Технические средства автоматизированных складских систем (АСС)
Функции, составные элементы и типы АСС
Автоматизированные складскиесистемы ГПС совместно с транспортным оборудованием предназначены для выполненияследующих функций: приема с внутризаводского или внутрицехового транспортасырья, материалов, заготовок, инструментов, пустой тары и их временногоскладирования; выдачи этих грузов по заранее предусмотренному графику, порядкуили на основании команд приема от транспортной системы ГПС готовых изделий,отходов производства бракованной продукции и их временного хранения; выдачи навнутризаводской или внутрицеховой транспорт этих грузов по командам или по мереподхода транспортных средств.
В состав АСС входят следующиесоставные элементы: стеллажные конструкции, автоматические штабелирующиемашины, транспортно-складская тара, устройства для перегрузки тары соштабелирующей машины на накопитель, устройства для передачи тары с накопителяна транспортную систему ГПС; технические средства управления складами.
АСС, расположенные в зоне ГПМ ивходящие в состав ГПС, могут состоять из различного набора перечисленныхэлементов.
АСС для ГПС характеризуютсяразличными признаками: типом конструкции стеллажей и штабелирующих машин; объемоми размерами склада; выполняемыми функциями; типами и параметрами складской тары;расположением участков приема и выдачи грузов по отношению к зоне хранения,уровнем и техническими средствами автоматизации и др.
Конструктивно АСС подразделяютсяна ряд видов:
с клеточными стеллажами иавтоматическим стеллажным краном-штабелером;
с клеточными стеллажами иавтоматическим мостовым краном-штабелером;
с гравитационными стеллажами иавтоматическими стеллажными кранами-штабелерами (каретками-операторами);
с автоматическими элеваторнымистеллажами;
с автоматической подвеской;
автоматический кассетного типа;
автоматический подвесной всочетании с подвесным толкающим конвейером и с автоматическим адресованиемгрузов.
Схемы основных типов стеллажныхскладов с автоматическими стеллажными кранами-штабелерами (тип 1) приведены на рис.1,а, с автоматическими мостовыми кранами-штабелерами (тип 2) на рис.1, б. Наибольшеераспространение получили автоматические склады типа 1, так как они имеютвысокую производительность и занимают мало места. Недостаток складов состоит втом, что грузоподъемность одной секции невелика и для достижения достаточнойвместимости требуется сооружение длинных стеллажей, что не всегда приемлемо.
Автоматические склады сгравитационными стеллажами тип 3. рис 1, в) используются в тех случаях, когдапри незначительной номенклатуре грузов требуются сравнительно большие их запасы.
Склады с механизированными иавтоматизированными элеваторными стеллажами (тип 4 рис.1, г) целесообразноприменять при малых грузопотоках небольших сроках и запасах хранения, грузов ималых размерах самих деталей и изделий.
/>
Рис.1 — Типовые схемы АСС: а — савтоматическим стеллажным краном-штабелером 1, стеллажом 2 и накопителями 3; б- с автоматическим мостовым краном-штабелером 1 и стеллажами 2; в — сгравитационными стеллажами 2, автоматическими каретками 1 и перегрузочнымиустройствами 3; г — с элеваторными стеллажами 1 и перегрузочными устройствами2,3.
Оборудование АСС
Оборудование АСС включает в своисостав: складскую тару (поддоны, кассеты), стеллажи, краны-штабелеры,транспортирующие и перегрузочные устройства.
Технические, экономические,организационные и другие требования к оборудованию АСС и технологиискладирования формируются так, чтобы обеспечить следующие характеристики АСС:
высокие технико-экономическиепоказатели;
приспособленность оборудования кпереработке заданной номенклатуры грузов;
четкое и надежное взаимодействиеоборудования АСС и внешних коммуникации;
высокую надежность устройств автоматикии АСС в целом;
простоту техническогообслуживания АСС при эксплуатации и ремонте;
обеспечение условий техникибезопасности и охраны труда;
возможность управления АСС вручном, автоматизированном и автоматическом режимах;
простота монтажа с необходимойточностью, демонтажа и установки АСС на новом месте.
Складская тара должнаудовлетворять требованиям безопасности труда, обеспечивать необходимый запаспрочности, не иметь режущих и колющих кромок и заусениц, быть удобной идоступной для очистки и дезинфекции. Конструкция поддонов (кассет) должна бытьприспособленной к наиболее полному использованию объема склада.
Точность изготовления и монтажаподдона должна обеспечивать остановку грузозахвата штабелирующей машины узаданной ячейки по ширине, длине и высоте склада. Поддоны делятся на три группы:ящичные, стоечные и плоские.
