参、输送设备

参、输送设备在仓库(物流中心)中使用最普遍的输送机就是单元负载式输送机及立体输送机。单元负载式输送机包括滚筒、皮带或链条等型式。这些输送机主要是用来做固定路径的输送。输送之单元负载包括栈板、纸箱或其它固定尺寸的物品，输送机型式的选择主要是基于物品的特性及系统的需求。单元负载式输送机的分类如图3-1所示。以动力源区分，可分为重力式(Gravity)及动力式(Powered)二种，重力式输送机即是利用欲输送物品本身的重量为动力，在一倾斜的输送机上，由上往下滑动。重力式输送机，因滚动转子的不同，可分为滚轮、滚筒及滚珠等三种型式。动力式轮送机，一般均以马达为动力。以传送的介质区分，主要可分为链条式、滚筒式及皮带式，以其应用而言，除最基本输送的功能之外，尚可做储积及分类等多种用途。立体输送机则以输送机空间所在位置区分，主要分为垂直、悬吊及地轨三大类。本章将探讨物流中心常用的各型单元负载式输送机及立体输送机之规格与应用方式，以期做为选用设计参考。图3-1单元负载式输送机之分类1重力输送机(GravityConveyor)重力输送机除了成本较低的优点外，且易于安装、扩充或配置上的变更。理论上重力输送机，在使用时需要两个倾斜角，一个倾斜角是做为负载的激活用，另一个倾斜角则是维持负载的滑动(图3-2)。但实际上在一输送机上不可能有两个倾斜角，因此就在较陡的激活角度与较不陡的滑动角度之间，取一折衷角度。但如此，在两个地方会特别有问题：(1)倾斜角度是以较轻的负载设计，却可能放有较重的负载。(2)第一个负载激活后，滚轮的摩擦力因旋转而变小，使得第二个负载滑动速度变快而追撞前一个负载。追撞之后，这两个负载结合有如一较重的负载，而加快滑行速度，这两种情况会导致负载滑行至输送机尾端，因撞击停止器而损坏或是伤及作业员。解决这些问题可使用速度控制器，但有其重量范围的限制，且增加成本。除了上述问题，重力式应是优先考虑最经济的方式。图3-2重力式输送机倾斜角的构成理论1.1重力式滚轮输送机重力式滚轮输送机(图3-3所示)，有时称为“溜冰鞋滑轮(SkateWheel)”。主要特点为重量轻，易于搬动，在转弯段部份，滚轮为独立转动。对于较轻的物品，滚轮的转动惯量较低。且组装、拆装快速容易。图3-3重力式滚轮输送机(1)应用范围对于一些表面较软的物品，如布袋，滚轮较滚筒型式有较佳的输送性。在这种应用，可选择排成一列的方式，如此物品会循迹滑动。底部有挖空的容器及篮子，则不适合使用滚轮输送机。为使物品输送平顺，在任何时候一物品至少要有五个滚轮以上支撑（分布在三支轴上），如图3-4所示。图3-4物品至少要有五个滚轮支撑(2)材质选择滚轮式输送机的骨架有钢及铝两种材质可供选用，铝的骨架材质用于负载较轻且可移动装设的情况，与钢骨架相较，其负载能力较小，而滚轮则有钢质、铝质、塑料之区分，一般钢质滚轮的负载能力为11～23kg，铝质的在4.5～18kg，塑料的则在10kg以下。(3)尺寸规格大部份的制造厂商提供输送机的内缘宽度为300mm、500mm及600mm，标准的长度为1.5m、2m、3m。每单位长度的滚轮数由经验决定，一般而言，对于较小的物品，需更多的滚轮，而滚轮排列由于其每一排滚轮数及交错排列之不同而有多种的型式组成，如图3-5所示。常用标准的滚轮输送机骨架是由两支60mm×25mm的型钢组合。滚轮需少许的油脂润滑。如使用的温度范围在0～38℃之外，则须向制造商洽询，以避免产生润滑的问题，另有特殊的滚轮输送机，可应用在较高或较低温度的环境。骨架的强度与负载的多寡及支撑架的距离有关。大部份制造商均会提供骨架容许变形量的表，如表3-1所示。计算时，如会超过容许的变形量，则可考虑增加支撑架，或使用不同的支撑方式。输送机的倾斜度与输送物品的重量及表面的条件有关。对于纸箱，平均的倾斜度是每3m高7.5cm。物品如较坚实，需要的倾斜角度较小。表面较软的物品则需要较大的倾斜角。