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[摘 要]随着科学技术的快速发展，自动化技术在生产领域的应用越来越频繁，这对生产效率的提升提供巨大帮助。本文主要以自动化立体仓库为例，对其机械结构设计进行了探讨，希望给相关人员提供一些有价值的参考。
[关键词]自动化技术；立体仓库；机械结构设计
中图分类号：P58 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）44-0340-01
0.引言
经过多年的发展，当前我国的立体仓库行业已经具备一定的自主开发能力，并且实现了自动化的控制。自动化立体仓库中，利用各种机械结构可实现货物运输、整理、监测、录入等仓储功能，这样大大降低了人力工作量，提高仓储效益。
1.自动化立体仓库机械结构设计难点及策略
1.1 堆栈车停位、重复精度
在大重量、高速度、长距离运行环境下，堆栈停位精度及重复精度的要求较高。通常而言，在40m长的轨道上，堆栈车的停位误差不能超过2mm，且依据实际生产需求，在运行构成中需保证最大行驶速度为120m/min，并且行驶过程堆栈车还要保持平稳状态。为了实现精度需求，可采用伺服电机驱动的方式，采用直线导轨及导向轮进行导向，同时还需要对堆栈轨道车位置进行精准控制。选择高精度元器件以保证设备停位快速、准确。
1.2 降低噪音
降低自动化机械运行噪音，可营造良好仓储环境。噪音的控制上，可采取运行平稳性高、传动噪音低的部件[1]。例如，在输送区间范围可安装非金属导向裝置，输送辊也可使用非金属材料，这样使得托盘的金属导论在运行的时候，能够避免金属材料接触噪音，保证运行平稳、可靠。
1.3 减少冲击震动
选择导向平衡装置，借助伺服电机，可以安装直线运动导轨、导论，配备缓冲元器件，在地基及地面间可以安装防震垫[2]。这些措施可以显著降低设备运行过程的冲击震动情况。
2.自动化立体仓库机械结构设计
2.1 具体工艺流程
立体仓库工艺的核心：将前一级平面物用于承载产品的托盘存到库中承载架，使用一定的工艺固定一段时间将承载架取出，之后放置到下一级平面物流。立体仓库系统核心为6层堆栈车，这样可以一次性完成6个托盘的存入与取出动作，并完成直线轨道上的行驶及升降。自动运行的时候，平面物流可以利用提升机将需要承载的产品，将托盘送至6层入库暂存架，存架存满以后，可以向堆栈车发送请求取出托盘的信号。堆栈车获得请求信号，取出暂存架托盘，并且将托盘存至承载架，当某一承载架托盘完成工艺处理，堆栈车将托盘存执6层出库暂存架。
立体仓库系统需自动、快速、可靠的完成所有的存取动作，这样对机械结构设计、精度均有非常高的要求[3]。为了达到机械设计目的，设置可靠、稳定及灵巧设计非常重要。
2.2 立体仓库机械结构系统
自动化立体仓库机械结构见图1。为实现立体仓库功能需求，需遵循机械结构优化设计原则，并依据仓库的现场环境，按节约空间、提高效率、保障安全原则，设置立体仓库机械结构系统。
3.关键机械结构及设计参数
3.1 出入库6层提升机
提升机具体由进料结构、垂直提升机、机架组成，进料结构包含长辊输送及动力传送内容。提升机的主要功能是进行6组屏托组合，依据生产工艺需求，逐一输送至出入库6层堆栈机。
设计参数上，长辊输送的参数为：长辊φ85mm，最大输送速度20m/min，长辊输送平面正负1.0mm，最大的提升速度为40m/min，设置6个停位点，停位精度控制在正负2.0mm。
安全防护的措施是在链传动位置安装护板，提升区域底端及顶端，同时安装安全单元；外部设施透明的防护板，上部则安全检修需要使用的梯子及平台。
架体结构具体由铝型材联接同矩形管焊接组成，这样保证架体的轻巧、美观与平直，保证架体强度及刚度[4]。
3.2 堆栈轨道车
