王傳許，黃慧鴻，王雙麗，張 紅

（紅云紅河煙草（集團(tuán)）有限責(zé)任公司紅河卷煙廠，云南紅河 652399）

0 引言

在濾棒高架立庫存儲輸送系統(tǒng)中，入庫濾棒料盤輸送機(jī)通過收集上游濾棒裝盤機(jī)傳輸?shù)牧媳P，將單個料盤逐一收集整理成料盤組，滿足入庫條件后，上位系統(tǒng)調(diào)度堆垛機(jī)執(zhí)行入庫任務(wù)，將料盤組從入庫側(cè)料盤輸送機(jī)叉放至濾棒高架立庫內(nèi)。當(dāng)有濾棒出庫需求時，上位系統(tǒng)調(diào)度堆垛機(jī)執(zhí)行出庫任務(wù)，將料盤組從高架立庫內(nèi)叉放至出庫側(cè)料盤輸送機(jī)上。目前，行業(yè)濾棒高架立庫系統(tǒng)大都采取單通道料盤輸送機(jī)匹配單貨叉堆垛機(jī)的方式，料盤組出入庫效率較低，堆垛機(jī)工作頻次較高，任務(wù)負(fù)荷較大。若選用雙貨叉型式堆垛機(jī)，可極大提升濾棒料盤組的出入庫效率，但同時也要求濾棒料盤輸送機(jī)布局兩個以上通道。來自裝盤機(jī)單一通道的濾棒料盤要輸送至料盤輸送機(jī)的多個通道內(nèi)，就必須在水平方向經(jīng)過換向，換向后的料盤收集整理成料盤組后，相鄰兩個通道內(nèi)的濾棒料盤組便可在堆垛機(jī)的同一次任務(wù)中完成出入庫，從而提升濾棒料盤組的出入庫效率，降低堆垛機(jī)的工作量。

1 水平移位裝置的設(shè)計原則

通常物料水平換向可通過氣缸推動、升降式輸送帶輸送、無桿氣缸輸送等方式實現(xiàn)。但由于濾棒重量較輕，在濾棒料盤輸送過程中抖動劇烈將會導(dǎo)致料盤內(nèi)濾棒橫移、掉落，因此料盤輸送機(jī)對料盤傳輸平穩(wěn)性要求較高。采用氣缸推動、輸送帶輸送等方式會造成料盤僅底部受力，受力不均導(dǎo)致料盤移動過程中發(fā)生濾棒掉落、料盤傾倒等問題。同時，水平移位裝置安裝后，空間上需保證濾棒料盤在直線方向上行進(jìn)而不會與移位裝置發(fā)生干涉，不影響料盤輸送機(jī)的整體結(jié)構(gòu)，能較好地與輸送機(jī)融為一體。濾棒料盤在水平換向后應(yīng)能準(zhǔn)確地的停留在料盤輸送通道的中間位置，以保證濾棒料盤繼續(xù)向前平順輸送而不會發(fā)生干涉。

鑒于以上原則，結(jié)合濾棒料盤自身結(jié)構(gòu)特點，設(shè)計一種濾棒料盤水平移位裝置。通過氣缸將料盤夾緊—提升離開料盤輸送機(jī)，再水平移動輸送至兩側(cè)的濾棒料盤輸送通道；當(dāng)濾棒料盤被移位至相鄰?fù)ǖ赖闹虚g位置時，依靠接近開關(guān)控制驅(qū)動電機(jī)啟停，使濾棒料盤在中間位置時準(zhǔn)確停止；隨后氣缸將下降—釋放濾棒料盤，對應(yīng)通道料盤輸送機(jī)啟動，濾棒料盤繼續(xù)向前輸送收集成料盤組，實現(xiàn)濾棒料盤在相鄰輸送通道間換向輸送的目的。水平移位裝置與料盤輸送機(jī)安裝布局如圖1 所示。

