自動存取鞋倉庫設(shè)備探析論文

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1、 自動存取鞋倉庫設(shè)備探析論文 隨著自動化技術(shù)的發(fā)展， 制造業(yè)工廠機器換人、設(shè)備互聯(lián)化、 生產(chǎn)智能化等創(chuàng)新實踐給其他行業(yè)如服務(wù)業(yè)帶來了良好的啟示， 同時給自動化行業(yè)帶來新的機遇和挑戰(zhàn)。 服務(wù)行業(yè)中存在很多需要人工完成的環(huán)節(jié)， 其中有些環(huán)節(jié)工作環(huán)境差、勞動時間長， 并且不是很體面。比如會所中的鞋吧， 當(dāng)有顧客進入時， 需要服務(wù)員及時給顧客換上拖鞋， 換下的鞋子和襪子需要快速存入鞋柜， 并且不能錯亂；當(dāng)顧客離開時， 又需要把顧客的鞋子和襪子取出并遞給顧客換上。 對每個顧客都是如此， 整個過程既繁瑣又臟累， 需要隨時提供服務(wù)，是一項非常不體面的活。 如果

2、能使用自動存取設(shè)備取代人工完成存取鞋設(shè)備， 將是一件非常有意義的項目。本文所論述的正是一種應(yīng)用 于服務(wù)行業(yè)的能夠取代人工的自動存取鞋倉庫設(shè)備。 2.1 物料特點 此處物料是鞋類， 而且是兩只一雙， 沒有固定統(tǒng)一的外形、高度、長度、款式， 直接搬運的話， 對夾具選擇難度很大。通過調(diào)查， 發(fā)現(xiàn)成人的鞋雖然碼數(shù)不同， 但正常碼數(shù)范圍內(nèi)裝鞋的鞋盒都是統(tǒng)一規(guī)格， 這樣就可以得出結(jié)論， 用統(tǒng)一規(guī)格的盒子作為載具，將鞋子放入鞋盒， 把無固定外形的物料變成規(guī)則外形的物料， 就可以實現(xiàn)成雙鞋的搬運。通過鞋類數(shù)據(jù)統(tǒng)計， 設(shè)計出適合絕大部分鞋類容

3、納的鞋盒， 便完成存取設(shè)備中搬運器設(shè)計的第一步。 2.2 應(yīng)用場景 會所的鞋吧一般設(shè)置在接待大廳偏僻位置， 利用偏僻角落封閉起來做成多層鞋柜或鞋架。這就要求自動存取設(shè)備的存儲架占地小， 存儲單元盡量多， 做成多層、多排結(jié)構(gòu)型式。另一方面， 鞋吧應(yīng)盡 量靠近顧客換鞋的位置， 提高顧客出入效率。 2.3 工況特點 存取設(shè)備應(yīng)隨時響應(yīng)顧客的存取鞋需求， 盡量減少顧客等待的時間， 這就要求搬運器響應(yīng)速度快、跑位精確、重復(fù)誤差小等。此外， 取鞋時不能

4、出錯， 為顧客取到錯誤的鞋子是非常麻煩的情況。鞋盒編號與顧客的手牌號碼應(yīng)一一對應(yīng)或設(shè)為同一編碼； 鞋盒與存鞋位也應(yīng)一一對應(yīng)， 以便出錯時有跡可循。 2.4 關(guān)鍵技術(shù)點 首先， 鞋子放入鞋盒后， 搬運器應(yīng)立即知道應(yīng)存入哪個存鞋位， 鞋盒應(yīng)能被識別到編碼。 其次， 搬運器響應(yīng)速度快、 跑位精準(zhǔn)，最好的選擇就是采用伺服系統(tǒng)。 最關(guān)鍵的技術(shù)點是， 搬運器采用何種取物機械手， 搬運器與 鞋盒對接、移動的要求是可靠、快速。有效載荷是鞋與鞋盒， 對接裝置不宜笨重， 最好不采用動力驅(qū)動對接， 這樣會增加控制點和不可

