【圖書倉書籍堆垛優(yōu)化方案5500字（論文）】

圖書倉書籍堆垛優(yōu)化方案摘要庫存管理是企事業(yè)單位經營過程中管理工作的重要一環(huán)，從狹義的定義來說，主要涉及物資儲備的管理，從廣義上來說，涉及經營過程中的方方面面。一個單位好的庫存管理能給單位帶來原材料消耗上的減少，節(jié)約成本，實現科學管理。長沙郵政圖書倉書籍堆垛機在書籍倉庫管理過程中出現堆垛效果不好的現象，通過對堆垛的故障原因進行分析，對活動擋板與固定擋板位置的標定方法進行優(yōu)化以及對測速輥進行改造，設計一套堆垛機改進策略。經驗證，改造后的堆垛機降低了書籍的損傷率，降低了書籍倉庫管理人員的勞動強度，增加了部分設備的使用壽命。關鍵詞：堆垛機活動擋板標定測速輥目錄TOC\o"1-3"\u摘要 2第一章引言 1第二章堆垛機工作原理 12.1堆垛機結構 12.2堆垛機工作流程 22.3堆垛機安全保護措施 5第三章書籍堆垛優(yōu)化方案 83.1活動擋板與固定擋板位置的標定方法 83.2測速輥改造方案 12第四章結論 14致謝 17參考文獻 18第一章引言在長沙郵政圖書倉書籍倉庫管理過程中，堆垛機是倉庫中的主要平整、起重運輸設備，是隨著電氣化、自動化的科技發(fā)展，書籍倉庫管理效率要求不斷提高而發(fā)展起來的專用碼垛機械設備[1]。在各行各業(yè)中都會或多或少地看見堆垛機設備的身影，尤其是物流領域，已經達到高度機械化、智能化、自動化水平?？梢哉f，堆垛設備的技術先進水平代表了該國家和地區(qū)的物流技術發(fā)展現狀。在現有的堆垛技術中，最大高度可達40m，大多數在10～25m之間。在長沙郵政圖書倉書籍的堆垛機的主要用途是在書籍定入庫時，將定尺書籍均勻碼垛整齊，然后自動將碼垛好的書籍轉移到長沙郵政總倉庫中的圖書倉，使下一捆書籍順利進入碼垛平臺，實現連續(xù)書籍倉庫管理，提高書籍倉庫管理效率。第二章堆垛機工作原理2.1堆垛機結構堆垛機的結構如圖2.1所示，主要由11部分構成[18]：1—上橫梁、2—爬梯、3—立柱、4—電氣控制柜、5—載貨臺、6—伸縮貨叉、7—底座、8—升降電機、9—松繩過載安全裝置、10—行走電機、11—下橫梁。圖2.1堆垛機結構示意圖堆垛機采用三維運動控制方式完成貨物的出、入庫過程，X軸運動方向為堆垛機在巷道內沿下軌道實現水平運動；Y軸運動方向是載貨臺通過鋼絲繩進行拉伸做升降運動；Z軸運動方向是載貨臺上的貨叉進行伸縮運動。X軸運動通過條碼掃描器掃描軌道內側條碼帶進行定位；Y軸定位與X軸定位相似，根據粘貼在堆垛機立柱上的條碼帶進行定位；Z軸方向的貨叉是采用接近開關進行定位。2.2堆垛機工作流程如圖2.2所示為堆垛機作業(yè)主流程圖，首先對堆垛機是否處于作業(yè)狀態(tài)進行判斷，若判斷為是，系統則一直等待；若判斷為不是，系統則對堆垛機的操作模式進行選擇。操作模式分為兩種：自動和非自動，當堆垛機在自動模式下，對堆垛機出、入庫任務進行選擇，調用出、入庫子程序；當堆垛機在非自動模式下，根據操作人員任務指令實行分步作業(yè)操作[2-3]。圖2.2堆垛機作業(yè)主流程圖（1）入庫作業(yè)流程堆垛機開始執(zhí)行入庫作業(yè)前，首先讀取入庫臺上的貨物信息，上位機獲取目標地址后，將入庫指令給堆垛機，堆垛機開始工作。