文/王建甫，鄭琦，趙赦，趙晉陽(yáng)·中國(guó)汽車(chē)工業(yè)工程有限公司

針對(duì)一種車(chē)架沖壓件的在線輸送(儲(chǔ)存)需求，介紹了智能托盤(pán)式四向穿梭車(chē)、子母車(chē)和倍速鏈三種備選方案。通過(guò)對(duì)比、探討智能托盤(pán)式四向穿梭車(chē)、子母車(chē)和倍速鏈三種方案的特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景，最終確定了適合本項(xiàng)目的在線輸送(儲(chǔ)存)方案。

車(chē)架沖壓件在壓機(jī)上成形后，通過(guò)輸送線送到后一工序。本文介紹的就是從沖壓工位到后一工序之間的輸送線。零件沖壓時(shí)間比較快，每分鐘可以完成2 ～3 件，后一工序1 分鐘才完成一件，從生產(chǎn)效率上講，沖壓工序較后一工序要快的多，為了滿(mǎn)足生產(chǎn)的不均衡性，因此在沖壓工序以及后一工序之間需要一個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)、緩存工位。因此，我們提供的沖壓件在線輸送方式，在滿(mǎn)足輸送功能的同時(shí)兼有在線存儲(chǔ)功能。

工藝規(guī)劃

本工位工作內(nèi)容描述

實(shí)現(xiàn)在壓機(jī)上成形后的各種沖壓件的全自動(dòng)輸送(含必要在線存儲(chǔ))。沖壓件有三種類(lèi)型：⑴非鉚接沖壓件；⑵鉚接沖壓件；⑶焊接沖壓件。根據(jù)沖壓件類(lèi)型的不同，輸送線把沖壓件送到3 個(gè)不同的工位，要求沖壓后進(jìn)入輸送線開(kāi)始，自動(dòng)存儲(chǔ)、自動(dòng)輸送，全程不落地。

工藝物流分析

輸送流程：自油壓機(jī)完成沖壓件壓形后，下件區(qū)人員輔助沖壓件至輸送線，在輸送線上實(shí)現(xiàn)在線存儲(chǔ)(積放)，同時(shí)要求前后節(jié)拍匹配，主要內(nèi)容包括：⑴鉚接沖壓件。在相關(guān)存儲(chǔ)段的沖壓件自動(dòng)輸送至準(zhǔn)備段，以批量方式進(jìn)入沖壓件后鉚接工序。⑵非鉚接沖壓件。壓力機(jī)更換模具后，經(jīng)輸送線直接送至打碼工位，打碼完成后上掛進(jìn)入涂裝線。⑶焊接沖壓件。在準(zhǔn)備段由人員拉滑至移動(dòng)焊接臺(tái)，在焊接工位完成焊接。

線體組成

該輸送線由各功能輸送段組成，包括壓形沖壓件出料段、分料段(后一及非后一沖壓件分流)、存儲(chǔ)段(在線積放存儲(chǔ))、非后一梁輸送段(及回線段)、后一準(zhǔn)備段、后一段、打碼段及上掛段組成，如圖1所示。綠色雙向箭頭設(shè)置人員通行通道。該輸送線各線體說(shuō)明見(jiàn)表1。

表1 輸送線線體功能說(shuō)明表

圖1 輸送線各組成部分

輸送線方案選擇

智能托盤(pán)式四向穿梭車(chē)方案

托盤(pán)式四向穿梭車(chē)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“四向車(chē)”)是一款用于托盤(pán)類(lèi)貨物搬運(yùn)的智能設(shè)備，既能實(shí)現(xiàn)縱向行走也能橫向行走，通過(guò)貨架軌道可以到達(dá)倉(cāng)庫(kù)任意位置，如圖2 所示。貨物在貨架內(nèi)的水平移動(dòng)和存取作業(yè)只由一臺(tái)托盤(pán)式四向穿梭車(chē)完成，通過(guò)提升機(jī)換層，系統(tǒng)自動(dòng)化程度大大提高，是托盤(pán)類(lèi)密集存儲(chǔ)解決方案中最新一代的智能搬運(yùn)設(shè)備。

