CC BY
17
УДК 625.08
АВТОМАТИЗАЦИЯ РАБОЧЕГО ЦИКЛА ВИЛОЧНОГО ПОГРУЗЧИКА
Семенов Дмитрий Александрович
Аспирант, Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет semyonov. d@inbox. ш
В данной статье основным направлением исследования является процесс автоматизации рабочего цикла вилочного погрузчика. В работе описывается конструкция машины, принцип работы, анализируются тенденции развития погрузчиков, на основе которых предлагается модернизация машины путем изменения системы управления. В завершении иллюстрируется алгоритм работы беспилотного погрузчика и делаются соответствующие выводы.
Ключевые слова: складское помещение, вилочный погрузчик, цифровизация, автоматизация.
AUTOMATION OF FORKLIFT WORK CYCLE
Semenov Dmitry Alexandrovich
Postgraduate student, St. Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering semyonov.d@inbox.ru
In this article, the main focus of research is the process of automating the working cycle of a forklift. The paper describes the design of the machine, the principle of operation, analyzes the trends in the development of loaders, on the basis of which it is proposed to modernize the machine by changing the control system. At the end, the operation algorithm of the unmanned loader is illustrated and the corresponding conclusions are drawn.
Keywords: warehouse, forklift, digitaliz
Складские помещения являются неотъемлемой частью логистических процессов в каждой стране. В свою очередь склады подразделяются на несколько классов в зависимости от условий хранения продукции, площади территории и транспортной доступности. Однако, класс помещения не влияет на производительность работ, за это отвечают машины и персонал, которые непосредственно осуществляют весь цикл по сборке, транспортировке и погрузке продукции. Основной машиной, работающей в условиях склада, является вилочный погрузчик.
Задачи, которые ставятся в данной исследовательской работе, заключаются в изменении системы управления машины, с помощью которой погрузчик сможет выполнять свои функциональные задачи без участия оператора.
Методы исследования: сравнение, индукция, наблюдение, анализ и синтез.
Вилочный погрузчик представляет собой малогабаритную погрузочно-
, automation.
разгрузочную технику, рабочий орган которой представлен в виде грузозахватных вил, предназначенных для погрузки, разгрузки и транспортировки паллетов. Защищает паллет от опрокидывания защитная решетка, установленная на каретке погрузчика, совместно каретка и вилы крепятся к мачте. В общем виде каретка, мачта и вилы представляют собой рабочий узел машины. По другую сторону мачта крепится к корпусу погрузчика. Помимо рабочего узла, в конструкцию машины также входит и узел управления, представленный в виде кабины, подкапотного пространства и противовеса. Подробная конструктивная схема
представлена на рис. 1 [1-2].
По сравнению с другими подъемно-транспортными машинами, вилочный погрузчик является простой по конструкции и управлению техникой, которая работает за счет функционирования гидравлической системы (гидравлические цилиндры отвечают за рабочий узел автокара).
Рис. 2. Конструктивная
Как и любая другая техника, вилочные погрузчики имеют свою цепочку развития. Прежде всего, это переход машины с двигателей внутренних сгораний на электрические силовые установки, увеличение высоты поднятия вил, изменение габаритных размеров в меньшую сторону. На данный момент пришла новая тенденция развития -автоматизация. Само понятие вошло в постоянный обиход инженеров
машиностроительной отрасли ещё в начале XXI века, но лишь порядка двух лет назад сумело дойти до складских помещений. С помощью автоматизации пытаются решить сразу две задачи - увеличить производительность работы вилочных погрузчиков и сократить персонал для получения большей финансовой прибыли организации. Актуальностью такой тенденции послужило не столь широкое распространение по миру беспилотных вилочных погрузчиков, а скорее всемирная пандемия, из-за которой предприятиям приходилось останавливать своё производство, потеря финансов и нехватка кадров принесла свои плоды [4-6].
Автоматизация рабочего цикла вилочного погрузчика позволила бы сократить штат операторов в складском помещении в соотношении 3 к 1, поскольку необходима лишь одна трудовая единица, которая осуществляла бы контроль за передвижением машин и давала им то или иное задание.
По сравнению с транспортными средствами городского назначения, легковые и грузовые автомобили, процесс беспилотного управления в случае с вилочными погрузчиками облегчается за счет того, что само по себе складское помещение является закрытой ограниченной территорией, на которой весьма мала вероятность появления случайного фактора. В тоже время необходимо понимать, что складское помещение чаще является замкнутым, отстраненным от окружающей среды, а значит, возникают вопросы с выбором системы навигации. Для таких целей чащей всего применяются такие
схема вилочного погрузчика
системы геопозиционирования как LiFi или IPS (indoor position system).
Помимо разумного подхода к выбору навигационных систем, необходимо учесть и другие параметры для автоматизации:
• год выпуска вилочного погрузчика (он должен быть не старше 5 лет);
• компоненты дополненной реальности (стереоскопические камеры);
• дополнительное оборудование (датчик движения, датчик веса);
• программное обеспечение (программный код).
При учете вышеперечисленных компонентов процесс автоматизации рабочего цикла вилочного погрузчика будет успешно реализован. При этом, не обязательно использовать опытный образец в качестве эксперимента, достаточно будет создать цифровой прототип и визуализировать описанный подход, а уже после получения положительного результата с полной уверенность переносить технологию в реальное время.
Сама по себе работа вилочного погрузчика при автоматизированном цикле будет заключаться в следующем алгоритме: за работу машины будет отвечать блок управления, которому будут даваться входные параметры от оператора, находящегося на расстоянии. Под входными параметрами подразумевается поставленная задача, которую необходимо реализовать технике. После чего посредством системы навигации блок управления выбирает оптимальный маршрут следования, затем передает сигналы на органы управления с помощью измененного программного кода. За процессом работы следит ранее упомянутый оператор. В случае возникновения непредвиденных чрезвычайных ситуаций оператор вправе отключить у погрузчика автоматизированный цикл и перевести машину в ручной режим работы (или резервный) и исключить возникновение более серьезных происшествий. Данный алгоритм проиллюстрирован на рис.2.
Рис. 2. Алгоритм работы автоматизированного погрузчика
По итогам успешной реализации
данного алгоритма на выходе получается
продукт, способный в полной мере повысить
производительность вилочного погрузчика,
при этом снизить финансовую нагрузку на рабочий персонал, что является двойным положительным эффектом для предприятия.
ЛИТЕРАТУРА
1. Шестопалов К.К. Подъемно-транспортные, строительные и дорожные машины и оборудование/ К.К.Шестопалов. - Академия, 2017 г. - 325 с. - Текст: непосредственный.
2. Семенов Д.А. Современные тенденции развития вилочных погрузчиков / Д.А.Семенов. - Текст: непосредственный // Грузовик. - 2021. - №5. - С.36-40.
3. Минин В.В. Концепция повышения эффективности универсальных малогабаритных погрузчиков / В.В.Минин. - Инфра-М, 2020. - 304 с. - Текст: непосредственный.
4. Федотов П.И. Подъемно-транспортные машины / П.И.Федотов. - Издательство АСВ, 2019. - 200с. - Текст: непосредственный.
5. Яхонтов Ю.А. Подъемно-транспортные и погрузочные машины / Ю.А.Яхонтов, Н.В.Сергеева. - Издательство МИСиС, 2020. - 164 с. - Текст: непосредственный.
6. Фразелли Э. Мировые стандарты складской логистики / Э.Фразелли. - Альпина
Паблишер, 2021 г. - 336 с. - Текст: непосредственный.