堆垛機行至入庫臺將貨物取出，駛向貨物存儲單元格的目的地址，進行準確定位，直至堆垛機水平和升降運行停止。調用放置動作模塊，進行貨叉伸縮，完成貨物放置過程，并進行貨叉到位判斷，正常到位無警報即入庫過程完成，堆垛機入庫流程圖如圖2.3所示。圖2.3堆垛機入庫流程圖（2）出庫作業(yè)流程堆垛機出庫作業(yè)流程圖如圖2.4所示。圖2.4堆垛機出庫流程圖操作人員接收貨物出庫信息后，上位機控制及管理系統自動進行貨物庫存查詢，并按照操作人員輸入的出庫作業(yè)順序，下達作業(yè)命令給堆垛機。堆垛機出、入庫作業(yè)流程基本相似。待堆垛機準確定位后，駛向出庫臺放置貨物，此時貨物出庫任務完成，待進行下一個作業(yè)。上位機根據完成信息更新庫存信息，完成出庫管理。2.3堆垛機安全保護措施堆垛機控制系統除了以上控制方式，為了防止意外危險情況的發(fā)生，對堆垛機設置了安全保護措施。通過對系統硬件互鎖的設計和安全檢測傳感器裝置的安放，使堆垛機可以隨時檢測堆垛機的安全性及工作狀態(tài)[4]。因此，本系統的安全保護裝置有以下幾種：（1）水平運行保護裝置在堆垛機下橫梁兩個端頭裝有緩沖撞頭，在地面的終端安裝固定車檔，防止堆垛機水平運行時空而沖出軌道。當自動或手動失誤時，堆垛機仍高速運行，堆垛機下橫梁裝有強行減速開關，將撞尺安裝在兩個終端限位開關之前，當觸碰強制減速開關時，強制降低堆垛機的運行速度。堆垛機底部也安裝終端限位開關，用于強制堆垛機停車。（2）升降運行保護裝置在堆垛機的載貨臺下表面裝有緩沖撞頭，在下橫梁上裝有固定車擋，防止堆垛機垂直下降運行失控而墩底。強制減速開關裝在立柱下部終端限位以上位置和立柱上部終端限位以下位置，當自動或手動失誤時，堆垛機仍高速運行，觸碰強制減速開關時，強制降低堆垛機升降機構的運行速度。終端限位開關安裝在堆垛機上下終端處，用于強制堆垛機停車。（3）松繩檢測當堆垛機的提升皮帶或鋼繩發(fā)生松懈或斷裂時，位于堆垛機上橫梁處的平衡機構會發(fā)生傾斜，在此處安裝行程開關，可以檢測皮帶或鋼繩狀態(tài)是否正常，如果異常，立即停止堆垛機的運行，防止嚴重危害。（4）貨叉居中檢測由兩個接近開關檢測貨叉是否處于載貨臺的正中位置，防止堆垛機運行時由于貨叉伸出導致的刮碰。（5）貨叉伸出到位檢測貨叉伸出由Z軸電機控制，當貨叉伸到指定指令位置時，由接近開關檢測伸出位置是否正確。（6）探貨檢測當堆垛機進行取貨或放貨時，堆垛機運行到指定貨位的位置，伸出貨叉前需要對該貨位是否有貨物進行判斷，這時在載貨臺的左右兩側添加了兩個漫反射開關，并且調試過程中調整好開關的檢測距離?？梢员ＷC在堆垛機運行時，不會出現貨物堆撞的發(fā)生。（7）坍塌檢測當堆垛機載貨后，當堆垛機在行走方向和升降方向運動時，需要實時對貨物的位置進行判斷，防止在運行中貨物不穩(wěn)而掉落，造成嚴重后果。（8）超高與超寬檢測堆垛機貨叉進行取貨時，需要若干對對射開關對貨物的外形尺寸進行檢測，防止貨物的外形尺寸過高或過寬。（9）氣缸上升或下降到位本文研究的堆垛機貨叉采用氣缸來抬取貨物，氣缸上升到位和下降到位是位于氣缸缸體兩端的磁性開關，用來判斷上升和下降是否到達指定位置。（10）載貨臺有貨檢測堆垛機在放貨前，需要判斷載貨臺上是否存在貨物，一對對射開關斜照在載貨臺上方，通過開關量信號來判斷是否有貨。