Наиболее часто применяютсяящичные металлические и пластмассовые поддоны, которые изготавливаются всоответствии с ГОСТ 14861 — 74.
Стеллажи частичноизготавливаются в комплекте со стеллажными кранами-штабелерами. Типы, основныепараметры и размеры сборно-разборных стеллажей приведены в ГОСТ 14757-76 и ГОСТ16141-81.
Сборно-разборные унифицированныеполочные (каркасные) стеллажи предназначены для складирования грузов в ящичнойтаре и на поддонах размерами 400X600,800X600 и 1200X800 мм и обслуживаютсяэлектропогрузчиками, электроштабелерами и кранами штабелерами мостового типа.
Стеллажи выпускаются содносторонней и двухсторонней компоновкой и состоят из рам, полок, винтовыхрастяжек и фундаментных болтов.
Стеллажи бесполочные сконсольными опорами предназначены для складирования грузов в ящичной таре и наподдонах размером 800 X 600 мм. Он может обслуживаться краном-штабелером,электроштабелером и электропогрузчиком. Стеллаж состоит из рам, балок, винтовыхрастяжек фундаментных болтов.
Краны-штабелеры. Краны-штабелерымогут выпускаться комплектно со стеллажами и некомплектно. Они могут бытьстеллажными и мостовыми.
Перегрузочные устройства.
Перегрузочные устройствапредназначены для приема грузов с внутризаводского транспорта на АСС ГПС, атакже выдачи груженых поддонов с АСС на транспортную подсистему ГПС или вобратном направлении.
Технические средстваперегрузочных устройств включают: стационарные столы с толкателями; передвижныеконсольные секции; гравитационные роликовые конвейеры; много секционные столы; цепныеконвейеры; встроенные в конструкцию перегрузочные устройства накопителей инапольных транспортных конвейеров; накопители, встроенные в конструкциюстеллажей; подъемные столы.
Функции, составные элементы и типы АТС. Классификация иорганизационно-технологические структуры АТС
Работа автоматическоготранспорта, накопление грузов и распределение их потоков определяютсятехнико-экономическими характеристиками ГПС, его функциональнойнаправленностью, организационно-техническими параметрами, технологическимипланировками и рядом других факторов.
Транспортные связи охватываютгрузопотоки на всех уровнях структуры ГПС, включая межцеховые, межучастковые,межоперационные и все элементы перемещений (ориентации, установки,кассетирования и др.).
В связи с этим АТС,обслуживающие ГПС, могут быть разных уровней применения, в том числемежцеховыми, цеховыми и локальными.
Грузопотоки ГПС могут включатьбольшое число взаимопересекающих и разветвленных связей.
Так, только обрабатывающаяячейка ГПС имеет грузопотоки в виде тары, заготовок, инструмента, оснастки,изделий в таре и без тары, отходов, вспомогательных материалов.
Грузопотоки, их связи и мощностьопределяют технические параметры АТС. Поэтому рассматривают классификациюгрузов по транспортно-технологическим характеристикам: массе, форме, способузагрузки, виду и свойствам материала.
В общем случае грузы делятся наследующие основные классы: сыпучие, штучные (длинные и короткомерные,штучно-массовые), газообразные и наливные.
Грузы различаются:
по массе — миниатюрные (до 0,01кг), легкие (от 0,01 до 0,5 кг), средние (от 0,5 до 16 кг), переходной массы (от16 до 125 кг), тяжелые (более 125 кг);
по форме — тела вращения,корпусные, дискообразные (плоские и пластинчатые), спицеобразные (длинномерные)и т.д.;
по способу загрузки — в таре,без тары, навалом, ориентированные, кассетированные, в пакетах, в спутниках;
по виду материала — металлические(стальные, из цветных металлов, сплавы), неметаллические (керамические,пластмассовые, стеклянные, деревянные) и т.д.;
по свойствам материала — твердые,хрупкие, пластичные, магнитные.
По организационно-техническимпараметрам транспортные потоки делятся
на непрерывные и прерывные,каждый из которых может быть ответвленным, прямоточным, возвратным и обладающимтеми и другими признаками.
По объемно-планировочнымрешениям транспортные средства могут быть горизонтальными, вертикальными исмешанного типов.
В реальной ситуации возможнокомбинированное использование непрерывного и периодического перемещений приусловии разрыва транспортных средств буферными устройствами накопителя. Функциинакопителей выполняют собственные транспортные средства, вспомогательныеустройства и тара.
Технические средства АТСвключают в свой состав основное и вспомогательное оборудование.
К основному оборудованиюотносятся конвейерные системы, моно-рсльсовые подвесные дороги, транспортныероботы.
