節省了一定的資金投入，但如果堆垛機出現故障，兩個巷道均無法進行出入庫作業。通過這種布置，堆垛機只能在立庫一端進行出入庫作業。

　　轉軌堆垛機的軌道布置模式

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

　　從以上布置模式可以看出，轉軌堆垛機系統應用的最大優點在于多巷道配置少量堆垛機，并且可以實現一臺堆垛機故障時其他堆垛機替代作業，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，由于要安裝換軌裝置，立庫將占用更大的空間等。因此，轉軌堆垛機系統只能應用于某些特殊自動化立體倉庫中。

　　轉軌堆垛機系統的應用

　　以下介紹轉軌堆垛機系統在濟南煙廠應急物流系統的應用。

　　濟南煙廠根據實際生產情況，需要建立一個應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；②配置8個巷道(根據滿足存量、庫房空間結構計算)；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，根據堆垛機參數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，任何時候不影響出入庫作業。

　　如果按一般直軌布置設計，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，一臺故障則本巷道內的物料無法進行出入庫作業。

　　如果按U型軌道布置設計，本立庫配置4臺堆垛機，堆垛機能力與系統要求剛好匹配，相對于一般直軌布置節約了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。

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

　　轉軌堆垛機系統的展望

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