【《冲压件仓储自动化的设计案例》3600字】

冲压件仓储自动化的设计案例1.1冲压件仓储自动化分析及设计1.1.1冲压件仓储自动化分析自动化立体仓库（AS/RS）是由高层货架、有轨巷道堆垛机、出入库托盘输送机系统、尺寸检测条码阅读系统、通讯系统、自动控制系统、计算机监控系统、计算机管理系统，以及其他诸如电线电缆桥架、配电柜、托盘、调节平台、钢结构平台等辅助设备组成的复杂的自动化系统。能够运用集成化的物流理念，采用先进的控制、总线、通讯和信息技术，通过以上设备的协调动作，按照库存管理的指令完成指定货物自动有序、快速准确、高效出入库的作业。所谓高端装备制造企业是指生产制造高技术含量、高附加值的先进工业设施设备的企业[15]。其一般处于价值链高端和产业链核心环节，决定着整个产业链的综合竞争力，其生产组织通常具备多品种、批量、客户需求高、产品生命周期长、可靠性及质量要求极高等特性，对物流的管理体系有着较高要求。自动化立体仓库可实现高效、准确的物料分拣，减轻人工劳动强度[17]，实现物流过程的快捷化，在国内高端装备制造业中的应用已呈现出正向趋势。自动化立体仓库具有机械化自动化程度高、作业效率以及安全系数高等特点[17]，作为企业提质增效中仓储管理工具，可优化企业的物料管理方式，且在其运作过程中具有如下特点。货物和托盘采用条形码管理。可采用手持终端的方式进行出库的数据采集和货物转移确认。货物入库规则：线路最短、在巷道组中均布、ABC分类等。货物出库规则：按照指定的次序优先出库、或先进先出（FIFO）等。货物存放的原则：同品种分巷道存储，降低故障风险。系统最高可靠性和安全性原则；有限空间最大存储量原则；配置流程合理、简捷原则；设备选用先进性原则；规划合理性、实用性及标准化原则；安装操作简便、维护简单原则；性价比最高原则；物流规划向国际标准统一原则；安全性符合或超过国家标准的原则1.1.2冲压件仓储自动化设计根据冲压生产实际需求，结合现有厂房制定出合理的技术方案。现有场地为冲压车间库存区内51m（长）x29m（宽）x9m（高）。需要放置4~5个车型的冲压件。侧围冲压件库包括3个巷道货架（360个货位），3台堆垛机，8个旋转输送台车，1套安全防护网，一套电气控制系统，一套软件管理系统，整体布局如图1.1所示。图1.1整体布局图存放货物尺寸和数量见下表：以下对立库设计进行说明。（1）巷道及货架1）货架为仓库主要组成部份，用于冲压件托盘的存放。在设计货架时，为了兼顾通用性和效率，适当的统一了货架的尺寸，使其可以同时满足911、262、825等车型冲压件放置。如图1.2所示。图1.2货架实物图2）货架关键指标项目关键指标描述判定载重1250KG符合标准JB/T11270-2011、JBT9018-2011、ZBJ83015-89、JB/T5323-91地轨型号30/38kg/m天轨尺寸、材质方管100*100*5mm货架加工精度立柱片全高极限偏差≤±2mm货架加工精度货架安装精度立柱两侧弯曲变形≤H/1000，且≤10mm立柱制造长度偏差≤±2mm立柱全长调节孔距累计误差±2mm相邻孔距误差100mm内≤0.25mm立柱的垂直度≤H/1000货架安装精度货架表面处理标准同列同排调试偏差≤±2mm立柱轴线安装位置的位移偏差≤±3mm喷塑层平均厚度不低于70μm，表面塑层硬度2H，附着力达GB9286-98标准中的2级主要货架构件立柱片材质：Q345B/Q235B主要货架构件横梁材质：Q235B/Q345B（2）堆垛机其作用为在自动化立体仓库内运输。1）立库堆垛机系统根据本自动化仓储物流系统的特点，并保证设备运行安全可靠性，本项目采用双立柱堆垛机。堆垛机的起升机构，采用标准圆股钢丝绳，钢丝绳的安全系数为不小于6，由电机减速机驱动卷筒转动，通过钢丝绳牵引载货台沿起升导轨作升降运动，钢丝绳牵引的最大优点就是运行噪音低，安全性能优良。堆垛机机械部分主要由机械结构、载货台、行走机构、起升机构、货叉、导轮装置、安全保护装置组成。堆垛机实物如图1.3所示。图1.3堆垛机实物图2）基本性能参数项目基础数据备注型号DPL–1250kg–9M双立柱数量3台双伸位天轨F100×100×5mm方管地轨30Kg/m级钢轨地面单轨固定单元载货尺寸定制（含托盘）单元载货重量1250Kg含托盘走行速度120m/min伺服控制行走加速度0.5m/s2电机7.5KW×4P（以设计为准）升降速度30m/min升降加速度0.7m/s2电机11kW×4P钢丝绳牵引（以设计为准）货叉速度40m/min满载，45m/min空载，伺服控制LHD/MIAS伸缩加速度0.5m/s2电机0.75kW×4P链条牵引（以设计为准）定位方式/精度水平定位：激光/条码认址认址精度：±5mm垂直定位：