自動化立體倉庫機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計論文
摘 要:現(xiàn)階段我國的立體倉庫行業(yè)迅速發(fā)展,但是與發(fā)達(dá)國家還存在較大的差距,故本文從技術(shù)難點及解決方案、工藝流程和主要機(jī)械結(jié)構(gòu)與設(shè)計參數(shù)進(jìn)行了深入的探討。
關(guān)鍵詞:自動化;立體倉庫;機(jī)械結(jié)構(gòu)
一、技術(shù)難點及解決方案
1.1有效降低噪音的措施
采用運行平穩(wěn)性高、傳動噪音低的功能部件。比如:在輸送區(qū)間的所有范圍內(nèi),安裝有非金屬導(dǎo)向裝置,輸送輥采用非金屬材料,這樣,托盤的金屬導(dǎo)輪在運輸過程中,既避免了與金屬材料接觸而產(chǎn)生噪音,又保證了運行平穩(wěn)、可靠。此外,鏈輪、傳動輪和導(dǎo)向輥輪等運動部件,均采用非金屬材料制作,為降低噪音提供了有力保障。
1.2對環(huán)境污染物的有效防護(hù)
由于生產(chǎn)工藝對廠房有較高的潔凈度要求。因此設(shè)備設(shè)計中,采取技術(shù)措施,盡可能減少生產(chǎn)中對環(huán)境的.附加污染。在動力傳動部位下方,安裝異物接收裝置,對粉塵、油污等異物進(jìn)行收集;采用集中的供氣和排氣方式,避免對環(huán)境造成二次污染。
1.3減少沖擊震動的措施
選用導(dǎo)向平衡裝置,采用伺服電機(jī),安裝直線運動導(dǎo)軌或?qū)л?配置緩沖器件,在地基與地面之間,安裝防震墊等。所有這些措施,均會有效地降低設(shè)備運行中所產(chǎn)生的沖擊震動。
1.4堆棧車停位精度和重復(fù)精度
在重量、高速、長距離運行條件、堆疊停車精度和可重復(fù)性的要求高、堆場車輛重量超過10噸,高于10米,停止精度在40米停止錯誤不超過2毫米長長的鐵軌,同時根據(jù)生產(chǎn)的要求,必須達(dá)到最大速度在運行過程120米/分鐘,必須保持穩(wěn)定,光滑的,而且是可行的。在關(guān)鍵設(shè)備中,采用伺服電機(jī)驅(qū)動,直線導(dǎo)軌和導(dǎo)向輪導(dǎo)向結(jié)構(gòu),并對堆棧軌道車的位置進(jìn)行精確控制。選用高精度元器件,確保設(shè)備停位快速、準(zhǔn)確。
二、工藝流程
立體倉庫系統(tǒng)的主要工藝是:將前一級平面物流中承載產(chǎn)品的托盤存入到庫中的承載架上,經(jīng)過一段固定時間的工藝處理后將其取出,并放入到后面一級平面物流當(dāng)中。立體倉庫系統(tǒng)中主要對象為一個6層堆棧車,是一個可以完成在直線軌道上行使和升降動作,并且能夠一次性對6個托盤完成存入和取出動作的物流移送設(shè)備。在自動運行時,平面物流通過提升機(jī)將承載產(chǎn)品的托盤送入6層入庫暫存架,存滿后向堆棧車發(fā)出取托盤請求信號,堆棧車接到請求信號后取暫存架托盤,然后將托盤存入某一列承載架上。當(dāng)某一列承載架的托盤完成工藝處理后,堆棧車將其送入到6層出庫暫存架當(dāng)中,完成動作后會向后一級平面物流發(fā)出托盤準(zhǔn)備好信號,這時平面物流就會通過出庫提升機(jī)將出庫暫存架上的托盤取走。立體倉庫系統(tǒng)要求能夠自動、快速、可靠和高效地完成所有的存取動作,對機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計以及精度都有較高的要求。因此,為了達(dá)到設(shè)計目的,一個可靠、穩(wěn)定和靈巧的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計是必不可少的。
三、主要機(jī)械結(jié)構(gòu)與設(shè)計參數(shù)
3.1入庫/出庫
