码垛技术全解读电源柜

码垛技术全解读

难以想象一个没有货盘和码垛的现代配送系统是什么样子？除了单包裹运输之外，几乎所有东西（不管数量是多少）都会装在一个货盘内，或是组合进一个紧凑的高密度负载内来进行运输。人们将货盘堆起来，放置在架子上，用多种不同方法来处理，目的就是快速和有效地来配送产品。货盘能让大件散装物料的处理变得极其简单，在商店、仓库和其他任何要移动产品的地方，叉车叉着货盘四处奔走已成了最常见的风景。

码垛货盘——轻便的平台

若要用一个词来形容货盘和它所装载的产品，那这个词就是简单。货盘是商品的放置点，是用来运输的平台。典型的码放产品，如纸箱、袋、罐和瓶等等，都比货盘小。对于所有小型产品来说，货盘是一种空间有效、操作简单的运输机制。货盘可用木头，塑料，金属或是瓦楞牛皮纸板制造而成，通常是矩形，标准尺寸为40英寸×48英寸。人们将产品排列成紧凑格式，有序地装进货盘，从而在整个配送系统中获得操作高效性。这个排列格式需与货盘的形状吻合，能在保持负载物结构强度的同时，让货盘的空间得到优化利用。

包装工程师必须在熟知配送系统、运输方法和产品的储

藏需求之后，才能决定货盘的装载设计以及如何来码垛产品。最初，人们采用手工码垛来按特定的格式堆放产品。手工码垛是将产品堆放在货盘上的最万能的方法，但只在低速码垛时才有效；自动化单产品单货盘格式码垛由人工码垛发展而来；之后，高位码垛机面世，速度可跟上每分钟生产50到60箱（甚至更多）产品的高速生产线，它能快速地将纸箱定位和码放到货盘上。大多数高位码垛机每分钟能码6层产品，这一类型的码垛系统已从上世纪中叶诞生时的性能平平，不断发展和扩张到今天的具备多种产品放置和排列手段。

码垛机——不仅仅是将产品放置在货盘上

今天各行业所广泛采用的码垛机共分四种基本设计或是类型。它们是高位码垛机、低位码垛机、关节杆机器人和台架式码垛机（台架式码垛机也可采用机器手臂或起重机的配置来抓放产品到货盘上）。

除了这四种基本类型外，还有很多其他类型经过特殊设计的码垛机。这些类型针对特殊的产品或生产情况而设计，如空罐或空瓶的大批量码垛机，用来码放袋、小桶和大桶装产品的混合码垛机。这类码垛机都是整个市场的一小部分，而在四种基本型码垛机中，高位或低位码垛机有时候被认为是固定自动化码垛机（不移动的机器），是被高速生产所采用频率最高的两种。高位和低位码垛机之间的区别在于货盘最初是如何排列，以及之后产品是如何堆放的。

高位码垛机这个词形象地形容了机器是如何工作的。高位码垛机是在货盘上方的一定高度或是水平上接收需要码垛产品的。空白货盘从一个料仓或是积聚站下到码垛机，机器将货盘撑开并且定位在一个托盘之下；产品装入托盘，并且组合成一层或一列；码垛机轻轻地将已经组合好的产品层或产品列放置到位于它们下面的货盘上；随后码垛机继续组合第二层产品，改变纸箱的排列格式与货盘格式相匹配，有的时候层与层之间会插入一片纸制或是纸板用来将上下层隔离开；之后，货盘和第一层产品会往下降一层，这样第二层产品就可以放置到第一层产品上。货盘不断下降，一层接一层的产品不断码高直到完成指定数量；码好的货盘随后缓慢降落到地面水平，传送机或是叉车负责将它们运送到其他捆扎或是拉伸裹包等工作台，然后才运输出厂。如此往复。

Columbia Machine公司（华盛顿州，温哥华）的Ted Yeigh说：“在所有的码垛生产中，货盘的第一层码放和接下来产品层的码放是至关重要的。”当产品放置到货盘上，但并不和货盘的标准尺寸相吻合的时候，要么会过大超出货盘的边，要么会过小够不着货盘的边。码垛机必须将每层产品精确地放置在正确的位置上，从而将以上两种问题降到最低。

与高位码垛机相比，低位码垛机的尺寸更小。低位码垛机上的货盘既不用升高也不用降低，产品层和产品列都是在与地面临近的水平上成形。每层产品都是在一个托盘上成形后，然后被抬起，后降低放置到固定好的货盘上。之后，托盘回到起始点用来装载下一层产品。货盘装载完毕后，码垛机将其卸下，另一个空白货盘代替其原位置，如此往复。低位码垛机一般每分钟能码垛2到3层产品到一个货盘上。

