管材存储自动化立体仓库的开发设计

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序论比年来，跟着建立业的迅猛进展和当代临盆形式的革新,积极化平面堆栈以其低占大地积、高着业效率和智能化等特性成为建立企业鼎力进展的紧要配备。长型钢管材在机器、建造、物流等行业都有着普遍地运用。但由于长度、分量较大等特性，管材在存取过程中简单在运输过程中形成管材的委曲变形及摇动，平安性较低，当今国内多半采纳当然重叠的保存方法；多数具备平面堆栈的企业也重要采纳大跨度双立柱堆垛机的方法举办存取操纵，不单太甚占用临盆空间，同时严峻限制了临盆建立效率。海外平面堆栈的进展已较为老练，研讨出了包罗了堆垛机、机器手以及电磁吸盘等存取方法的积极化平面仓，但多半合用于中袖珍物料或板材等，难以满意不准则形态的长重型管材的存取功课。针对上述近况，本文打算了一种用于保存长型管材的积极化平面堆栈，完成了长管材的运输和收支库操纵，有用低落了人为做事强度，提高了智能化程度和保存效率。一、长型管材特性与保存剖析1．1长型管材的特性1)长型管材品种冗杂，难以举办有用的调节。尤为是钣金加工企业在临盆建立过程中需行使多种管材类材料，采办归来的管材整捆包扎，较量划一，但翻开行使后易散，多种管材摆放一同后简单混乱，给材料的分类统计和调节带来了很大艰难。2)管材尺寸长，占大地积大。个别行使的管材长度约为6m，在采纳老例的当然重叠的保存方法处境下，不单须要占用很大的保存空间，况且在拿取过程中易受束缚，且许多管材被压鄙人方，使历时取材耗时耗力，限制临盆效率。3)分量大，保存运输不平静。现有的积极化平面堆栈时常采纳的堆垛机无奈满意长型管材的运输，抓取较为艰难，简单在运输过程中形成管材的委曲变形及摇动，存在较大的平安隐患。1．2长型管材的保存剖析企业所行使的管材珍稀十种，截面形态以及尺寸各不不异，由于受地方的限制，经过当然重叠的方法安置于厂房进口处，给管材的收支库存取和盘点形成了很大的费事。保存区与临盆加工区位于统一厂房内，但地区之间详细区分较为混乱。厂房内惟独一台5T行车负责管材在保存区与加工区的运输，缺乏当代化的仓积存取设备，存取功课凭借人为操控行车举办管材运输，效率低下。库存经管采纳保守手工纪录的方法，这类库存纪录方法不单效率低下，况且一旦入库后，难以完成再次盘点，浮现差错也难以准时觉察。同时手工纪录无奈时刻把执笔材库存动态音信，简单形成采办计划艰难和数目的不许确。二、管材类积极化平面堆栈整体计划打算2．1打算前提与请求依据企业的临盆和出售须要，长型管材积极化平面堆栈的打算请求重要有如下几方面：1)堆栈保存容量以及管材尺寸规格保存容量共6层24库位，去掉1个出料口，残余23库位；管材尺寸长度为6m，整扎管材截面在mm×mm之内，分量小于3T。2)占大地积及现有设备管材保存约占地平米左右，地址厂房理睬的摆放高度为5.6m；现有5T行车可供上料行使。3)打算速率请求高低运转速率满负荷9m／min，空负荷13.5m/min；左右运转速率30m/min；收支库速率满负荷18／min，空负荷27m／min。2．2平面堆栈的整体构造依据打算前提和请求，开采打算的长型管材积极化平面堆栈的整体构造如图1所示。重要囊括货架、料框、运输小车、提高机构、行走机构、存取机构以及遏制经管系统。图1长型管材积极化平面堆栈的整体构造货架主体采纳高层货架构造，抬高空间哄骗率，用于摆放须要存取的管材，同时为全体收支库安设供应撑持。料框运输车重要担当货架外围的运输处事，负责将承载管材的料框运输到指定库位下方举办入库以及将料框送到堆栈出库口举办出库。行走机构负责全体收支库安设在货架上的解放度束缚以及程度挪动。提高机构则是经过卷扬机和钢丝绳拉取存取机构完成笔直起落活动。存取机构负责对承载管材料框的抓取，在卷扬机的策动下完成沿货架立柱笔直起落，同时经过链传动机构完成料框在货架主体上的积极存取。2．3管材收支库过程

