濾棒料盤輸送機水平移位方法研究

王傳許，黃慧鴻，王雙麗，張 紅

（紅云紅河煙草（集團）有限責任公司紅河卷煙廠，云南紅河 652399）

0 引言

在濾棒高架立庫存儲輸送系統中，入庫濾棒料盤輸送機通過收集上游濾棒裝盤機傳輸的料盤，將單個料盤逐一收集整理成料盤組，滿足入庫條件后，上位系統調度堆垛機執行入庫任務，將料盤組從入庫側料盤輸送機叉放至濾棒高架立庫內。當有濾棒出庫需求時，上位系統調度堆垛機執行出庫任務，將料盤組從高架立庫內叉放至出庫側料盤輸送機上。目前，行業濾棒高架立庫系統大都采取單通道料盤輸送機匹配單貨叉堆垛機的方式，料盤組出入庫效率較低，堆垛機工作頻次較高，任務負荷較大。若選用雙貨叉型式堆垛機，可極大提升濾棒料盤組的出入庫效率，但同時也要求濾棒料盤輸送機布局兩個以上通道。來自裝盤機單一通道的濾棒料盤要輸送至料盤輸送機的多個通道內，就必須在水平方向經過換向，換向后的料盤收集整理成料盤組后，相鄰兩個通道內的濾棒料盤組便可在堆垛機的同一次任務中完成出入庫，從而提升濾棒料盤組的出入庫效率，降低堆垛機的工作量。

1 水平移位裝置的設計原則

通常物料水平換向可通過氣缸推動、升降式輸送帶輸送、無桿氣缸輸送等方式實現。但由于濾棒重量較輕，在濾棒料盤輸送過程中抖動劇烈將會導致料盤內濾棒橫移、掉落，因此料盤輸送機對料盤傳輸平穩性要求較高。采用氣缸推動、輸送帶輸送等方式會造成料盤僅底部受力，受力不均導致料盤移動過程中發生濾棒掉落、料盤傾倒等問題。同時，水平移位裝置安裝后，空間上需保證濾棒料盤在直線方向上行進而不會與移位裝置發生干涉，不影響料盤輸送機的整體結構，能較好地與輸送機融為一體。濾棒料盤在水平換向后應能準確地的停留在料盤輸送通道的中間位置，以保證濾棒料盤繼續向前平順輸送而不會發生干涉。

鑒于以上原則，結合濾棒料盤自身結構特點，設計一種濾棒料盤水平移位裝置。通過氣缸將料盤夾緊—提升離開料盤輸送機，再水平移動輸送至兩側的濾棒料盤輸送通道；當濾棒料盤被移位至相鄰通道的中間位置時，依靠接近開關控制驅動電機啟停，使濾棒料盤在中間位置時準確停止；隨后氣缸將下降—釋放濾棒料盤，對應通道料盤輸送機啟動，濾棒料盤繼續向前輸送收集成料盤組，實現濾棒料盤在相鄰輸送通道間換向輸送的目的。水平移位裝置與料盤輸送機安裝布局如圖1 所示。

圖1 水平移位裝置與料盤輸送機安裝布局

2 水平移位裝置結構原理

水平移位裝置主要由機架、滑軌、滑塊、夾緊爪、同步帶、電機、行程開關和接近開關等組成（圖2）。其中夾緊爪包括支撐桿、夾緊板、驅動夾緊板水平移動的水平氣缸和驅動夾緊板上下移動的豎向氣缸、節流閥、磁性開關等，夾緊爪上的水平氣缸通過螺栓固定在豎向氣缸的推桿上，水平氣缸隨豎向氣缸上下移動。

圖2 水平移位裝置結構示意

水平移位裝置的兩個夾緊爪成對稱布局，兩個夾緊爪之間的距離大于所需移動的料盤尺寸，夾緊爪通過滑塊安裝在滑軌上，夾緊爪與滑塊之間采用螺栓連接。

兩個夾緊爪通過水平氣缸和豎向氣缸實現對濾棒料盤的夾緊和提升，使濾棒料盤離開輸送機。水平移位裝置滑軌的一端安裝有驅動電機，滑軌上的滑塊與同步齒形帶連接，驅動電機通過同步齒形帶驅動兩個夾緊爪左右同步運動。當夾緊爪運動至相鄰料盤輸送通道的中間位置時，滑塊被接近開關感應，發出停止信號，驅動電機停止轉動，夾緊爪通過豎向氣缸和水平氣缸實現料盤下降和釋放，料盤被準確地放置在相鄰料盤輸送通道的中間位置，完成一次濾棒料盤的水平換向輸送。此外，用于向驅動電機發出停止信號的接近開關數量及位置，需根據所布局的濾棒料盤輸送通道數量及濾棒料盤輸送通道的寬度決定。滑軌兩端安裝有行程開關，用于當接近開關失效時檢查夾緊爪運動位置是否超出極限并停止驅動電機，起安全保護作用。夾緊爪的氣缸夾緊、提升、下降和釋放濾棒料盤的速度利用氣缸上的節流閥進行調節，調整合適的氣流量可保證夾緊爪夾取濾棒料盤的過程平穩，避免料盤內濾棒掉落、橫移。