6層提升機(jī)設(shè)備由進(jìn)料機(jī)構(gòu)、垂直提升機(jī)構(gòu)和機(jī)架3部分組成。進(jìn)料機(jī)構(gòu)包含長輥輸送和動力傳動部分。主要功能是將最多為6組的屏托組合,根據(jù)生產(chǎn)工藝要求,逐一將其輸送到“入庫6層堆棧機(jī)”或從“出庫6層堆棧機(jī)”中取出。
a.設(shè)計參數(shù)。長輥輸送:長輥85mm;最大輸送速度:20m/min,變頻調(diào)速;傳動方式:鏈傳動;長輥輸送面平面度:±1.0mm;最大提升速度:40m/min;提升方式:鏈傳動,設(shè)置導(dǎo)向裝置和配平裝置;停位點:6個;停位精度:±2.0mm。
b.安全防護(hù)措施。鏈傳動處安裝護(hù)板;提升區(qū)域的頂端和底端,安裝安全單元;外部有透明防護(hù)板;上部安裝檢查及維修用的梯子、安全欄桿和平臺。
c.架體結(jié)構(gòu)。架體由鋁型材聯(lián)接和矩形管焊接組合而成,既輕巧、美觀和平直,又保證架體的強(qiáng)度和剛度。
3.2堆棧軌道車
設(shè)備由地面軌道、行走機(jī)構(gòu)、垂直提升機(jī)構(gòu)、6層搬運系統(tǒng)、定位升降機(jī)構(gòu)、換向機(jī)構(gòu)和機(jī)架組成,主要實現(xiàn)屏托組合在“平面物流線”與“承載架”之間的存取功能,保證精確、通暢、穩(wěn)定、快速和可靠;并完成與相關(guān)設(shè)備的信息交換任務(wù)。每次最多可同時存取6層屏托組合。
a.設(shè)計參數(shù)。行走輸送:包膠輪300mm;輸送動力:11.0kW,減速比:1/11,伺服電機(jī);行走導(dǎo)向:鋁型材導(dǎo)軌,導(dǎo)輪;提升動力:7.0kW,減速比:1/25,伺服電機(jī);最大提升速度:15.7m/min;提升方式:鏈傳動,設(shè)置導(dǎo)向裝置和配平裝置;停位點:2個;停位精度:±2.0mm;搬運動力:0.4kW,減速比:1/14,伺服電機(jī);最大輸送速度:45.4m/min;傳動方式:齒輪齒條,直線導(dǎo)軌;定位升降動力:0.9kW,減速比:1/10;傳動方式:蝸輪蝸桿,導(dǎo)桿,直線軸承。
b.架體結(jié)構(gòu)。架體由鋁型材聯(lián)接和矩形管焊接組合而成,既輕巧、美觀和平直,又保證架體的強(qiáng)度和剛度。提升區(qū)域的頂端和底端,安裝安全單元;行走車體設(shè)置操作維修平臺和安全護(hù)欄。
3.3承載架
承載架由底架和上下兩段支架組成,每段支架包含6層承載架,每兩列承載架設(shè)計為一套。承載架包含進(jìn)出輸送和導(dǎo)向裝置。承載架的每列可同時放置12層屏托組合進(jìn)行工藝處理。
a.設(shè)計參數(shù)。進(jìn)出輸送:采用萬向滾珠作為輸送面;輸送面平面度:±1.0mm;承載:150kg/一個承載架。
b.進(jìn)出導(dǎo)向。將每個承載架進(jìn)出口位置,設(shè)計為有坡度的開口結(jié)構(gòu),并安裝耐磨板,利于屏托組合的輸送,同時降低運行噪音。
c.架體結(jié)構(gòu)。底架和上下兩段支架均由矩形管焊接而成,架體之間用高強(qiáng)度螺栓連接。承載架外側(cè),設(shè)置操作維修平臺。
四、結(jié)束語
所設(shè)計的自動化立體倉庫機(jī)械結(jié)構(gòu)已在國內(nèi)著名電子企業(yè)成功投入使用,較好實現(xiàn)了系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠、低噪和精確的運行。實際運行效果表明,立體倉庫機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)安全、穩(wěn)定,很好地適應(yīng)了現(xiàn)場生產(chǎn)環(huán)境,滿足了各項生產(chǎn)需要,大大節(jié)約了人力和物力。
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