经验及测试是决定最后倾斜角度的唯一方法，一般而言，如无减速装置，最大长度在12～15m。图3-5滚轮排列型式表3-1骨架负载变形量支撑距离每50kg负载变形量钢铝1,500mm0.326mm0.602mm3,000mm2.414mm5.284mm(4)功能模块滚轮输送机，依功用有多种应用模块，例如直送模块、转弯模块及分歧模块。不同功用模块的组合，可完整地满足系统需求。转弯模块一般有45°及90°的型式。滚轮平均的倾斜度只有直送模块的一半。因为在转弯模块的滚轮是独立旋转，而外侧的滚轮旋转较快，因此为维持物品的方向性，转弯内侧的半径至少需等于物品的最大长度。一般而言，较大的转弯半径，物品较易输送，而不会塞在转弯部份。计算转弯模块输送机之宽度公式如下图3-6所示。图3-6转弯模块之宽度尺寸规格分歧模块具有直送、左右送，可用于包裹的分送处理。可与重力式或动力式的系统相连接，以手动的方式用一杠杆控制分歧的滑道，或是利用遥控的方式，以按钮来控制。1.2重力式滚筒输送机滚筒式输送机的特点就是在于滚筒、轴、轴承、骨架、支撑架等组件的组合非常多样（图3-7），可满足各种不同的应用需求。选择组合的方式，需考虑输送的物品特性，安装的环境及设备的成本等条件。物品特性会影响输送的稳定性，一般至少需有三支滚筒同时接触物品(图3-8)。图3-7重力式滚筒输送机图3-8滚筒支撑数与物品输送稳定性的关系(1)应用范围重力式滚筒输送机的应用范围较滚轮式为广（表3-2）。一般不适用于滚轮的负载，如塑料篮、容器、桶形物等均适用于滚筒式输送机。虽然有一些模块的骨架及滚筒是使用铝质材料来减轻重量，但还是较滚轮输送机重，故并不适用于需常移动或拆装的场合。在重力式滚筒输送机的应用中，使用开放式或钢质遮蔽盖可避免增加轴承的摩擦力。虽然轴承的应用温度可高达170℃，但钢质遮蔽式的轴承，使用温度不能超过100℃，因为遮蔽盖会变形。在0℃～65℃的范围之外时，则需考虑到特别的润滑问题。在较高温度的使用场合，输送带上负载的间隔要加大，并且快速移动，以减少滚筒热量的吸收。而且最好有滚筒的散热装置。滚筒的负载能力是由轴承负载能力及滚筒的宽度决定。基本轴承负载能力（BasicBearingCapacity）是由经验公式及实验测试而定。而且是以宽度较窄的输送机来额定，如宽度增加时，则因轴的变形致使滚筒的负载能力下降，重力式滚筒输送机之负载能力与所选用的组件有很大关系。大部份制造商均会提供一输送机负载能力的分布表，依据滚筒、骨架、支撑架的组合方式而定。表3-2重力式输送机之应用输送物品建议型式说明倾斜角度(度)布袋滚轮间距较密5~20薄纸箱滚轮15-20轮/呎，18吋宽5~15硬纸箱滚轮或滚筒16-18轮/呎，18吋宽2~12木箱滚轮或滚筒10轮/呎，12吋宽2~8(2)选用设计(a)滚筒设计型式滚筒依环境及负载之不同需求而设计有开放式、遮蔽式、含油脂式等三种设计型式，开放式使用在一般室内场合，遮蔽式使用在灰尘较高或室外之场合，而较重负载及不方便润滑保修之场合比较适合采用含油脂式之设计。(b)滚筒组装方式滚筒因加工形状的不同有直压式、卷曲式及成型式三种组装方式，如图3-9所示，在骨架轨道上的滚筒组装，可高于或低于骨架，完全视应用的需求而定，如滚筒低于骨架轨道，则骨架轨道即可当导轨用，不需另装安全栏；但是如使用较宽的负载，因负载会与骨架干涉而无法使用。相对地滚筒高于骨架的方式，另装安全栏架，在应用上较具弹性。图3-9轴承与滚筒组装方式(3)骨架型式最普遍的骨架型式有槽钢，L型钢或平板成形的型式。以成形方式区分，可分为折弯成型（Formed）及构造用型钢（Structural），如图3-10所示。构造用型钢重量较重，强度较佳，用于重负载。通常在输送机的两侧是使用相同的型钢，利用撑梁加以焊接或螺栓固定。然而，有些特定需求的应用，两侧骨架的型式并非相同。图3-10骨架型式(4)功能模块(a)三支骨架之滚筒转弯模块：图3-11所示，装有较多的滚筒，具有较佳的输送性及负载能力且转弯时有较佳的循迹性。