圖1 水平移位裝置與料盤輸送機(jī)安裝布局

2 水平移位裝置結(jié)構(gòu)原理

水平移位裝置主要由機(jī)架、滑軌、滑塊、夾緊爪、同步帶、電機(jī)、行程開關(guān)和接近開關(guān)等組成（圖2）。其中夾緊爪包括支撐桿、夾緊板、驅(qū)動夾緊板水平移動的水平氣缸和驅(qū)動夾緊板上下移動的豎向氣缸、節(jié)流閥、磁性開關(guān)等，夾緊爪上的水平氣缸通過螺栓固定在豎向氣缸的推桿上，水平氣缸隨豎向氣缸上下移動。

圖2 水平移位裝置結(jié)構(gòu)示意

水平移位裝置的兩個夾緊爪成對稱布局，兩個夾緊爪之間的距離大于所需移動的料盤尺寸，夾緊爪通過滑塊安裝在滑軌上，夾緊爪與滑塊之間采用螺栓連接。

兩個夾緊爪通過水平氣缸和豎向氣缸實現(xiàn)對濾棒料盤的夾緊和提升，使濾棒料盤離開輸送機(jī)。水平移位裝置滑軌的一端安裝有驅(qū)動電機(jī)，滑軌上的滑塊與同步齒形帶連接，驅(qū)動電機(jī)通過同步齒形帶驅(qū)動兩個夾緊爪左右同步運動。當(dāng)夾緊爪運動至相鄰料盤輸送通道的中間位置時，滑塊被接近開關(guān)感應(yīng)，發(fā)出停止信號，驅(qū)動電機(jī)停止轉(zhuǎn)動，夾緊爪通過豎向氣缸和水平氣缸實現(xiàn)料盤下降和釋放，料盤被準(zhǔn)確地放置在相鄰料盤輸送通道的中間位置，完成一次濾棒料盤的水平換向輸送。此外，用于向驅(qū)動電機(jī)發(fā)出停止信號的接近開關(guān)數(shù)量及位置，需根據(jù)所布局的濾棒料盤輸送通道數(shù)量及濾棒料盤輸送通道的寬度決定。滑軌兩端安裝有行程開關(guān)，用于當(dāng)接近開關(guān)失效時檢查夾緊爪運動位置是否超出極限并停止驅(qū)動電機(jī)，起安全保護(hù)作用。夾緊爪的氣缸夾緊、提升、下降和釋放濾棒料盤的速度利用氣缸上的節(jié)流閥進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)整合適的氣流量可保證夾緊爪夾取濾棒料盤的過程平穩(wěn)，避免料盤內(nèi)濾棒掉落、橫移。

3 水平移位裝置工作過程

水平移位裝置處于等待位置時，與上游裝盤機(jī)通道處于同一中心線上，來自裝盤機(jī)的濾棒料盤輸送至水平移位裝置時料盤停止前進(jìn)，水平移位裝置夾緊爪的兩個水平氣缸驅(qū)動夾緊板夾緊料盤，兩個豎向氣缸帶動水平氣缸向上移動，將料盤提升離開料盤輸送機(jī)。此時，水平移位裝置驅(qū)動電機(jī)啟動，驅(qū)動電機(jī)通過同步齒形帶驅(qū)動夾緊爪在滑軌上水平移動，當(dāng)移動中的滑塊遮住滑軌一側(cè)的接近開關(guān)時，驅(qū)動電機(jī)停止，水平移位裝置到達(dá)停止位，夾緊爪的兩個豎直氣缸下降使料盤下落至料盤輸送機(jī)上，兩個水平氣缸縮回釋放料盤，此時當(dāng)前通道料盤輸送機(jī)啟動，濾棒料盤繼續(xù)向前輸送完成料盤組盤。水平移位裝置則在驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動下重新回到等待位，完成一個工作循環(huán)。水平移位裝置工作過程如圖3 所示。