入库时，处事人员经过临盆履行经管系统MES(ManufacturingExecutionSystem)举办待保存管材的采取并发送入库指令。仓储经管系统WMS(WarehouseManagementSystem)在接管到指令后，遏制大地运输车将管材运到指订货位下方。随后存取安设启动，将管材安置到对应保存单位，并回到初始地位，同时上传所纪录的管材音信，保证系统数据时刻革新。出库则按相悖的次第举办。

图2收支库过程图三、平面堆栈货架的构造打算3．1货架的选型采纳悬臂型货架，重要由立柱，横梁、悬臂梁以及拉杆构成。立柱做为全体货架的承重根基，关于货架的平静性和行使寿命都相当紧要。拟采纳H型钢，材质为Q，立柱底座经过螺栓牢固在大地安设根基上。悬臂梁采用Q材质矩形管，焊接在立柱上，在悬臂梁下方安设有三角增强筋提高悬臂梁的承载本领。3．2货架有限元剖析货架做为平面堆栈最根基的构成构件，其平安性和靠得住性相当紧要。本文华纳abaqus有限元软件对货架举办了强度和刚度的剖析，以考证打算的可行性。3．2．1模子创设经过abaqus创设悬臂梁货架的三维模子，单位典型采纳实体单位，采纳六面体中性轴区分网格。货架所采纳的钢材的重要属性为：杨氏弹性模量E=Gpa，泊松比u=0.3，密度p=k∥m3，降服强度o=MPa。有限元模子以及网格区分如图3所示。图3货架有限元模子及网格区分3．2.2有限元剖析一悬臂梁及立柱有限元剖析关于悬臂梁货架，重要对抗柱和悬臂梁举办有限元剖析。囊括货架单侧满载、单侧顶层满载以及两侧满载的处境下悬臂梁和立柱的委曲应力和扰度形变。货架立柱底部来往方法采用全管束，束缚全体解放度。悬臂梁和立柱的连贯假使为幻想焊接，采纳绑定的来往方法；管材承载于料框内，程度安置在悬臂梁上，且单位悬臂梁承载不超越3．5T，载荷采纳压力的方法平均施加在悬臂梁承载表面上。经仿真摹拟，货架单侧满载的处境下，其后果如图4所示：立柱最大委曲应力为52.58MPa，最大挠度为1.mm，悬臂梁最大委曲应力为MPa，最大挠度为3.mm。满意货架立柱和悬臂梁应力与挠度形变的打算请求(如图4所示)。图4货架仿真剖析-单侧满载货架单侧顶层满载的前提下，剖析后果如图5所示：立柱最大委曲应力为41.57MPa，最大挠度为0.mm，悬臂梁最大委曲应力为.5MPa，最大挠度为2.mm，满意打算请求。图5货架仿真剖析-单侧顶层满载货架两侧满载的前提下，剖析后果如图6所示：立柱最大委曲应力为51.72MPa，最大挠度为0.mm，悬臂梁最大委曲应力为.4MPa，最大挠度为1.86mm，满意打算请求(如图5所示)。图6货架仿真剖析-两侧满载四、长型管材的收支库打算4．1长管材料框及运输小车打算剖析料框是用于承载管材，并经过外围运输配置及收支库配置举办存取的设备。关于长型管材，老例平面堆栈所采纳的货色料框难以举办囊载，故针对长型管材打算了如图7所示的料框，并配以响应的运输小车。料框两头伸出有两层必定长度的钢板，表层钢板用于存取机构的托取，举办收支库运输，基层钢板则是用于安置在货架响应的悬臂梁上。运输小车则在放慢机电的动力下，策动料框顺着大地轨道举办挪动。打算有可解放拆卸的撑持架，料框能够和运输小车上的撑持架举办协做，长型管材经过叉车或行车举办外围运输时，能够将管材安置于相对较高的撑持架上，当货架收支库安设提高料框时，管材当然落到料框内，出库时，跟着料框的下落，管材则被撑持架托起，给货架外围运输供应了很大的方便。