机器人码垛机，不管是关节杆式还是台架式，在过去十年来不断涌现。机器人码垛机通常被看做是抓取和放置系统，它能从一个或多个地点抓起一个或多个纸箱，然后将它们放置到货盘上预先设置好的地点。基本的计算能力，加上可集成传感器来识别产品的变化，使机器人码垛机成为一个智能系统，能识别和区分出多种产品；一台机器人能让多条生产线实现自动化，将多条生产线的出货口布置在一个机器人工位旁边，机器人能识别和处理多种产品；机器人码垛还能生产多种尺寸和形状各异的货盘。机器人的可旋转或是可移动能力铸就了这些优点——这是传统的固定位置高或低水平码垛机所不具备的。一般来说，机器人码垛机要比传统码垛系统慢，因为它们一次可能只抓取一个箱子，或是因为它们要同时发挥多个功能，一般来说，机器人码垛系统的速度在每分钟15到30个箱子之间。

所有的机器人，如果所安装的机械臂不一样，它们的码垛定位也是不一样的。较小，较轻的产品或应用一般采用具有多轴能力的关节杆。较重的产品则要用到大型臂或台架式臂，但这两类机械臂的移动轴数比较有限。这种区别不是绝对的，你能在不同的机器人码垛操作中找到带有很多变量的交叉例子。

特殊码垛机是最后一个类型。它为特殊产品或材料处理而设计。散装码垛机是这类机器中最常见的。散装码垛机的典型包装应用是制造和装载空罐，从而利于将罐子从制罐机运输到灌装机。码垛机在制造地点采用最少量的包装堆空罐进行码垛，然后送往灌装机。罐

子非常适合在此类散装操作，它们具有内在的高纵向坚韧度。金属罐一层一层组合码放在货盘上，层与层之间插入一张衬板。每列码好的罐子都是捆扎好的，确保其稳定性，之后，货盘运送到灌装机。这时，码垛机反过来将这些散装罐从货盘上卸下来，放置到灌装线上。

码垛机——发展空间巨大

过去十年来，码垛设备经历了几次较大的变革，来跟上供应链不同部分的不同需求。“新式人机界面控制器正在改变传统和机器人码垛机，”Yeigh说：“这些控制器能快速重新装配机器，从而在一台机器上处理不同尺寸的箱子、货盘格式和产品层。”

这种计算机化的控制器还增强了数据收集和报告能力。实时生产报告、警告报告和停机报告是客户用来改进其生产应具备的几个基本性能，其他的信息，如小时产量报告则对供给链来说具有重大意义。很多这类新机器还提供了机器的全部图表和操作手册，这让操作人员在面临故障时能够轻松简单搞定，而不用再劳烦设备供应商了。

在很多情况下，这种电脑界面可让操作员或机械师不再为机器故障或预防性维护而揪心。这些界面让码垛机制造商们生产出速度更快，能处理小尺寸箱子的机器。

Yeigh说：“很多以前用大纸盒的商店现在开始使用较小的纸箱，或是不再钟情于传统纸箱，而开始采用收缩裹包，这对码垛机的性能和处理能力提出了新要求。”制造商和零售商都试图减少废料和包装，以最小量的包装来给消费者提供最大量的产品。

人机界面还使码垛机变得极其多功能。“一个机器人单元能同时为4到5条生产线码垛，因为它们能适应多变的产品，而且它们一般一次只抓取一个或两个包装单元，”Priority One公司（马里兰州，Bel Air）的Harry Horni说：“这赋予它们最大化的灵活性，来同时制造不同的货盘格式。”

机器人码垛机，尤其是台架式码垛机，正在进入很多配送中心。这类机器人能为多条生产线和大量库存单元服务。“一个台架式机器人能搞定多条生产线，15条或更多，而且能生产出让配送更有效的多层式‘彩虹货盘’。彩虹货盘指的是每层容纳不同产品的货盘，”Horni说：“这些系统能实现软饮料等产品的箱子码放过程的完全自动化，而在软饮料领域，不同的商店需求不同的口味，和不同的进货量。”

经过人体工程学设计是码垛机带给小型制造商的另外一个巨大优势。Brenton Engineering公司（明尼苏达州，亚历山大）的销售渠道和新产品开发经理Dave Mathews说：“手工码垛中工人要重复性地抬起和旋转产品，而一台码垛机，不论是传统低水平还是机器人，都能将人体工程学问题降到最小。”制造商们越来越意识到这点优势，为了给雇员提供人体工程学方面的改进，很多制造商开始在工厂内安装码垛机。

码垛机还有很大的改进空间，其纸箱或是单位级别产品的组织性能还需进一步的改进。今天的供给链越来越复杂，速度越来越快，码垛机面临的挑战是让这个旧理念，在产品处理和配送的新方法面前，显得仍然是新颖和有用的。

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