激光认址认址精度：±5mm伸缩货叉定位：光电认址+旋转编码器认址精度：±5mm制动方式掉电动作型保证掉电时系统安全性控制方式西门子，安全PLC通讯方式以太网通讯供电方式安全滑触线供电三相七线制，AC380V，50HZ速度控制方式矢量变频控制，低速恒转矩货叉扭矩保护配扭矩限制器货叉误碰货物，超过扭矩限制，离合器打滑，保护电机升降防坠保护配限速器和防坠安全钳运行模式联机自动／单机自动／手动／维护作业模式支持单一作业/复合作业运行噪音水平不大于75db注：本项目所有设备，机械传动部件裸露部位要加防护罩3）电气控制工作原理行走电机通过驱动轴带动车轮，使堆垛机在下导轨上做水平行走；提升电机通过钢丝绳牵引带动载货台做垂直升降；载货台上的货叉电机驱动货叉左右伸缩。通过上述三维运动可将指定位置的货物取出或将货物送入指定位置。控制原理控制器安装在堆垛机上。主要电气元件包括：PLC、变频器和触摸屏，用于控制整个堆垛机系统的自动运行。行走、起升和货叉电机分别由变频器分时控制实现无级调速。制动期间的电气能量释放通过制动电阻器转换成热能。堆垛机具有自动认址、货位虚实监测以及其它自动检测功能。巷道堆垛机巷道堆垛机地面控制系统计算机系统地上控制器机上控制器控制板升降变频器以太网通讯OPC走行/叉取变频器走行/升降认址器传感器供电单元第三章钣金仓储立库的设计控制方式堆垛机的控制方式有联机自动、本机自动、半自动、手动及维修方式。联机自动系统正常运行时采用联机自动方式，堆垛机通过以太网通讯接收来自控制计算机的操作指令，完成相应得入出库作业，并通过光通讯向控制计算机反馈作业状态信息及故障信息。本机自动堆垛机单机运行时采用本机自动方式。处于此控制方式下的堆垛机，可以自动地完成本巷道内的入出库作业。半自动半自动方式是对本机自动方式运行过程的分解，可以单步完成取货、放货和运行至巷道内某一货位地址等操作。堆垛机单机运行、发生异常或安装调试时可以使用这种控制方式。手动控制手动方式一般用于堆垛机的安装调试阶段或堆垛机发生异常时的复位等，可以对堆垛机的走行、升降、伸缩货叉等单独进行操作。维修方式维修方式一般用于堆垛机的安装调试阶段或堆垛机发生极端异常时的复位等，由于屏蔽了大多数保护，操作时须谨慎。速度控制电力拖动系统要同时满足快速、平稳和准确三个方面的要求，因此速度的控制至关重要。堆垛机的水平行走、垂直提升和左右方向的取送货动作均采用矢量变频无级调速控制。通讯方式堆垛机PLC采用以太网通讯与监控计算机通讯。认址方式堆垛机具有自动认址的功能。自动认址就是自动寻找存放/提取货物的位置。在同一巷道内的货位地址由三个参数组成：第几排货架；第几层货格；左侧还是右侧。当堆垛机接收到上级管理机的存取指令后，即向指定货位运行。运行中，安装在堆垛机上的传感器不断检测位置信息，计算判断是否到位。操作电控柜安装于便于工作人员操作的位置，面板上设触摸屏、钥匙启闭开关、运行及故障类别指示灯、和蜂鸣报警器，由操作或维修专职人员进行操作。它具有实用、美观、直观，操作简单易学等特点。当堆垛机处于联机自动控制方式时，无须人工干预自动按照控制计算机下达的指令运行。同时为了确保安全，还进行了如下考虑为保证人身、货物及设备的安全，堆垛机配备完善的硬件及软件的安全保护装置，并在电气控制上采取一系列联锁和保护措施。设置了行走端点限位及升降端点限位传感器；防止堆垛机运行至巷道两端附近速度过快，设置行走速度强制切除功能；防止载货台运行至升降两端附近运行速度过快，设置了升降速度强制切除功能；防止空出库、重复入库等现象的发生，设置了对货位、入出库输送机上货物虚实检测传感器；防止货物尺寸与欲入库货位的尺寸不符，设置了货物外形尺寸检测传感器；载货台上设置了货物坍塌检测传感器；过载及松绳的保护装置，当载货台上承受载荷大于1.25倍的额定载荷或钢丝绳失去张力时，使起升机构停止运转，以保证设备的安全；堆垛机控制盘上及其合适位置设置紧急停止按钮，以备在异常情况下切断电源；设置有在异常状态下的声光报警装置；货叉设有中位双保险限位开关，以防止货叉在堆垛机行走和升降过程中出现误动作，确保设备安全运行；各有关动作及装置的电气连锁；货叉动作时禁止行走；行走中货叉禁止动作；货叉动作中禁止升降。设有三色指示灯，指示堆垛机工作状态。（3）立库节拍需求系统需求节拍：冲压车间：SPM节拍，冲侧围，13次/分钟。每批冲压35分钟，12片/托盘计算，换模时间5分钟；节拍分析：合计每批入库侧围，13片X35分钟/12片/托=37.92≈38托盘侧围，合计用时：35分钟换模时间5分钟合计每批冲压件入库总时间为：35+5=40分钟；合计入库38个满托盘+出库38个空托盘；合计作业76次；冲压车间需求效率为：76/40*60=114次/小时。焊装车间：焊装车间需