自動化立體倉庫機械結構設計論文
摘 要:現階段我國的立體倉庫行業迅速發展,但是與發達國家還存在較大的差距,故本文從技術難點及解決方案、工藝流程和主要機械結構與設計參數進行了深入的探討。
關鍵詞:自動化;立體倉庫;機械結構
一、技術難點及解決方案
1.1有效降低噪音的措施
采用運行平穩性高、傳動噪音低的功能部件。比如:在輸送區間的所有范圍內,安裝有非金屬導向裝置,輸送輥采用非金屬材料,這樣,托盤的金屬導輪在運輸過程中,既避免了與金屬材料接觸而產生噪音,又保證了運行平穩、可靠。此外,鏈輪、傳動輪和導向輥輪等運動部件,均采用非金屬材料制作,為降低噪音提供了有力保障。
1.2對環境污染物的有效防護
由于生產工藝對廠房有較高的潔凈度要求。因此設備設計中,采取技術措施,盡可能減少生產中對環境的.附加污染。在動力傳動部位下方,安裝異物接收裝置,對粉塵、油污等異物進行收集;采用集中的供氣和排氣方式,避免對環境造成二次污染。
1.3減少沖擊震動的措施
選用導向平衡裝置,采用伺服電機,安裝直線運動導軌或導輪,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,均會有效地降低設備運行中所產生的沖擊震動。
1.4堆棧車停位精度和重復精度
在重量、高速、長距離運行條件、堆疊停車精度和可重復性的要求高、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,同時根據生產的要求,必須達到最大速度在運行過程120米/分鐘,必須保持穩定,光滑的,而且是可行的。在關鍵設備中,采用伺服電機驅動,直線導軌和導向輪導向結構,并對堆棧軌道車的位置進行精確控制。選用高精度元器件,確保設備停位快速、準確。
二、工藝流程
立體倉庫系統的主要工藝是:將前一級平面物流中承載產品的托盤存入到庫中的承載架上,經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中。立體倉庫系統中主要對象為一個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備。在自動運行時,平面物流通過提升機將承載產品的托盤送入6層入庫暫存架,存滿后向堆棧車發出取托盤請求信號,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層出庫暫存架當中,完成動作后會向后一級平面物流發出托盤準備好信號,這時平面物流就會通過出庫提升機將出庫暫存架上的托盤取走。立體倉庫系統要求能夠自動、快速、可靠和高效地完成所有的存取動作,對機械結構的設計以及精度都有較高的要求。因此,為了達到設計目的,一個可靠、穩定和靈巧的機械結構設計是必不可少的。
三、主要機械結構與設計參數
3.1入庫/出庫
6層提升機設備由進料機構、垂直提升機構和機架3部分組成。進料機構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,根據生產工藝要求,逐一將其輸送到“入庫6層堆棧機”或從“出庫6層堆棧機”中取出。
a.設計參數。長輥輸送:長輥85mm;最大輸送速度:20m/min,變頻調速;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,設置導向裝置和配平裝置;停位點:6個;停位精度:±2.0mm。
b.安全防護措施。鏈傳動處安裝護板;提升區域的頂端和底端,安裝安全單元;外部有透明防護板;上部安裝檢查及維修用的梯子、安全欄桿和平臺。
c.架體結構。架體由鋁型材聯接和矩形管焊接組合而成,既輕巧、美觀和平直,又保證架體的強度和剛度。
3.2堆棧軌道車
設備由地面軌道、行走機構、垂直提升機構、6層搬運系統、定位升降機構、換向機構和機架組成,主要實現屏托組合在“平面物流線”與“承載架”之間的存取功能,保證精確、通暢、穩定、快速和可靠;并完成與相關設備的信息交換任務。每次最多可同時存取6層屏托組合。
a.設計參數。行走輸送:包膠輪300mm;輸送動力:11.0kW,減速比:1/11,伺服電機;行走導向:鋁型材導軌,導輪;提升動力:7.0kW,減速比:1/25,伺服電機;最大提升速度:15.7m/min;提升方式:鏈傳動,設置導向裝置和配平裝置;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;最大輸送速度:45.4m/min;傳動方式:齒輪齒條,直線導軌;定位升降動力:0.9kW,減速比:1/10;傳動方式:蝸輪蝸桿,導桿,直線軸承。
b.架體結構。架體由鋁型材聯接和矩形管焊接組合而成,既輕巧、美觀和平直,又保證架體的強度和剛度。提升區域的頂端和底端,安裝安全單元;行走車體設置操作維修平臺和安全護欄。
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,每兩列承載架設計為一套。承載架包含進出輸送和導向裝置。承載架的每列可同時放置12層屏托組合進行工藝處理。
a.設計參數。進出輸送: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.進出導向。將每個承載架進出口位置,設計為有坡度的開口結構,并安裝耐磨板,利于屏托組合的輸送,同時降低運行噪音。
c.架體結構。底架和上下兩段支架均由矩形管焊接而成,架體之間用高強度螺栓連接。承載架外側,設置操作維修平臺。
四、結束語
所設計的自動化立體倉庫機械結構已在國內著名電子企業成功投入使用,較好實現了系統的穩定、可靠、低噪和精確的運行。實際運行效果表明,立體倉庫機械結構系統安全、穩定,很好地適應了現場生產環境,滿足了各項生產需要,大大節約了人力和物力。
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