智能物流裝車系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化與改進(jìn)

文/鄢良國 姚敏 朱丹 孫荷琴 楊曉

近年來，作為自動(dòng)化物流中心的一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)，智能物流裝車系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展也呈現(xiàn)出智能化、網(wǎng)絡(luò)化、柔性化、輕型化、節(jié)能化和綠色環(huán)保等趨勢。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面強(qiáng)調(diào)模塊化、系列化和通用化，以提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低制造成本，縮短生產(chǎn)時(shí)間。用于某復(fù)烤廠成品煙包的智能物流裝車系統(tǒng)，主要用于生產(chǎn)基地和物流配送中心之間往返運(yùn)輸?shù)淖詣?dòng)化裝車中，可以根據(jù)不同形式（包括車廂長度、寬度、高度以及是否帶有前置轉(zhuǎn)向平臺(tái)）的平板拖車實(shí)現(xiàn)成品煙包的自動(dòng)放貨、堆碼。它還可以根據(jù)平板拖車所停置的不同位置，進(jìn)行自動(dòng)找位。可實(shí)現(xiàn)成品煙包從庫區(qū)到平板拖車的快速自動(dòng)裝車。該設(shè)備配置龍門橋架式走行結(jié)構(gòu)，同時(shí)集成帶有伸縮機(jī)構(gòu)的升降臺(tái)，通過走行、升降、伸縮卸載、自動(dòng)檢測等動(dòng)作，完成成品煙包以2×2或2×3垛型裝車的功能，能滿足不同寬度、長度和高度平板拖車的裝車需求。

一、智能物流裝車系統(tǒng)概述

某復(fù)烤廠擁有兩條12000kg/h的打葉復(fù)烤生產(chǎn)線，使用國內(nèi)最先進(jìn)的打葉復(fù)烤技術(shù)，預(yù)計(jì)年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力將達(dá)到120萬擔(dān)，所生產(chǎn)的成品煙包可滿足多家煙廠制絲生產(chǎn)線的原料需求。

成品煙包從成品高架庫經(jīng)堆垛機(jī)輸送至穿梭車系統(tǒng)，然后通過碼分裝置堆碼成所需煙垛垛型，最后輸出到煙包自動(dòng)裝車系統(tǒng)的裝車工位。裝車自動(dòng)化物流系統(tǒng)示意圖如圖1。系統(tǒng)具備上貨條件后，裝車機(jī)先空車自動(dòng)掃描采集車輛信息，主要測量出平板拖車車廂的長度、凸臺(tái)高度和長度，將此信息作為放置成品煙包的位置點(diǎn)。掃描完后，裝車機(jī)后退到接貨位置前，抬取輥道機(jī)上碼好的煙垛，上升到略高于平板車廂的位置，升降臺(tái)下降，置于貨叉兩邊的行程開關(guān)觸發(fā)信號，推出器推出煙垛，裝車機(jī)往后回退，完成第一垛煙垛的放貨過程。放完后，升降臺(tái)快速上升，裝車機(jī)迅速回退到原點(diǎn)，準(zhǔn)備第二垛放貨。循環(huán)放置，完成整個(gè)自動(dòng)裝車任務(wù)。

圖1：裝車自動(dòng)化物流系統(tǒng)示意圖

圖2：智能物流裝車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

二、智能物流裝車結(jié)構(gòu)組成

智能物流裝車系統(tǒng)由龍門橋架式走行裝置、升降臺(tái)、推出裝置、檢測系統(tǒng)和電控系統(tǒng)等組成，如圖2。

龍門橋架式走行裝置是承載其它部件的主體，由門架結(jié)構(gòu)、電葫蘆提升機(jī)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向立柱等組成。門架結(jié)構(gòu)由上部主梁平臺(tái)、支腿、下橫梁、直爬梯、上部平臺(tái)欄桿、行走檢測開關(guān)安裝桿及其附件等組成。各承載梁全部采用型鋼或焊接箱形梁等部件組成。為便于安裝和調(diào)整，主梁平臺(tái)與支腿的連接，支腿與下橫梁的連接均用螺栓連接。門機(jī)的提升機(jī)構(gòu)采用電動(dòng)葫蘆+導(dǎo)向滑輪+鋼絲繩+動(dòng)滑輪等。運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用分別驅(qū)動(dòng)形式，即在兩邊的下橫梁上，各設(shè)一個(gè)主動(dòng)車輪和一個(gè)被動(dòng)車輪，每個(gè)主動(dòng)車輪各有一套獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)。導(dǎo)向立柱與導(dǎo)向輪間保持一定的間隙。升降臺(tái)采用鋼管焊接而成，上下四周分別裝有導(dǎo)輪，可沿安裝在龍門架上的導(dǎo)向柱上下升降。推出裝置采用液壓驅(qū)動(dòng)推板技術(shù)，推力為3T，推出行程為800mm，同時(shí)設(shè)有左右平移機(jī)構(gòu)，偏移距離為260mm。煙包在貨叉上和推出的狀態(tài)示意圖，如圖3、圖4。

圖3：煙包在貨叉上的狀態(tài)示意圖

圖4：煙包在貨叉上被推出的狀態(tài)示意圖

圖5：外層煙箱損壞圖

圖6：煙包在貨叉上被推出狀態(tài)示意圖

圖7：貨叉端部增加輥?zhàn)?/p>

圖8：加寬加高推板尺寸

三、智能物流裝車系統(tǒng)存在的主要問題

智能物流裝車系統(tǒng)所輸送的物料為成品煙包，它是由內(nèi)外兩層箱體分裝而成，中間為預(yù)裝好的煙包。具體結(jié)構(gòu)如圖3。在實(shí)際設(shè)備調(diào)試過程中，發(fā)現(xiàn)當(dāng)推出裝置將煙包推出脫離叉體時(shí)（如圖4），外層箱體易被叉體端頭掛爛。

四、故障問題分析

針對現(xiàn)場對智能物流裝車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的具體分析，認(rèn)為該推出裝置在運(yùn)行過程中，由于推板與煙包相對接觸面較小，導(dǎo)致在推動(dòng)物料過程中，煙包下部受力不均勻，局部受力較大，在煙包與貨叉分離瞬間，外層煙箱受力最大，就會(huì)出現(xiàn)如圖5所示的煙箱損壞現(xiàn)象。另外，煙箱在貨叉上的運(yùn)動(dòng)屬于滑動(dòng)摩擦（如圖6），受力也較大，也是煙箱損壞的原因之一。

五、解決方案及措施

根據(jù)出現(xiàn)的問題及分析，得出以下兩個(gè)解決方案：

第一，在貨叉端部增加輥?zhàn)?，將原有的滑?dòng)摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)闈L動(dòng)摩擦，減小煙包與貨叉的受力情況（如圖7）。

第二，加寬加高推板尺寸，加大推板與煙包的受力面積，改善推板與煙包的受力狀況，特別是減小推板和貨叉之間的空隙（如圖8）。

六、結(jié)論

通過兩方面的結(jié)構(gòu)優(yōu)化改進(jìn)，該系統(tǒng)裝車效果明顯，沒有出現(xiàn)損壞煙包的現(xiàn)象。該系統(tǒng)能顯著減少物流作業(yè)人員和降低勞動(dòng)強(qiáng)度，大幅提高搬運(yùn)效率；自動(dòng)化的封閉作業(yè)環(huán)境，減少了不安全的因素，確保作業(yè)人員工作環(huán)境更安全。智能成品煙包裝車系統(tǒng)通常用于生產(chǎn)基地和物流配送中心之間的往返運(yùn)輸，可顯著減少裝貨時(shí)間。