На ряде производств используются стеллажные склады, обеспечивающие компактное хранение штучных грузов (комплектов инструментов, поддонов с заготовками, приспособлений и др.) в индивидуальных ячейках.
Схема такого склада показана на рисунке 1. Обслуживают его специальные краны-штабелеры или роботы-штабелеры, перемещающиеся между рядами стеллажей и оборудованные выдвижными телескопическими захватами. При этом один и тот же штабелер 2 осуществляет загрузку ячеек склада 1 и подачу грузов на выход транспортера 3 по командам операторов или автоматических программ. Недостатком таких систем является низкая производительность [1].
Рис. 1. Схема стеллажного склада
Для увеличения пропускной способности стеллажного склада необходимо разделить функционально вход и выход, то есть сделать независимыми подачу грузов на стеллажи и снятие их оттуда, а также повысить быстродействие загрузочных и разгрузочных элементов. Для этого в [2] предложена схема организации сортировочных стеллажных складов, при которой стеллажи загружаются с входного торца с помощью вертикальной транспортно-распределительной системы (ТРС), а выгрузка партий грузов из любых ячеек производится штабелерами-перегружателями по команде управляющей ЭВМ на сборные ленточные конвейеры, установленные между рядами стеллажей (рисунок 2).
Рис. 2. Схема сортировочного стеллажного склада с разделенными входом и выходом
Для загрузки сортировочного стеллажного склада необходимо входной поток грузов распределить по горизонтальному и вертикальному направлениям. Это можно сделать двумя способами. Первый соответствует схеме, показанной на рисунке 2. Здесь штучные грузы вначале распределяются по вертикальным уровням склада (пять уровней), а затем на каждом уровне происходит разделение потоков грузов по рядам стеллажей (четыре ряда). Данный способ применим для складов с небольшой пропускной способностью, т.к. загрузка нескольких вертикальных рядов стеллажей идет через одну входную транспортную линию.
Второй способ предполагает загрузку каждого ряда склада от собственной вертикальной входной линии. В этом случае производительность при заполнении склада возрастает в k раз, где k – количество вертикальных рядов стеллажей. Разделение штучных грузов по питающим входным линиям может производиться уже на участке их приема с внешнего транспорта.
Исследования возможных способов и технических средств транспортирования и распределения штучных грузов в вертикальной плоскости привели к выводу о целесообразности использования для этого специализированных крутонаклонных конвейеров с прижимной лентой. Предложена схема автоматизированной сортировочной вертикальной ТРС (рисунок 3).
Штучные грузы по питающей входной линии 1 подаются под ленту прижимного конвейера 2. Грузовой распределительный конвейер состоит из коротких ленточных конвейеров 3, которые имеют два рабочих положения: крутонаклонное, предназначенное для подъема грузов на различные уровни, и горизонтальное, используемое для подачи их на ленточные конвейеры 4, с которых с помощью перегружателей производится загрузка ячеек 8 стеллажей склада, расположенных по обе стороны от конвейеров 4. Каждый конвейер 3 имеет собственный механизм подъема-опускания. Конвейер 5 последнего верхнего уровня установлен стационарно в горизонтальном положении.
Рис. 3. Схема автоматизированной вертикальной ТРС
Прижимной конвейер обеспечивает устойчивое положение грузов на крутонаклонном участке за счет массы прижимной ленты 2 и прижимных роликов 6, подвешенных на двух пластинчатых цепях 7. Для повышения устойчивости движения особо массивных грузов могут быть использованы дополнительные пневматические или пружинные прижимные элементы.
При загрузке стеллажей склада вначале производится считывание идентификационного кода, нанесенного на грузы или специальную тару, в которой они могут быть расположены. По сигналам фотодатчиков 9 производится опрос состояния ячеек склада. Грузы транспортируются по горизонтальному конвейеру 4 выбранного уровня, и в момент пересечения первым из них луча фотодатчика 9 самой ближней по ходу движения конвейера 4 свободной ячейки стеллажа происходит срабатывание исполнительного механизма перегружателя, и груз переносится с конвейера в эту ячейку. Одновременно в память управляющей ЭВМ заносится информация о соответствии идентификационного номера груза номеру ячейки.
После заполнения первого уровня стеллажей происходит переключения подачи грузов на другой наименее загруженный уровень. Одновременно с загрузкой одних уровней стеллажей может происходить выгрузка других. Эту операцию при наличии соответствующей команды-запроса выполняют те же перегружатели и горизонтальный конвейер 4, перемещающий грузы на выход склада. В момент, когда последний в выбранной партии груз сойдет с конвейера 4 на выходную транспортную линию, управляющее устройство (по числу импульсов с фотодатчика 10) дает разрешение на выгрузку следующей группы грузов или, наоборот, на включение режима заполнения освободившихся ячеек.
Рассмотренная автоматизированная вертикальная ТРС обеспечивает загрузку стеллажных складов с высокой производительностью и сохранением заданной ориентации грузов. Схема работы стеллажного склада позволяет при необходимости быстро формировать на его выходе партии грузов или решать задачи их сортировки. Для перемещения партий грузов на выход склада и объединения их в один поток может быть использована аналогичная ТРС.
Некоторые особенности тягового расчета данной вертикальной ТРС рассмотрены в работе [3].
Литература:
Лапкин Ю.П., Литвинов В.М., Елизаров А.П. Опыт эксплуатации и совершенствования средств механизации комплектовочных складов. – Л.: ЛДНТП, 1977. – 27 с.
Михайлов С.Д. Почтообрабатывающее оборудование. – М.: Радио и связь, 1989. – 254 с.
Злотников Е.Г. Особенности тягового расчета транспортно-распределительных систем на основе конвейеров с прижимной лентой. Машиностроение и автоматизация производства: Межвуз. сб. Вып. 16. – СПб.: СЗПИ, 1999. – С. 50-52.