圖3 水平移位裝置工作過程示意

4 水平移位裝置的特點

水平移位裝置可在不改變現(xiàn)有濾棒料盤輸送機(jī)結(jié)構(gòu)的前提下，實現(xiàn)濾棒料盤的換向輸送，與料盤輸送機(jī)配合良好。其主要特點有：

（1）結(jié)構(gòu)簡單，安裝和維護(hù)方便，制造成本較低。水平移位裝置安裝在濾棒料盤輸送機(jī)的上方，對各通道料盤輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)均無影響，通過簡單的結(jié)構(gòu)和動作便可實現(xiàn)對濾棒料盤的換向功能，且加工和維護(hù)成本低。

（2）提升了濾棒料盤輸送機(jī)緩存能力，實現(xiàn)上游裝盤機(jī)單一通道與料盤輸送機(jī)多通道的柔性對接需求?？筛鶕?jù)濾棒生產(chǎn)能力與堆垛機(jī)入庫能力柔性調(diào)整濾棒料盤輸送機(jī)的通道數(shù)量，優(yōu)化了濾棒入庫需求和堆垛機(jī)工作能力的匹配度。

（3）濾棒料盤水平移位過程平穩(wěn)，不易發(fā)生傾倒。水平移位裝置的夾緊爪通過兩塊夾緊板夾持住料盤的中間部位，濾棒料盤受力均勻，穩(wěn)定性較好，移動過程中不易出現(xiàn)劇烈晃動、料盤傾倒等現(xiàn)象。

（4）水平移位裝置夾緊爪的夾緊板采用復(fù)合材料板制作，具有高比強度和高比模量，耐疲勞性高、抗斷裂能力強、減振性能好，使用壽命長。而且由于其具備較好的減振能力，能夠?qū)α媳P起到一定的保護(hù)作用，降低料盤的損壞。

（5）驅(qū)動夾緊爪的電機(jī)具備變頻調(diào)速功能，可延長電機(jī)啟動、停止過程，實現(xiàn)料盤在水平移動過程中平穩(wěn)過渡，避免料盤內(nèi)濾棒在移動過程中發(fā)生橫移、掉落。

由于水平移位裝置夾緊爪的夾緊板夾持面為平面，夾緊爪水平氣缸磨損或氣管接頭漏氣時，可能出現(xiàn)料盤夾持不穩(wěn)固現(xiàn)象，導(dǎo)致濾棒料盤移動過程中出現(xiàn)歪斜，因此需定期檢查夾緊爪氣缸工作的可靠性。同時水平移位裝置的兩個夾緊爪氣缸相對獨立，但在夾取濾棒料盤動作時要求左右同步，因此對左右兩夾緊爪上的氣缸節(jié)流閥調(diào)整技術(shù)要求較高。

5 結(jié)語

濾棒料盤輸送機(jī)作為濾棒高架立庫存儲輸送系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，增加料盤輸送通道以提高料盤輸送機(jī)緩存能力，既能提升上游裝盤機(jī)設(shè)備的運行效率，還能降低堆垛機(jī)單位時間任務(wù)頻次，提升濾棒料盤的出入庫效率，滿足大流量濾棒料盤出入庫環(huán)境下對雙叉堆垛機(jī)的需求。此外，由于水平移位裝置能實現(xiàn)濾棒料盤在不同輸送通道間移動，因此也同樣適用于出庫側(cè)料盤輸送機(jī)。堆垛機(jī)將料盤組叉放至出庫側(cè)料盤輸送上，水平移位裝置左右移動將兩側(cè)通道的濾棒料盤組逐一分離移送至與卸盤機(jī)通道對應(yīng)的中間料盤通道，再輸送至下游設(shè)備，實現(xiàn)濾棒高效存儲和輸送。

紅云紅河煙草（集團(tuán)）有限責(zé)任公司：基于濾棒高架庫物流系統(tǒng)模式下的物料輸送可靠性研究科技項目（HYHH2019GY04）資助。