车间模块化物流输送线的设计与应用

摘 要：利用模块化物流输送线，能够简单、快速并省力地将货物从一个地方运到另一个地方。文章结合总装车间常采用的倍速链输送形式对其主要部件的设计选型进行了简要介绍，倍速链输送线是实现模块化物流配送常用方式。此外，倍速链输送线的各零部件均易采购，维修起来快速、简单，能够很好地满足产能及使用需求。

关键词：车间;模块化;物流输送线;设计;应用

一、 模块化物流输送系统的优势

模块化物流输送系统能大幅度提高物品搬运效率，其输送线具有灵活性、智能化和自动化等特点，是展示总装车间高产能及自动化水平的重要依据之一。没有模块化就不可能有大规模的制造，无法保证产品品质稳定，模块化是进一步实现产品智能化、稳定性和设计优化的基础，所以，对模块化物流输送系统进行研究十分必要。

总装车间内常采用模块化的零部件主要包括座椅总成、保险杠总成、仪表板模块总成、前端模块总成、前后悬架总成、动力总成（发动机与变速器总成）和轮胎总成等，这些总成产品往往利用托盘及倍速链输送线、升降机、顶升移载机和旋转台等设备实现从库区或卸货卡车至总装生产线的装配工位的模块化输送，配合助力机械手或机器人，按照工艺流程装配到汽车上。目前汽车厂的整车零部件配送大致分为以下两种形式：第一，车间外采用物流车输送，车间内采用输送线;第二，车间内、外均采用物流车配送。

二、 工艺方案

工件由物流卡车输送至输送线的端头，利用对接装置实现与线体的平稳对接，按照生产顺序将工件输送至模块化物流输送线上。工件被输送至升降机入口处，当升降机上无积放工件时，停止器打开（打开时间结合生产节拍进行设计，由装在升降机上的信号进行控制），放行最前面的工件，同时停止器关闭组织下一组工件，如此，实现了工件在升降机上的输送。进入升降机后，升降机自动将工件一次性运送至空中输送线，通过停止器的作用，实现工件的积放和放行。在90°转弯处，利用顶升移载机或90°旋转台实现工件的移载，从而输送至另一方向的输送线，如此，输送线将工件送至下件升降机入口处积放，当下件升降机中无工件时，停止器打开，放行最前面的工件，同时组织下一个工件。工件进入升降机到位后，升降机自动将工件连续地输送至地面装配段，在装配工位配合机械手或机器人进行取件。取件完成后，升降台将空托盘输送至下层输送线，空托盘按照原路返回，倍速链输送线将空托盘输送至物流卡车内。

三、 方案设计

（一）倍速输送链系统

倍速输送链系统包含倍速链、轨道、机架、驱动装置、张紧装置、机架和控制系统等。总装车间内常用的倍速链型号有BS25-C216A，它代表着节距为50.8mm的2.5倍速的输送链。

1. 倍速链原理

倍速链由滚动部分（滚轮、滚子和套筒等）及止锁部分（内/外链板和轴销等）组成。滚轮与轨道及工装底板接触，滚子与链轮的链齿接触。

倍速链原理利用数学几何方程式进行推算，已知：圆心处速度v（倍速链线体驱动链輪的线速度）、小轮半径r（即滚子的半径）和大轮半径R（即滚轮的半径）。计算：t=0时，M位于O点，M的运动方程为X1=OP-rsinψ，N的运动方程为X2=OP-Rsinψ，其中OP=vt，ψ=vt/r，所以N的运动方程为X2=vt-Rsin（vt/r），N的运动速度V2=X2/t=v-（R/t）sin（vt/r），当倍速链的运行速度ψ=π的角度值时（180°），所以V2=【（R+r）/r】×v，倍速倍数V2/v=（R+r）/r，即滚轮与滚子的半径之和与滚子的半径的比值是倍速倍数。

（二）升降机

升降机均采用电动皮带式往复升降机，由立柱、皮带、驱动、驱动连接轴、滑架、底座、维修平台和导向轮等部件组成。

当检测开关检测到升降机一个空位时，入口处的停止器打开，输送链将工件输送至升降机内，工件到位后，升降机构得到到位信号，进行提升或下降，实现工件从地面至空中平台（或从空中平台至地面）间的高度变化。另外，升降机滑架出口与输送链联锁，当出口处工件堆积时，升降机自动停止动作;当出口处输送链存在空位时，升降机再次自动运行。

升降机旁设置升降机控制台，设置手动/自动/维护开关，方便进行调整和设置，控制柜内设置了变频器，可以实现升降速度的快慢调节。

（三）顶升移载机

顶升移载机主要由机架、同步升降器、气动组件、履带式链条、驱动装置和张紧装置等部件组成，实现工件在两条相互垂直的输送链上的转载。设计时，这两条相互垂直的输送链的工作面高度应存在高度差，顶升移载机通过弥补线体间的高度差实现托盘工件的移载。

安装时，安装高度比所处位置的输送链工作面低10mm，同步升降器作用使履带式链条工作高度与另一条输送链工作面高度一致，通过电动机带动履带式链条运行，实现工件在两条相互垂直的输送链上的转载。

参考文献：

[1]牛元申.智慧物流运输全程管理服务系统设计方案[J].中国物流与采购，2019（16）：54.

[2]李沛澜.全向物流运输模块化设备设计[J].电子制作，2019（16）：20-22.

[3]杨昕吉.智慧物流运输全程管理服务系统的设计与实现[J].数字技术与应用，2019，37（3）：188-189.

[4]姜春灵.模块化物流生产线实训系统设计与实现[D].绵阳：西南科技大学，2016.

作者简介：

刘靖，河南中烟黄金叶生产制造中心。