智能物流裝車系統的結構優化與改進

文/鄢良國 姚敏 朱丹 孫荷琴 楊曉

近年來，作為自動化物流中心的一個復雜系統，智能物流裝車系統的技術發展也呈現出智能化、網絡化、柔性化、輕型化、節能化和綠色環保等趨勢。在產品設計方面強調模塊化、系列化和通用化，以提高產品質量、降低制造成本，縮短生產時間。用于某復烤廠成品煙包的智能物流裝車系統，主要用于生產基地和物流配送中心之間往返運輸的自動化裝車中，可以根據不同形式（包括車廂長度、寬度、高度以及是否帶有前置轉向平臺）的平板拖車實現成品煙包的自動放貨、堆碼。它還可以根據平板拖車所停置的不同位置，進行自動找位。可實現成品煙包從庫區到平板拖車的快速自動裝車。該設備配置龍門橋架式走行結構，同時集成帶有伸縮機構的升降臺，通過走行、升降、伸縮卸載、自動檢測等動作，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、智能物流裝車系統概述

某復烤廠擁有兩條12000kg/h的打葉復烤生產線，使用國內最先進的打葉復烤技術，預計年設計生產能力將達到120萬擔，所生產的成品煙包可滿足多家煙廠制絲生產線的原料需求。

成品煙包從成品高架庫經堆垛機輸送至穿梭車系統，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裝車系統的裝車工位。裝車自動化物流系統示意圖如圖1。系統具備上貨條件后，裝車機先空車自動掃描采集車輛信息，主要測量出平板拖車車廂的長度、凸臺高度和長度，將此信息作為放置成品煙包的位置點。掃描完后，裝車機后退到接貨位置前，抬取輥道機上碼好的煙垛，上升到略高于平板車廂的位置，升降臺下降，置于貨叉兩邊的行程開關觸發信號，推出器推出煙垛，裝車機往后回退，完成第一垛煙垛的放貨過程。放完后，升降臺快速上升，裝車機迅速回退到原點，準備第二垛放貨。循環放置，完成整個自動裝車任務。

圖1：裝車自動化物流系統示意圖

圖2：智能物流裝車系統結構示意圖

二、智能物流裝車結構組成

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

龍門橋架式走行裝置是承載其它部件的主體，由門架結構、電葫蘆提升機構、運行機構、導向立柱等組成。門架結構由上部主梁平臺、支腿、下橫梁、直爬梯、上部平臺欄桿、行走檢測開關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。為便于安裝和調整，主梁平臺與支腿的連接，支腿與下橫梁的連接均用螺栓連接。門機的提升機構采用電動葫蘆+導向滑輪+鋼絲繩+動滑輪等。運行機構采用分別驅動形式，即在兩邊的下橫梁上，各設一個主動車輪和一個被動車輪，每個主動車輪各有一套獨立的驅動裝置驅動。導向立柱與導向輪間保持一定的間隙。升降臺采用鋼管焊接而成，上下四周分別裝有導輪，可沿安裝在龍門架上的導向柱上下升降。推出裝置采用液壓驅動推板技術，推力為3T，推出行程為800mm，同時設有左右平移機構，偏移距離為260mm。煙包在貨叉上和推出的狀態示意圖，如圖3、圖4。

圖3：煙包在貨叉上的狀態示意圖

圖4：煙包在貨叉上被推出的狀態示意圖

圖5：外層煙箱損壞圖

圖6：煙包在貨叉上被推出狀態示意圖

圖7：貨叉端部增加輥子

圖8：加寬加高推板尺寸

三、智能物流裝車系統存在的主要問題

智能物流裝車系統所輸送的物料為成品煙包，它是由內外兩層箱體分裝而成，中間為預裝好的煙包。具體結構如圖3。在實際設備調試過程中，發現當推出裝置將煙包推出脫離叉體時（如圖4），外層箱體易被叉體端頭掛爛。

四、故障問題分析

針對現場對智能物流裝車系統結構的具體分析，認為該推出裝置在運行過程中，由于推板與煙包相對接觸面較小，導致在推動物料過程中，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，就會出現如圖5所示的煙箱損壞現象。另外，煙箱在貨叉上的運動屬于滑動摩擦（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

根據出現的問題及分析，得出以下兩個解決方案：

第一，在貨叉端部增加輥子，將原有的滑動摩擦轉變為滾動摩擦，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、結論

通過兩方面的結構優化改進，該系統裝車效果明顯，沒有出現損壞煙包的現象。該系統能顯著減少物流作業人員和降低勞動強度，大幅提高搬運效率；自動化的封閉作業環境，減少了不安全的因素，確保作業人員工作環境更安全。智能成品煙包裝車系統通常用于生產基地和物流配送中心之間的往返運輸，可顯著減少裝貨時間。