第三章書籍堆垛優(yōu)化方案3.1活動擋板與固定擋板位置的標定方法堆垛機的書籍堆垛效果不良很大原因是活動擋板的垂直位置與固定升降擋板的水平垂直距離沒有定期標定?；顒訐醢宕怪雹裉栁恢门c固定升降擋板距離最大為8830mm，最小2000mm，如圖3.1所示。圖3.1堆垛機活動擋板和固定擋板位置示意圖（單位：mm）標定距離值一定要比剪切書籍理論長度值長5~10mm。圖1中標號1表示活動擋板位置Ⅱ與鉛垂方向呈15°，標號2表示活動擋板垂直Ⅰ號位置與固定升降擋板最大距離為8830mm，標號3表示活動擋板垂直位置，標號4表示活動擋板垂直Ⅰ號位置與固定升降擋板最小距離為2000mm，標號5表示堆垛機固定升降擋板位置?；顒訐醢逶谂拇驎^程中，活動擋板的垂直Ⅰ號位置與固定升降擋板水平距離需要大于被剪切的書籍長度5~10mm的距離，使書籍與固定升降擋板相撞過程中，有一定的緩沖距離，減緩書籍與固定升降擋板的相撞，防止書籍與固定升降擋板相撞彈回，減少書籍堆垛不良現象。如果在長時間堆垛書籍倉庫管理過程中，活動擋板Ⅰ號位置與固定升降擋板距離長期不標定，有可能造成活動擋板Ⅰ號位置與固定升降擋板距離理論設定值比實際值過大或過小，造成書籍堆跺不齊。例如當堆垛2000mm長度的書籍時，活動擋板Ⅰ號位置與固定升降擋板距離長時間沒有進行標定，當活動擋板Ⅰ號位置與固定升降擋板距離等于2000mm時，書籍與固定升降擋板相撞彈回造成書籍長度方向堆垛不齊；當活動擋板Ⅰ號位置與固定升降擋板距離遠遠大于2000mm時，造成活動擋板Ⅰ號位置與固定升降擋板距離過大，活動擋板拍打書籍端部后，書籍前進停止后沒有與固定升降擋板相撞，造成書籍長度方向堆垛不整齊?；顒訐醢宓撞吭冖裉栁恢脮r與升降跺板臺垂直距離也需要定期標定，標定距離如圖3.2所示。圖3.2活動擋板底部在Ⅰ號位置時與升降跺板臺垂直距離活動擋板當書籍厚度為10mm時，活動擋板與書籍重合部分為5mm（書籍厚度減去活動擋板底部在I號位置時與升降跺板垂直距離最佳值10mm-5mm=5mm活動擋板當書籍厚度為10mm時，活動擋板與書籍重合部分為5mm（書籍厚度減去活動擋板底部在I號位置時與升降跺板垂直距離最佳值10mm-5mm=5mm）書籍書籍3.3a工況4活動擋板當書籍厚度為活動擋板當書籍厚度為15mm時，活動擋板與書籍重合部分為10mm（書籍厚度減去活動擋板底部在I號位置時與升降跺板垂直距離最佳值15mm-5mm=10mm）書籍書籍3.3b工況3當書籍厚度為20mm時，活動擋板與書籍重合部分為15mm當書籍厚度為20mm時，活動擋板與書籍重合部分為15mm（書籍厚度減去活動擋板底部在I號位置時與升降跺板垂直距離最佳值20mm-5mm=15mm）書籍活動擋板3.3c工況2當書籍厚度為25mm當書籍厚度為25mm時，活動擋板與書籍重合部分為20mm（書籍厚度減去活動擋板底部在I號位置時與升降跺板垂直距離最佳值25mm-5mm=20mm）活動擋板書籍書籍3.3d工況1圖3.3四種書籍厚度下的垂直距離值活動擋板底部在Ⅰ號位置時與升降跺板臺垂直距離為5mm，活動擋板表面始終處于一個位置拍打到書籍端部，且活動擋板與書籍重合部分大于書籍厚度的二分之一，防止在書籍堆垛過程中，書籍下落到升降跺板臺上后活動擋板拍打不動書籍。