圖2 儲(chǔ)存庫(kù)位及四向車(chē)

四向車(chē)是一種智能型軌道導(dǎo)引自動(dòng)換向變軌的搬運(yùn)設(shè)備。其在電控系統(tǒng)控制下，通過(guò)編碼器、RFID、光電傳感器等數(shù)字化技術(shù)精確定位各個(gè)輸入、輸出工位，配置智能化調(diào)度系統(tǒng)，接收物料后進(jìn)行自動(dòng)往復(fù)穿梭搬運(yùn)，四向車(chē)無(wú)需人員操作，運(yùn)行速度快、智能化程度高，適用于各種物流存儲(chǔ)系統(tǒng)，能夠促進(jìn)單元物料快速實(shí)現(xiàn)平面自動(dòng)輸送。

四向車(chē)采用編碼器加光電的定位方式，保證了四向車(chē)有精準(zhǔn)的減速定位位置。實(shí)現(xiàn)了對(duì)四向車(chē)位置的精確控制，防止四向車(chē)沖出巷道。四向車(chē)供電方式采用電源驅(qū)動(dòng)方式，鋰電池組供電模式，四向車(chē)的續(xù)航能力6 ～8 小時(shí)，設(shè)有固定的充電樁，充電樁固定在四向車(chē)軌道端頭，體積小不影響空間使用。

四向車(chē)采用同步機(jī)械頂升機(jī)構(gòu)，頂升速度快，頂升平穩(wěn)，噪聲小，托盤(pán)輸送系統(tǒng)采用鏈條輸送機(jī)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，使用維護(hù)方便，主要用于托盤(pán)類(lèi)貨物的水平輸送以及與其他設(shè)備的貨物交接。隨著四向車(chē)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)日趨成熟，其在國(guó)內(nèi)外密集庫(kù)中得到了廣泛應(yīng)用。四向車(chē)多層多車(chē)的靈活作業(yè)方式，大大提高了入出庫(kù)作業(yè)效率，解決了傳統(tǒng)立庫(kù)中堆垛只能在一個(gè)巷道出入庫(kù)作業(yè)的問(wèn)題。四向車(chē)主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表2。

表2 四向車(chē)主要技術(shù)參數(shù)

子母車(chē)方案

子母車(chē)方案即穿梭母車(chē)與子車(chē)聯(lián)合作業(yè)(圖3)，實(shí)現(xiàn)托盤(pán)存、取、盤(pán)點(diǎn)等自動(dòng)化托盤(pán)類(lèi)貨物密集儲(chǔ)存解決方案，接泊子車(chē)，實(shí)現(xiàn)子車(chē)換層作業(yè)，支持子車(chē)、母車(chē)協(xié)同作業(yè)或分離作業(yè)。作業(yè)方式采用以巷道為存儲(chǔ)單元，以母道為搬運(yùn)路徑，自由存取作業(yè)。

圖3 穿梭母車(chē)與子車(chē)

子母車(chē)方案是智能托盤(pán)式四向穿梭車(chē)方案的一種變形，兩者區(qū)別是子母車(chē)方案中的母車(chē)在主通道機(jī)軌道上移動(dòng)，到達(dá)相應(yīng)貨架后，子車(chē)從母車(chē)身上出來(lái)，馱著貨物托盤(pán)進(jìn)入貨架。穿梭式母車(chē)是一種應(yīng)用于子母車(chē)密集倉(cāng)系統(tǒng)的單體運(yùn)動(dòng)設(shè)備。母車(chē)PLC 通過(guò)上位機(jī)下達(dá)指令，利用車(chē)體內(nèi)部的光電傳感器檢測(cè)穿梭板車(chē)或貨物駛?cè)牖蝰傠x母車(chē)；母車(chē)的運(yùn)動(dòng)采用先進(jìn)的條碼定位和變頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)定位精度。母車(chē)采用PLC控制，通過(guò)無(wú)線通訊與地面設(shè)備進(jìn)行通訊。操作人員可以通過(guò)操作終端進(jìn)行本機(jī)操作，也可以在線由上位機(jī)操作。

