用于自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的輸送臺(tái)車(chē)設(shè)計(jì)

周強(qiáng)龍++饒金海++盧宗慧++滿(mǎn)運(yùn)超++魏鑫

摘 要：介紹了用于自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)中的輸送臺(tái)車(chē)的工作原理、作用和機(jī)構(gòu)組成，闡述了其各機(jī)構(gòu)及裝置的設(shè)計(jì)思路。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)；輸送臺(tái)車(chē)；機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)；檢測(cè)裝置設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：TH122 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）20-0088-02

引言

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)逐漸成熟，企業(yè)為追求集約化、高精度以及低人工成本等，自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)械設(shè)備被企業(yè)廣泛應(yīng)用。

自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)械設(shè)備是指自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)中進(jìn)行生產(chǎn)和輔助生產(chǎn)作業(yè)，保證自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)及作業(yè)安全所必需的各種機(jī)械設(shè)備的總稱(chēng)，而輸送臺(tái)車(chē)就屬于自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)械設(shè)備。

1 工作原理

輸送臺(tái)車(chē)是在自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)中用于入庫(kù)、出庫(kù)，輸送物料的自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)械設(shè)備，其是自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)輸送物流的接口。

輸送臺(tái)車(chē)主要是由金屬結(jié)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)、檢測(cè)裝置、稱(chēng)重模塊以及其他電氣控制系統(tǒng)等組成，如圖1所示。在自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)中，物料流轉(zhuǎn)到輸送臺(tái)車(chē)后，需要將物料平穩(wěn)的放到輸送臺(tái)車(chē)的金屬結(jié)構(gòu)上，由稱(chēng)重機(jī)構(gòu)檢測(cè)物料是否超重，物料檢測(cè)裝置檢測(cè)物料是否超出指定范圍，如果超重或超出范圍，則系統(tǒng)報(bào)警無(wú)法進(jìn)行下一步程序，如果不超重且在指定范圍內(nèi)，則電機(jī)將驅(qū)動(dòng)行走機(jī)構(gòu)使物料在既定軌道上水平移動(dòng)，在到達(dá)指定位置后水平運(yùn)行檢測(cè)裝置使其精準(zhǔn)的定位在指定位置，以便于自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)的下一程序的進(jìn)行。

2 金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

金屬結(jié)構(gòu)是輸送臺(tái)車(chē)中連接各部件和機(jī)構(gòu)的重要組成部分。在設(shè)計(jì)輸送臺(tái)車(chē)的金屬結(jié)構(gòu)時(shí)需要考慮決定輸送臺(tái)車(chē)的主要參數(shù)：物料的最大寬度、最大長(zhǎng)度、最大重量等。根據(jù)物料的最大長(zhǎng)度、寬度來(lái)確定金屬結(jié)構(gòu)的外形尺寸，根據(jù)物料的最大重量來(lái)確定金屬結(jié)構(gòu)最大承載量，以便設(shè)計(jì)其型材或鋼板的結(jié)構(gòu)形式等。在金屬結(jié)構(gòu)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成后，需要用三維分析軟件進(jìn)行整體分析，以保證整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性以及各種力學(xué)性能。

3 行走機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

行走機(jī)構(gòu)是輸送臺(tái)車(chē)能夠平穩(wěn)運(yùn)行的關(guān)鍵部分，其主要是由地軌、行走輪、電機(jī)、鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及金屬結(jié)構(gòu)組成。地軌和行走輪是根據(jù)物料以及輸送臺(tái)車(chē)的總重量，從國(guó)標(biāo)中選定的。特別注意行走輪要一側(cè)帶導(dǎo)向槽，一側(cè)不帶導(dǎo)向槽，以防止行走輪在行走過(guò)程中出現(xiàn)卡滯或脫軌現(xiàn)象。鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用雙排滾子鏈條，電機(jī)通過(guò)鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)行走輪使輸送臺(tái)車(chē)行走。

行走機(jī)構(gòu)電機(jī)的選擇，需要已知水平速度、運(yùn)行加速度、輸送臺(tái)車(chē)總重量、行走輪直徑等參數(shù)后計(jì)算出相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)即可選擇出電機(jī)。

例如，已知水平運(yùn)行速度：v=16m/s 加速度a=0.3m/s2物料和輸送臺(tái)車(chē)的總質(zhì)量m=2000kg行走輪直徑d=？準(zhǔn)150mm，

則，堆垛機(jī)總重量：F=mg=2000×10=20000N

滾動(dòng)摩擦阻力產(chǎn)生的功率：

根據(jù)以上所得參數(shù)，以選擇SEW減速電機(jī)為例，則選擇：R47DRE80M4，技術(shù)參數(shù)如下：電機(jī)功率Pm=0.75kW，轉(zhuǎn)速na=39r/min，減速比i=36.93。其他參數(shù)要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)確定是否需要電機(jī)抱閘、溫控、手動(dòng)釋放以及接線(xiàn)盒方向和減速器的結(jié)構(gòu)形式等。