5、靠性。 根據(jù)前述分析， 設(shè)計出存取鞋立體倉庫設(shè)備由如下部分組成， 如圖 1、圖 2 所示。 （ 1） 存鞋架：采用鋁合金型材搭建， 劃分為多層多列的存鞋位， 具有重量輕、連接件標(biāo)準(zhǔn)化、適用性好等特點； （ 2） 搬運器：搬運器采用 X、Y、Z 三維方向的同步帶滑臺， 由伺服電機驅(qū)動， 與鞋盒對接的機械裝置由對接叉片和安裝板組成，固定安裝在滑臺上。 （ 3） 鞋盒：為敞口塑料盒， 邊緣設(shè)有下卷邊， 搬運時對接提升叉片插入鞋盒下卷邊并貼近鞋盒端面， 端起鞋盒移動。

6、 （ 4） 編碼識別系統(tǒng)： 每個存鞋位配一個鞋盒， 鞋盒編碼與存鞋位編碼相同， 鞋盒底部安裝有 IC 芯片， 存取鞋窗口安裝有 IC 讀取器， 當(dāng)鞋盒取送至存取窗口時， 系統(tǒng)能讀取到鞋盒編碼。 （ 5） 控制系統(tǒng)：控制系統(tǒng)由下位機控制和上位機控制系統(tǒng)組 成， 下位機即 PLC控制器， PLC 存儲伺服驅(qū)動程序控制伺服電機和 滑臺完成走位動作；上位機即計算機系統(tǒng)， 存儲鞋位及 IC 編碼、原點位置、鞋位位置、存鞋數(shù)量等數(shù)據(jù)信息， 通過 MODBUS通信協(xié)議與下位機通信， 指揮下位機完成搬運動作。

7、 （ 6） 人機界面：人機界面即上位機顯示屏， 采用觸摸屏， 可顯示倉庫存儲信息、存取窗口鞋盒編碼、搬運器運行狀態(tài)、控制系統(tǒng)狀態(tài)信息等， 可輸入編碼取鞋、臨時存鞋等特定操作。 圖 1 自動存取鞋立體倉庫正面 1- 存鞋架， 2- 三軸搬運器， 3- 鞋盒， 4- 存取鞋窗口， 21- 上 X 軸滑軌， 22- 下 X 軸滑軌， 23-Y 軸滑軌， 25- 傳動軸， 26- 伺服電機， 27- 對接提升裝置 存鞋工作流程是： 顧客進場領(lǐng)取手環(huán)， 將手環(huán)靠近讀卡器， 讀

8、 卡器讀出手環(huán)編號并發(fā)送信號給上位機控制系統(tǒng)， 上位機發(fā)送指令給下位機控制系統(tǒng)并控制伺服系統(tǒng)驅(qū)動三軸搬運器將相應(yīng)編號的鞋 盒送至存取鞋窗口， 顧客將自己的鞋襪放入鞋盒， 鞋盒放入存取鞋窗口， IC 讀卡器讀取鞋盒編碼， 發(fā)送信號給控制系統(tǒng)， 伺服系統(tǒng) 驅(qū)動三軸搬運器將鞋盒搬運至對應(yīng)存鞋位， 并傳回信息給控制系統(tǒng)，完成存鞋過程。 圖 2 自動存取鞋立體倉庫側(cè)面 取鞋工作流程是： 顧客消費完后至前臺結(jié)賬， 前臺讀卡器讀到顧客編號并發(fā)送信號給立體倉庫控制系統(tǒng)， 控制系統(tǒng)控制伺服系統(tǒng) 驅(qū)動三軸搬運

9、器將相應(yīng)編號的鞋盒送至存取鞋窗口， 顧客從存取鞋窗口將鞋盒取出， 拿出自己的鞋襪后將鞋盒放入存取鞋窗口， 窗口讀卡器讀到鞋盒編碼， 發(fā)送信號給控制系統(tǒng)， 控制伺服系統(tǒng)驅(qū)動三軸搬運器將鞋盒存入對應(yīng)存鞋位， 并傳回信息給控制系統(tǒng)， 完成取鞋過程。 自動存取鞋立體倉庫可實現(xiàn)會所服務(wù)窗口存取鞋自助化和自動化， 有助于減輕人工勞動強度， 改善勞動環(huán)境， 避免服務(wù)差錯；同時， 由機器取代人工也能降低企業(yè)經(jīng)營成本。 __ [1] 楊繼志， 郭敬。自動化立體倉庫的關(guān)鍵技術(shù) [J]. 起重運輸機械， xx, （1）

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