車間模塊化物流輸送線的設計與應用

摘 要：利用模塊化物流輸送線，能夠簡單、快速并省力地將貨物從一個地方運到另一個地方。文章結合總裝車間常采用的倍速鏈輸送形式對其主要部件的設計選型進行了簡要介紹，倍速鏈輸送線是實現模塊化物流配送常用方式。此外，倍速鏈輸送線的各零部件均易采購，維修起來快速、簡單，能夠很好地滿足產能及使用需求。

關鍵詞：車間;模塊化;物流輸送線;設計;應用

一、 模塊化物流輸送系統的優勢

模塊化物流輸送系統能大幅度提高物品搬運效率，其輸送線具有靈活性、智能化和自動化等特點，是展示總裝車間高產能及自動化水平的重要依據之一。沒有模塊化就不可能有大規模的制造，無法保證產品品質穩定，模塊化是進一步實現產品智能化、穩定性和設計優化的基礎，所以，對模塊化物流輸送系統進行研究十分必要。

總裝車間內常采用模塊化的零部件主要包括座椅總成、保險杠總成、儀表板模塊總成、前端模塊總成、前后懸架總成、動力總成（發動機與變速器總成）和輪胎總成等，這些總成產品往往利用托盤及倍速鏈輸送線、升降機、頂升移載機和旋轉臺等設備實現從庫區或卸貨卡車至總裝生產線的裝配工位的模塊化輸送，配合助力機械手或機器人，按照工藝流程裝配到汽車上。目前汽車廠的整車零部件配送大致分為以下兩種形式：第一，車間外采用物流車輸送，車間內采用輸送線;第二，車間內、外均采用物流車配送。

二、 工藝方案

工件由物流卡車輸送至輸送線的端頭，利用對接裝置實現與線體的平穩對接，按照生產順序將工件輸送至模塊化物流輸送線上。工件被輸送至升降機入口處，當升降機上無積放工件時，停止器打開（打開時間結合生產節拍進行設計，由裝在升降機上的信號進行控制），放行最前面的工件，同時停止器關閉組織下一組工件，如此，實現了工件在升降機上的輸送。進入升降機后，升降機自動將工件一次性運送至空中輸送線，通過停止器的作用，實現工件的積放和放行。在90°轉彎處，利用頂升移載機或90°旋轉臺實現工件的移載，從而輸送至另一方向的輸送線，如此，輸送線將工件送至下件升降機入口處積放，當下件升降機中無工件時，停止器打開，放行最前面的工件，同時組織下一個工件。工件進入升降機到位后，升降機自動將工件連續地輸送至地面裝配段，在裝配工位配合機械手或機器人進行取件。取件完成后，升降臺將空托盤輸送至下層輸送線，空托盤按照原路返回，倍速鏈輸送線將空托盤輸送至物流卡車內。

三、 方案設計

（一）倍速輸送鏈系統

倍速輸送鏈系統包含倍速鏈、軌道、機架、驅動裝置、張緊裝置、機架和控制系統等。總裝車間內常用的倍速鏈型號有BS25-C216A，它代表著節距為50.8mm的2.5倍速的輸送鏈。

1. 倍速鏈原理

倍速鏈由滾動部分（滾輪、滾子和套筒等）及止鎖部分（內/外鏈板和軸銷等）組成。滾輪與軌道及工裝底板接觸，滾子與鏈輪的鏈齒接觸。

倍速鏈原理利用數學幾何方程式進行推算，已知：圓心處速度v（倍速鏈線體驅動鏈輪的線速度）、小輪半徑r（即滾子的半徑）和大輪半徑R（即滾輪的半徑）。計算：t=0時，M位于O點，M的運動方程為X1=OP-rsinψ，N的運動方程為X2=OP-Rsinψ，其中OP=vt，ψ=vt/r，所以N的運動方程為X2=vt-Rsin（vt/r），N的運動速度V2=X2/t=v-（R/t）sin（vt/r），當倍速鏈的運行速度ψ=π的角度值時（180°），所以V2=【（R+r）/r】×v，倍速倍數V2/v=（R+r）/r，即滾輪與滾子的半徑之和與滾子的半徑的比值是倍速倍數。

（二）升降機

升降機均采用電動皮帶式往復升降機，由立柱、皮帶、驅動、驅動連接軸、滑架、底座、維修平臺和導向輪等部件組成。

當檢測開關檢測到升降機一個空位時，入口處的停止器打開，輸送鏈將工件輸送至升降機內，工件到位后，升降機構得到到位信號，進行提升或下降，實現工件從地面至空中平臺（或從空中平臺至地面）間的高度變化。另外，升降機滑架出口與輸送鏈聯鎖，當出口處工件堆積時，升降機自動停止動作;當出口處輸送鏈存在空位時，升降機再次自動運行。

升降機旁設置升降機控制臺，設置手動/自動/維護開關，方便進行調整和設置，控制柜內設置了變頻器，可以實現升降速度的快慢調節。

（三）頂升移載機

頂升移載機主要由機架、同步升降器、氣動組件、履帶式鏈條、驅動裝置和張緊裝置等部件組成，實現工件在兩條相互垂直的輸送鏈上的轉載。設計時，這兩條相互垂直的輸送鏈的工作面高度應存在高度差，頂升移載機通過彌補線體間的高度差實現托盤工件的移載。

安裝時，安裝高度比所處位置的輸送鏈工作面低10mm，同步升降器作用使履帶式鏈條工作高度與另一條輸送鏈工作面高度一致，通過電動機帶動履帶式鏈條運行，實現工件在兩條相互垂直的輸送鏈上的轉載。

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作者簡介：

劉靖，河南中煙黃金葉生產制造中心。