堆栈轨道车设备主要组成为：地面轨道、行走结构、垂直提升机、6层搬运系统、定位升降系统、换向结构、机架。轨道车可实现平面物流线同承载架间物品存取，保证轨道车精准、通畅及稳定，同时还可完成同相关设备的信息交换。
轨道车设计参数为：行走输送动力为11.0kW，导轮提升动力为7.0kW，伺服电机的最大提升速度为15.7m/min，轨道车停位速度为正负2.0mm，伺服电机最大输送速度为45.4m/min。
轨道车架体结构由铝型材联接同矩形管组成，为提升安全性，需安装安全单元，行走车体设置操作维修平台及安全护栏。
3.3 承载架
承载架由底架、上下两端支架组成，各段支架均包含6层承载架。承载架包含输送及导向装置。承载架每列可以设置12层屏托组合做工艺处理。
承载架设计参数上，进出输送采取万向滚轮做输送面，输送平面的平面度为正负1.0mm，承载力为一个承载架可承受150kg重量的产品。进出导向将每一个承载架的进出口位置设置有坡度的开口结构，同时安装耐磨板，借助屏托组合输送以降低运行噪音。架体结构上下端均由矩形管焊接成，并用高强度的螺栓进行连接。承载架外部可设操作维修平台。
4.结语
本文针对自动化立体仓库机械结构的设计进行了分析，所设计的机械结构实现了系统的稳定、可靠及精确运行，这样很好的适应了现场生产环境，满足各项生产需求，大大节省人力及物力。
参考文献
[1]远桂方. 基于油田泵类产品自动化立体仓库堆垛机器人的技术研究[D]. 沈阳理工大学， 2015.
[2]周友志. 小型汽车零部件自动化立体仓库方案设计研究[D]. 华南理工大学， 2016.
[3]李建军， 高锋阳. 自动化立体仓库网络控制系统研究[J]. 起重运输机械， 2013，22（1）：76-82.
[4]张铁异， 周晓蓉， 梁建智，等. 自动化立体仓库轻型堆垛机实验综合平台研制[J]. 机械设计与研究， 2013， 29（2）：101-104.
作者简介
曾德武（1986·11）男；民族：汉族；籍贯：湖南省长沙县；现供职单位：广东美的智能机器人有限公司。职称：助理工程师；研究方向：自动化智能物流。
[关键词]自动化技术；立体仓库；机械结构设计
中图分类号：P58 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）44-0340-01
0.引言
经过多年的发展，当前我国的立体仓库行业已经具备一定的自主开发能力，并且实现了自动化的控制。自动化立体仓库中，利用各种机械结构可实现货物运输、整理、监测、录入等仓储功能，这样大大降低了人力工作量，提高仓储效益。
1.自动化立体仓库机械结构设计难点及策略
1.1 堆栈车停位、重复精度
在大重量、高速度、长距离运行环境下，堆栈停位精度及重复精度的要求较高。通常而言，在40m长的轨道上，堆栈车的停位误差不能超过2mm，且依据实际生产需求，在运行构成中需保证最大行驶速度为120m/min，并且行驶过程堆栈车还要保持平稳状态。为了实现精度需求，可采用伺服电机驱动的方式，采用直线导轨及导向轮进行导向，同时还需要对堆栈轨道车位置进行精准控制。选择高精度元器件以保证设备停位快速、准确。
1.2 降低噪音
降低自动化机械运行噪音，可营造良好仓储环境。噪音的控制上，可采取运行平稳性高、传动噪音低的部件[1]。例如，在输送区间范围可安装非金属导向裝置，输送辊也可使用非金属材料，这样使得托盘的金属导论在运行的时候，能够避免金属材料接触噪音，保证运行平稳、可靠。
1.3 减少冲击震动
选择导向平衡装置，借助伺服电机，可以安装直线运动导轨、导论，配备缓冲元器件，在地基及地面间可以安装防震垫[2]。这些措施可以显著降低设备运行过程的冲击震动情况。
2.自动化立体仓库机械结构设计
2.1 具体工艺流程