Конвейерные системы (конвейеры) предназначеныдля непрерывного транспортирования груза. Классификация конвейеров рассмотренаранее. Наиболее распространенными из них являются ленточный, пластинчатый иподвесной толкающий с автоматическим адресованием.
Ленточные конвейерыпредназначены для транспортирования насыпных и штучных грузов в горизонтальномнаправлении. Конвейеры имеют только плоскую форму рабочей ветви, небольшуюмощность и малые скорости привода.
Основой конвейера являетсягибкая лента из прорезиненной ткани, служащая одновременно тяговым игрузонесущим органом.
Верхняя и нижняя ветви лентыподдерживаются роликовыми парами. Постоянное натяжение ленты обеспечиваетсявинтовыми натяжными устройствами.
Пластинчатые конвейерыпредназначены для транспортирования насыпных и пластинчатых грузов притемпературе не более 120°С. На конвейерах с усиленным настилом допускаетсятранспортирование отливок и поковок с температурой до 400°С. Пластинчатыйконвейер состоит из приводной и натяжной станций, секции ходовой части, привода.Тяговым органом являются две цепи, к которым крепится пластина с бортами,образующие настил. В конструкции конвейера предусмотрена его установка подуглом до 30°.
Толкающие конвейерыс автоматическим адресованием являются комплексными автоматическимитранспортными линиями, предназначенными для механизации и автоматизации меж — ивнутрицехового транспорта, организации автоматизированных подвесных складов ибесперегрузочной доставки грузов.
Конвейеры пригодны дляэксплуатации при температуре окружающей среды от минус 10 до плюс 40°С вневзрывоопасных помещениях при отсутствии агрессивных сред.
Ходовая часть конвейера состоитиз подвижного состава (тележек), к которому крепится груз, тяговой цепи,грузового пути (со стрелками-ловителями на спусках) и пути цепи. Путь крепитсяк металлоконструкциям зданий или к отдельным металлоконструкциям.
Конвейер обеспечиваетпоследовательное и параллельное ведение и складирование тележечных сцепов, чтопозволяет увеличить вместимость складов до 80% при транспортированиидлинномерных грузов и значительно сократить длину различных технологическихкамер (сушки, окраски и др.).
При реализации ГПСмеханообработки для транспортирования отходов, и прежде всего, стружки,используют скребовые, пластинчатые, пластинчато-игольные конвейеры.
Монорельсовые подвесныедороги применяются для меж — и внутрицеховых грузопотоков. Ихположительными качествами по сравнению с конвейерными системами являются:
высокая экономичность;
малое использованиепроизводственных площадей;
автоматическое адресование сиспользованием программного управления; использование более простого устройствадля разветвления монорельсовых путей;
возможность сооружения трассыпрактически в любом месте; удобство обслуживания, благодаря доступности подходако всем механизмам и электрооборудованию;
более высокий диапазонскоростей, малые горизонтальные усилия на крепления, использование ездовыхбалок одновременно для крепления питающих и управляющих подвижных токосъемников(троллеев);
отсутствие необходимости вповышении мощности привода при увеличении числа ходовых тележек; бесшумностьхода тележек;
возможность движения тележекодной монорельсовой системы с различными скоростями; малая масса инезначительная строительная высота вследствие применения единого подъездногопути.
В транспортную систему входят: подвижнойсостав; грузоноситель, включающий грузоподъемный механизм и грузозахватныеустройства; путевые устройства; эстакада; средства автоматизации и управления; системаэлектроснабжения.
Монорельс можно крепитьнепосредственно к несущим частям зданий с применением промежуточных тяг инесущих балок.
Используются две формы подвесныхпутей: гибкая, позволяющая балке свободно поворачиваться и смещаться, ижесткая, препятствующая повороту и смещению опорного сечения.
Транспортные роботы (ТР)являются универсальным гибким средством реализации межучастковых имежоперационных связей.
Они обладают рядом преимуществпо сравнению с другими средствами: малогабаритностью подвижного состава; большимдиапазоном регулирования производительности; автоматическим перемещением; полнымосвобождением проездов после прохождения транспортного робота для других видовтранспорта; автономностью.
Список литературы
1. Харченко А.О. Станки с ЧПУ и оборудование гибких производственных систем:Учебное пособие для студентов вузов. — К.: ИД «Профессионал», 2004. — 304 с.
2. Автоматизированная подготовка программ для станков с ЧПУ, (Справочник) /Р.Э. Сафраган, Г.Б. Евгенев, А.Л. Дерябин и др.; Под общей ред. Р.Э. Сафрагана.- К.: Техника, 1986. — 191 с.
3. Р.И. Гжиров, П.П. Серебреницкий. Программирование обработки на станках сЧПУ. Справочник, — Л.: Машиностроение, 1990. — 592 с.