另外这种构造也有三支骨架鱼骨形式设计的模块(图3-12)，由于其有自动对正中心的循迹性，能使负载能在输送机的中心线上移动，最适合装在需对正的封箱机之前。(b)分歧接合模块：图3-13a所示，分歧接合模块可连接转弯或直送模块。(c)合流模块：转弯合流及直送合流二种，图3-13b、c所示。(d)歪斜模块：如图3-14所示，歪斜模块（SkewedRollerSection），可将负载移到输送机的一侧，以便于做条形码扫描、分类及累积等应用，一般按装于条形码读取机或动力推杆之前。(e)其它应用模块：例如悬吊于天花板之悬吊模块，图3-15所示(轻中负荷用)、双层式模块，图3-16所示(轻中负荷用)。图3-11三支骨架之滚筒转弯模块图3-12三支骨架鱼骨式设计的模块图3-13分歧与合流模块图3-14歪斜模块图3-15悬吊模块图3-16双层模块1.3重力式滚珠输送机滚珠输送机(图3-17)，是在一床台上装有可自由任意方向转动的万向滚珠，用于较硬表面的物品在输送机之间的传送。滚珠输送机使用时不需润滑，并且不能使用于有灰尘多的环境中。定期维护时，可清理灰尘及其它物质。在作业时，滚珠滚动会在物品的表面留下滚痕，如铜、软木材或高精度的钢板。(1)应用范围对于底部较软的物品，如湿的纸箱，或是栈板、桶状物及篮子等，则不适合使用滚珠输送机来传送。使用滚珠输送机来移动物品所需的力量大小与物品的重量及物品表面的硬度有相对关系。愈硬表面的物品愈容易移动，所需力量通常为5～15％负载的重量。图3-17滚珠输送机2动力输送机基本上，动力输送机的选择与重力输送机相同，是由物品的特性及系统的应用来决定。如物品具有不规则的表面，如邮包，则只能使用皮带式输送机，一般规则物品(纸箱、栈板)则可使用链条输送机或滚筒输送机。对于物品的间隔控制，储积释放应用及精确定位等应用，通常使用皮带式输送机。对于较重物品，则使用动力滚筒输送机，另物品的分类及储积，也常会使用动力滚筒输送机来应用。2.1动力式链条输送机动力式链条输送机(图3-18)可用于输送单元负载货物，如栈板、塑料箱，也可利用承载托板来输送其它形状物。动力链条输送机依输送链条所添装之附件的变化，可产生非常多的不同应用型式(滑动式、推杆式、滚动式、推板式、推块式...)，而在物流中心的使用则以滑动式(Sliding)及滚动式(Rolling)为主要两大型式。图3-18动力式链条输送机(1)滑动式链条输送机滑动式链条输送机是直接以链条承载货物(图3-19)，且链条两边板片直接在支撑轨道上滑行。由于链条承载了货物重量后，会与滑行轨道产生较大之摩擦阻力，故滑行轨道必须使用低摩擦系数且耐磨耗之材料，其适用于较轻的荷重及较短距离之输送。滑动式链条输送机其输送链条构造简单，维护容易，且成本低廉，但噪音大，动力损耗高又不耐荷重故已逐渐被滚动式链条输送机取代。图3-19滑动式链条输送机输送方式(2)滚动式链条输送机滚动式链条输送机是在承载链条上，每目之间再加装上一较高之承载滚子附件来承载货物。而链条是以滚子来与轨道滚动滑行(图3-20)。由于链条上之滚子与轨道是以滚动接触，摩擦阻力小，动力损耗低且可承载较重的荷重。其荷重能力与支架强度、链条大小及滚子尺寸、材质均有关系，而滚子材质一般为钢制，但有些场合为了降低噪音，而采用耐磨耗之工程塑料制造。另外承载货物之滚子与承载托板间，在输送堆积时会产生滑动及滚动两种方式接触，亦即当一般输送情况，货物在承载托板上，承载托板与承载滚子间因荷重产生摩擦力之故，而随着链条向前输送，一但承载托板堆满线后，则承载托板与承载滚子间便成打滑现象，而使滚子空转，链条继续向前移动，如此便可达到区段储积功能，而不需停止输送机。图3-20滚动式链条输送机输送方式(3)动力式链条输送机特点连续式运转，链条必须有轨道支撑。除输送方形规则物外，其它货品必须以承载托板输送。以承载托板输送时，必须加装承载托板的回收装置。输送速度慢构造简单，维护容易。可应用于自动仓库前段及装配、包装