3 水平移位裝置工作過程

水平移位裝置處于等待位置時，與上游裝盤機通道處于同一中心線上，來自裝盤機的濾棒料盤輸送至水平移位裝置時料盤停止前進，水平移位裝置夾緊爪的兩個水平氣缸驅動夾緊板夾緊料盤，兩個豎向氣缸帶動水平氣缸向上移動，將料盤提升離開料盤輸送機。此時，水平移位裝置驅動電機啟動，驅動電機通過同步齒形帶驅動夾緊爪在滑軌上水平移動，當移動中的滑塊遮住滑軌一側的接近開關時，驅動電機停止，水平移位裝置到達停止位，夾緊爪的兩個豎直氣缸下降使料盤下落至料盤輸送機上，兩個水平氣缸縮回釋放料盤，此時當前通道料盤輸送機啟動，濾棒料盤繼續向前輸送完成料盤組盤。水平移位裝置則在驅動電機驅動下重新回到等待位，完成一個工作循環。水平移位裝置工作過程如圖3 所示。

圖3 水平移位裝置工作過程示意

4 水平移位裝置的特點

水平移位裝置可在不改變現有濾棒料盤輸送機結構的前提下，實現濾棒料盤的換向輸送，與料盤輸送機配合良好。其主要特點有：

（1）結構簡單，安裝和維護方便，制造成本較低。水平移位裝置安裝在濾棒料盤輸送機的上方，對各通道料盤輸送機的結構均無影響，通過簡單的結構和動作便可實現對濾棒料盤的換向功能，且加工和維護成本低。

（2）提升了濾棒料盤輸送機緩存能力，實現上游裝盤機單一通道與料盤輸送機多通道的柔性對接需求。可根據濾棒生產能力與堆垛機入庫能力柔性調整濾棒料盤輸送機的通道數量，優化了濾棒入庫需求和堆垛機工作能力的匹配度。

（3）濾棒料盤水平移位過程平穩，不易發生傾倒。水平移位裝置的夾緊爪通過兩塊夾緊板夾持住料盤的中間部位，濾棒料盤受力均勻，穩定性較好，移動過程中不易出現劇烈晃動、料盤傾倒等現象。

（4）水平移位裝置夾緊爪的夾緊板采用復合材料板制作，具有高比強度和高比模量，耐疲勞性高、抗斷裂能力強、減振性能好，使用壽命長。而且由于其具備較好的減振能力，能夠對料盤起到一定的保護作用，降低料盤的損壞。

（5）驅動夾緊爪的電機具備變頻調速功能，可延長電機啟動、停止過程，實現料盤在水平移動過程中平穩過渡，避免料盤內濾棒在移動過程中發生橫移、掉落。

由于水平移位裝置夾緊爪的夾緊板夾持面為平面，夾緊爪水平氣缸磨損或氣管接頭漏氣時，可能出現料盤夾持不穩固現象，導致濾棒料盤移動過程中出現歪斜，因此需定期檢查夾緊爪氣缸工作的可靠性。同時水平移位裝置的兩個夾緊爪氣缸相對獨立，但在夾取濾棒料盤動作時要求左右同步，因此對左右兩夾緊爪上的氣缸節流閥調整技術要求較高。

5 結語

濾棒料盤輸送機作為濾棒高架立庫存儲輸送系統的關鍵設備，增加料盤輸送通道以提高料盤輸送機緩存能力，既能提升上游裝盤機設備的運行效率，還能降低堆垛機單位時間任務頻次，提升濾棒料盤的出入庫效率，滿足大流量濾棒料盤出入庫環境下對雙叉堆垛機的需求。此外，由于水平移位裝置能實現濾棒料盤在不同輸送通道間移動，因此也同樣適用于出庫側料盤輸送機。堆垛機將料盤組叉放至出庫側料盤輸送上，水平移位裝置左右移動將兩側通道的濾棒料盤組逐一分離移送至與卸盤機通道對應的中間料盤通道，再輸送至下游設備，實現濾棒高效存儲和輸送。

紅云紅河煙草（集團）有限責任公司：基于濾棒高架庫物流系統模式下的物料輸送可靠性研究科技項目（HYHH2019GY04）資助。