4 檢測(cè)裝置

輸送臺(tái)車(chē)的檢測(cè)裝置主要有物料檢測(cè)裝置和水平運(yùn)行檢測(cè)裝置兩種。

4.1 物料檢測(cè)裝置

在自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)中的貨物品種和外形尺寸較多或在搬運(yùn)到輸送臺(tái)車(chē)之前沒(méi)有進(jìn)行貨物外形檢測(cè)的情況下，輸送臺(tái)車(chē)上需要安裝物料檢測(cè)裝置，以保證進(jìn)入自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)中的貨物尺寸不會(huì)超出其他設(shè)備所能容納的尺寸。

物料檢測(cè)裝置主要是由探測(cè)貨位虛實(shí)的背景抑制開(kāi)關(guān)，前后超寬的對(duì)射光電開(kāi)關(guān)，超高檢測(cè)鏡反開(kāi)關(guān)，超長(zhǎng)檢測(cè)鏡反開(kāi)關(guān)和左右歪斜鏡反開(kāi)關(guān)等組成。通過(guò)這些電氣開(kāi)關(guān)來(lái)檢測(cè)是否有貨、貨物是否超出規(guī)定尺寸等。

4.2 水平運(yùn)行檢測(cè)裝置

水平運(yùn)行檢測(cè)裝置是關(guān)系到輸送臺(tái)車(chē)能否在軌道上精準(zhǔn)定位，能否實(shí)現(xiàn)其沿軌道方向?qū)ぶ返难b置。水平運(yùn)行檢測(cè)裝置主要分為三種：認(rèn)址片和編碼器檢測(cè)、激光測(cè)距儀檢測(cè)以及激光條碼認(rèn)址檢測(cè)。

認(rèn)址片和編碼器檢測(cè)：沿著輸送臺(tái)車(chē)水平運(yùn)行方向上放置有認(rèn)址片，通過(guò)安裝在輸送臺(tái)車(chē)上的U行光電開(kāi)關(guān)來(lái)檢測(cè)前后認(rèn)址片、前后端認(rèn)址片以及前后限速認(rèn)址片，旋轉(zhuǎn)編碼器來(lái)檢驗(yàn)其可靠性，從而判斷輸送臺(tái)車(chē)的位置。

激光測(cè)距儀檢測(cè)：利用安裝在輸送臺(tái)車(chē)上的激光測(cè)距儀對(duì)目標(biāo)距離進(jìn)行精確測(cè)定，以實(shí)現(xiàn)輸送臺(tái)車(chē)的精準(zhǔn)定位。

激光條碼認(rèn)址檢測(cè)：沿輸送臺(tái)車(chē)水平運(yùn)行方向上貼有條碼帶，在輸送臺(tái)車(chē)上安裝條碼閱讀器并讀取條碼帶的方式進(jìn)行檢測(cè)。

輸送臺(tái)車(chē)的水平運(yùn)行檢測(cè)裝置一般采用認(rèn)址片和編碼器檢測(cè)的形式，其控制方式簡(jiǎn)單，造價(jià)低。

5 稱(chēng)重機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

為保證在自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)這一系統(tǒng)中的每一臺(tái)機(jī)械設(shè)備都不超負(fù)荷運(yùn)行，在輸送臺(tái)車(chē)上需要設(shè)置有稱(chēng)重機(jī)構(gòu)，這種稱(chēng)重機(jī)構(gòu)會(huì)根據(jù)具體重量來(lái)顯示并報(bào)警是否超重。

輸送臺(tái)車(chē)的稱(chēng)重機(jī)構(gòu)的核心是安裝在行走機(jī)構(gòu)上方的四個(gè)稱(chēng)重模塊（如圖2），這四個(gè)稱(chēng)重模塊采用的是固定式靜載稱(chēng)重模塊，是一種新型傳感器應(yīng)用結(jié)構(gòu)。它將高精度剪切梁稱(chēng)重傳感器、負(fù)荷傳遞裝置及安裝連接板等部件合為一體，既保證了剪切梁傳感器高精度、長(zhǎng)期穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，又解決了因安裝不當(dāng)造成的稱(chēng)量誤差的問(wèn)題。稱(chēng)重模塊需要根據(jù)實(shí)際物料重量和金屬托盤(pán)重量來(lái)選定合適量程的稱(chēng)重模塊。

6 結(jié)束語(yǔ)

輸送臺(tái)車(chē)的設(shè)計(jì)是要根據(jù)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的整體結(jié)構(gòu)和客戶(hù)的實(shí)際需求來(lái)進(jìn)行的，這樣才能設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)合理且客戶(hù)滿(mǎn)意的設(shè)備。

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