图7长型管材料框及运输车

4．2提高机构提高机构负责完成存取机构的笔直起落，并协做存取机构举办收支库功课(如图8所示)。提高机构由卷扬机策动钢丝绳举办提高功课的，卷扬机牢固在框架上，钢丝绳一端牢固在卷扬机上，经过框架上的导向滑轮以及存取机构构造架两头的定滑轮变换方位，最后将另一端经过钢丝锁牢固在存取机构构造架上。当卷扬机运转时，钢丝绳拉取存取机构顺着货架立柱笔直起落。当存取机构被拉取到对应货架积存单位地位时，制动器启动，保证存取机构平静，的确的停在所需地位。图8提高机构4．3行走机构行走机构负责完成起落台到处货架上的程度挪动。行走机构重要囊括放慢机电、车轮以及导向轮(如图9所示)。放慢机电与车轮经过联轴器、传动轴举办为力传达，安设在提高机构框架立柱上，车轮安设则经过螺栓牢固在框架外侧的型钢上。在货架横梁上翼缘设有导轨供车轮转动，同时车轮两头安设有导向轮帮助行走，束缚了车轮左右挪动方位的解放度，保证了行走机构挪动的的确性以及全体安设的平安性。图9行走机构4．4存取机构保守平面堆栈所采纳的存取机构重要采纳的是巷道堆垛机搭载差动货叉的方法，不过由于管材长度跨度大的特性，这类存取方法会形成管材两头在重力影响下的委曲，且简单失衡。为此，打算了如图10所示的存取机构完成对长型管材的收支库存取。图10存取机构该存取机构重要由动力安设、链传动机构、直导轨滑块安设以及料框托取安设构成。当须要举办存取操纵时，放慢机电启动，动力经过传动轴传输到积极链轮上，进而策动紧闭的链条传动机构活动。托取安设一端经过链条附件以及螺栓螺母和链条牢固连贯，另一端则延长出一段长度用来托取料框，导轨滑块安设安设在底架内侧面，托取安设和滑块连贯，进而在链条的策动下跟着滑轨程度挪动；抵达指定地位后提高机构运转，拉取存取机构下落，将料框安置到对应货位，完成收支库操纵。底架两头外侧还安设有定滑轮和限位滚轮，定滑轮用于钢丝绳的导向以及提高机构的拉取。限位滚轮搭配立柱上端安设的滑轮，保证了钢丝绳在提高过程中的笔直以及存取机构的受力均衡；同时限位滚轮以货架采纳的H型钢立柱做为导轨，有用保证了存取机构在起落过程中的平静切确。五、结语经过深入剖析长型管材的特性以及保存前提和请求，聚集现有平面堆栈的长处，打算出了能够合用于管材保存的高层货架和收支库安设，协做MEs系统能够有用地完成管材的积极存取。经过有限元剖析获得货架的强度和刚度均满意请求，考证了打算的可行性。长型管材积极化平面堆栈的开采打算，处理了企业现有管材保存艰难、收支库和临盆效率低下的题目，为长型管材钣金加工积极修饰备的开采运用供应了根基前提，同时对其余长重型钢材的积极化保存具备必定的鉴戒影响。

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扬州大学机器工程学院秦凯/周骥平扬州恒佳积极化配置有限公司潘殿生/严伟/赵瑶起因:建立业积极化

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