如果活動擋板底部在Ⅰ號位置時與升降跺板臺垂直距離大于5mm，例如10mm時，則當來料書籍厚度為10mm、15mm、20mm、25mm時，活動擋板與書籍端面重合的距離分別為0mm、5mm、10mm、15mm，活動擋板表面始終處于一個位置拍打到書籍端部，則堆垛過程中，活動拍板拍打不到書籍或者因活動擋板與書籍端面重合接觸面積小拍打不動書籍，造成書籍在長度方向上堆垛不整齊。3.2測速輥改造方案熱軋部30萬t橫切長沙郵政總倉庫剪切書籍長度通常有6m、8m、10m、12m、14m、16m等六種尺寸要求，橫切剪剪切6m長度書籍時，理論上超差部分允許≤30mm；橫切剪剪切8m、10m、12m、14m、16m長度書籍時，理論上超差部分允許≤40mm，現場當中剪切書籍理論長度6m、8m、10m、12m、14m、16m時，實際剪切出來的書籍長度值超出理論長度15~20mm；符合國標要求，達到了正常書籍倉庫管理要求。30萬t橫切長沙郵政總倉庫入口鋼卷參數寬度830～2130mm，差值1300mm。書籍實際剪切后的寬度允許范圍≥理論值5mm（書籍切邊后書籍實際寬度值比理論值允許≥5mm）。剪切后的書籍檢驗標準除了長度、寬度達到要求，書籍兩條斜對角線長度差值必須在20mm之內，書籍平直度、書籍表面質量必須符合要求。但是熱軋部30萬t橫切機組定尺剪在剪切書籍時，有時定尺剪剪切不準，造成書籍長度超差，超差范圍在50~250mm之間，超差范圍大的書籍，到達堆垛機后無法正常下落需要拆包處理，嚴重加大了書籍的損傷率和書籍倉庫管理的正常進行，并且加大了書籍倉庫管理人員的勞動強度，降低了部分設備的使用壽命。書籍的定尺是由定尺剪前測速輥來控制的，其機械結構比較簡單，由氣缸控制測速輥沿導向桿上下運動，壓在書籍上，通過編碼器計算出板長來進行剪切，檢查測速輥上編碼器及其聯接機構和接線，并未發(fā)現異常情況，同時檢查定尺剪剪切時間均在正常值范圍。因此認為，原因可能出在測速輥本身，通過現場觀察，每次定尺不準基本都發(fā)生在以下幾種情況：剪切過程中停止時間過長、剪切過程中反復倒鋼和鋼卷甩尾階段。尤其是在鋼卷甩尾階段，均有定尺剪切不準現象發(fā)生，并且在觀察中發(fā)現，測速輥位置有輕微擺動跡象。對上述現象分析得出的結果是：為了保證測速輥的靈活動作，在導向桿與滑套之間，一般有較大的加工間隙，再加上設備使用時間已有一年，導向套本身也有一定量的磨損，間隙量會變得更大，另外在剪切過程中停車時間過長、反復倒鋼和鋼卷甩尾階段均會出現剪切過程中張力的消失。由于張力消失，造成書籍運行不穩(wěn)，從而引起測速輥位置產生擺動，進而造成長度測量不準，定尺剪切誤差現象。根據以上分析，決定在測速輥工作位置增設四個定位擋塊，用以保證測速輥在工作位置時，不會因為開卷張力不穩(wěn)而出現擺動，通過觀察，自增設定位塊后至今，沒有再出現定尺剪切不準的現象發(fā)生。測速輥的原結構圖如圖4所示，改造后的效果圖如圖5所示。圖3.4測速輥改造前結構圖（單位：mm）圖5測速輥改造圖第四章結論在對長沙郵政圖書倉書籍堆垛方案進行改進前的堆垛效果如圖4.1所示。改進了活動擋板與固定擋板位置的標定，進行改造后的堆垛效果如圖4.2所示。從圖4.1和圖4.2可以明顯看出，改造前堆垛嚴重不平齊，可以看到長度方向和寬度方向有明顯的位置差；改造后無論在