穿梭板車(chē)(即子車(chē))主要包括車(chē)體系統(tǒng)、電氣裝置、供電系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等。穿梭板車(chē)控制系統(tǒng)接收遙控器發(fā)出的作業(yè)指令，利用PLC 處理器，將分布在車(chē)體四周和頂面的探測(cè)器和傳感器的自動(dòng)信息采集裝置采集的信息進(jìn)行綜合處理，保證穿梭板車(chē)自動(dòng)完成入庫(kù)作業(yè)循環(huán)、出庫(kù)作業(yè)循環(huán)，并可以向上位機(jī)控制系統(tǒng)提供穿梭板車(chē)運(yùn)行的當(dāng)前信息。穿梭板車(chē)的控制方式采用手動(dòng)、單機(jī)自動(dòng)及聯(lián)機(jī)自動(dòng)控制方式。子母車(chē)主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表3。

表3 子母車(chē)主要技術(shù)參數(shù)

倍速鏈方案

本次選用的倍速鏈輸送機(jī)(圖4)主要用于沖壓件的物料輸送，通過(guò)阻擋器停止于相應(yīng)的操作位置，或通過(guò)相應(yīng)指令來(lái)完成積放動(dòng)作及移行等功能。其輸送原理是運(yùn)用倍速鏈條的增速功能，使其上承托貨物的工裝板快速運(yùn)行，具有輸送能力大、承載較大載荷、準(zhǔn)確穩(wěn)定、實(shí)現(xiàn)積放輸送、安裝方便等特點(diǎn)。倍速鏈主要參數(shù)見(jiàn)表4。

表4 倍速鏈主要參數(shù)

圖4 倍速鏈輸送機(jī)

倍速鏈的另一個(gè)重要組成部件是RGV，其主要用于緩存輸送間的換巷道物料輸送，通過(guò)WCS 系統(tǒng)相應(yīng)指令來(lái)完成不同緩存貨位的物料輸送等功能。其輸送原理是屬于直線往復(fù)式采用微電腦程控技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化行走，前后移動(dòng)，鏈條對(duì)接貨物輸送、移料移庫(kù)，承載200kg，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)左右輸送取料。

RGV 結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)、對(duì)外界環(huán)境抗干擾能力強(qiáng)、對(duì)操作工要求也較寬泛，運(yùn)行穩(wěn)定性強(qiáng)，故障發(fā)生相對(duì)較少，整體維護(hù)成本相對(duì)較低，可靠性高。

結(jié)束語(yǔ)

沖壓件在線輸送(存儲(chǔ))方案的選擇必須與實(shí)際需求相結(jié)合。四向車(chē)和子母車(chē)方案具有儲(chǔ)存量大，庫(kù)位靈活，存取方便的特點(diǎn)，主要用于離線、存放量大的密集立體倉(cāng)庫(kù)。倍速鏈方案在庫(kù)位靈活性、儲(chǔ)存量、載重量上遜色于四方車(chē)和子母車(chē)方案，但其穩(wěn)定性高恰好滿(mǎn)足了本項(xiàng)目的要求。三種方案都能實(shí)現(xiàn)本項(xiàng)目需求的沖壓件在線輸送緩存功能。但本項(xiàng)目由于是在線輸送緩存，首先要考慮的是設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性。根據(jù)實(shí)際要求，穩(wěn)定性要在95%以上，否則停線時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而不能接受。其次考慮的是設(shè)備的投入收益比，即經(jīng)濟(jì)性。因此，本項(xiàng)目最終選擇了倍速鏈方案。