立体仓库工艺的核心：将前一级平面物用于承载产品的托盘存到库中承载架，使用一定的工艺固定一段时间将承载架取出，之后放置到下一级平面物流。立体仓库系统核心为6层堆栈车，这样可以一次性完成6个托盘的存入与取出动作，并完成直线轨道上的行驶及升降。自动运行的时候，平面物流可以利用提升机将需要承载的产品，将托盘送至6层入库暂存架，存架存满以后，可以向堆栈车发送请求取出托盘的信号。堆栈车获得请求信号，取出暂存架托盘，并且将托盘存至承载架，当某一承载架托盘完成工艺处理，堆栈车将托盘存执6层出库暂存架。
立体仓库系统需自动、快速、可靠的完成所有的存取动作，这样对机械结构设计、精度均有非常高的要求[3]。为了达到机械设计目的，设置可靠、稳定及灵巧设计非常重要。
2.2 立体仓库机械结构系统
自动化立体仓库机械结构见图1。为实现立体仓库功能需求，需遵循机械结构优化设计原则，并依据仓库的现场环境，按节约空间、提高效率、保障安全原则，设置立体仓库机械结构系统。
3.关键机械结构及设计参数
3.1 出入库6层提升机
提升机具体由进料结构、垂直提升机、机架组成，进料结构包含长辊输送及动力传送内容。提升机的主要功能是进行6组屏托组合，依据生产工艺需求，逐一输送至出入库6层堆栈机。
设计参数上，长辊输送的参数为：长辊φ85mm，最大输送速度20m/min，长辊输送平面正负1.0mm，最大的提升速度为40m/min，设置6个停位点，停位精度控制在正负2.0mm。
安全防护的措施是在链传动位置安装护板，提升区域底端及顶端，同时安装安全单元；外部设施透明的防护板，上部则安全检修需要使用的梯子及平台。
架体结构具体由铝型材联接同矩形管焊接组成，这样保证架体的轻巧、美观与平直，保证架体强度及刚度[4]。
3.2 堆栈轨道车
堆栈轨道车设备主要组成为：地面轨道、行走结构、垂直提升机、6层搬运系统、定位升降系统、换向结构、机架。轨道车可实现平面物流线同承载架间物品存取，保证轨道车精准、通畅及稳定，同时还可完成同相关设备的信息交换。
轨道车设计参数为：行走输送动力为11.0kW，导轮提升动力为7.0kW，伺服电机的最大提升速度为15.7m/min，轨道车停位速度为正负2.0mm，伺服电机最大输送速度为45.4m/min。
轨道车架体结构由铝型材联接同矩形管组成，为提升安全性，需安装安全单元，行走车体设置操作维修平台及安全护栏。
3.3 承载架
承载架由底架、上下两端支架组成，各段支架均包含6层承载架。承载架包含输送及导向装置。承载架每列可以设置12层屏托组合做工艺处理。
承载架设计参数上，进出输送采取万向滚轮做输送面，输送平面的平面度为正负1.0mm，承载力为一个承载架可承受150kg重量的产品。进出导向将每一个承载架的进出口位置设置有坡度的开口结构，同时安装耐磨板，借助屏托组合输送以降低运行噪音。架体结构上下端均由矩形管焊接成，并用高强度的螺栓进行连接。承载架外部可设操作维修平台。
4.结语
本文针对自动化立体仓库机械结构的设计进行了分析，所设计的机械结构实现了系统的稳定、可靠及精确运行，这样很好的适应了现场生产环境，满足各项生产需求，大大节省人力及物力。
参考文献
[1]远桂方. 基于油田泵类产品自动化立体仓库堆垛机器人的技术研究[D]. 沈阳理工大学， 2015.
[2]周友志. 小型汽车零部件自动化立体仓库方案设计研究[D]. 华南理工大学， 2016.
[3]李建军， 高锋阳. 自动化立体仓库网络控制系统研究[J]. 起重运输机械， 2013，22（1）：76-82.
[4]张铁异， 周晓蓉， 梁建智，等. 自动化立体仓库轻型堆垛机实验综合平台研制[J]. 机械设计与研究， 2013， 29（2）：101-104.
作者简介
曾德武（1986·11）男；民族：汉族；籍贯：湖南省长沙县；现供职单位：广东美的智能机器人有限公司。职称：助理工程师；研究方向：自动化智能物流。