自动化立体仓库在铸造砂芯存储管理中的应用研究.pdf

第期(总第 期)年月机 械 工 程 与 自 动 化ME CHAN I C A LE N G I N E E R I N G&AUT OMA T I ONN o A u g 文章编号:()自动化立体仓库在铸造砂芯存储管理中的应用研究张洁(东杰智能科技集团股份有限公司,山西太原 )摘要:在发动机缸体的铸造生产车间中,将自动化立体仓库应用于发动机缸体铸造砂芯的存储与运输,分析了发动机缸体铸造砂芯自动化立体仓库的方案设计、作业流程与物流节拍.自动化立体仓库实现了铸造砂芯的自动化存取,连接了制芯线与造型线,协调了砂芯供需平衡,保障了生产线的高效运行,提高了生产效率,降低了生产成本,提升了铸造车间的自动化水平.该自动化立体仓库在发动机缸体铸造砂芯存储中的应用,为铸造车间砂芯自动化存储管理提供了一定的借鉴和参考.关键词:自动化立体仓库;铸造砂芯;发动机缸体;存储中图分类号:TU T G 文献标识码:B收稿日期:;修订日期:作者简介:张洁(),女,宁夏中宁人,工程师,本科,从事智能物流装备的设计与开发及仿真设计.引言在铸造零件的铸造生产车间中,由于生产品种和生产节拍的原因,造芯工艺过程中生产出的合格砂芯往往需要运输到仓库中存储,以备后续造型工艺过程中使用.对于柴油发动机、汽油发动机等大批量流水线生产的产品,铸造车间一般采用悬挂式仓库存储铸造砂芯,配合悬挂式输送机运输砂芯;对于小批量生产的产品,常采用普通仓库存储砂芯,由人工或起重机运输砂芯.传统砂芯存储仓库的存储密度较低、存储效率不高、作业效率和自动化水平还有待于提高,随着自动化仓储技术的发展和铸造车间自动化仓储需求的提高,自动化立体仓库因其存储密度大和存储高效准确及作业自动化,被逐渐应用于铸造车间的生产过程中.自动化立体仓库作为生产过程中重要的缓冲存储环节,将生产过程中的制芯环节和造型环节有机衔接灵活配合起来,提高了生产效率,降低了生产成本,提升了铸造车间的自动化水平.本文研究自动化立体仓库在发动机缸体铸造砂芯存储中的应用,为铸造车间砂芯存储管理提供一定的借鉴和参考.发动机缸体铸造砂芯自动化立体仓库设计方案在发动机缸体铸造车间中,发动机缸体铸造砂芯制造(制芯)线的生产率一般低于造型线的生产率,制芯线与造型线之间存在着生产率不匹配的问题,自动化立体仓库可以很好地解决生产率不匹配问题,.发动机缸体铸造砂芯自动化仓库通过自动化存储上游制芯环节生产的砂芯,并配合造型线生产节拍为下游造型环节供应砂芯,调节砂芯的供需平衡,稳定造型线的砂芯供应需要,保证铸造生产过程的高效进行.发动机缸体铸造砂芯自动化立体仓库是采用立体货架以托盘存放砂芯,用堆垛机或穿梭机等设备进行自动化作业,它是仓库控制系统(WC S)和仓库管理系统(WM S)统一调度的全自动化存取系统,由立体货架、堆垛机、输送线、仓库控制系统和仓库管理系统等构成,包括货架区、出入库输送区、砂芯上料区、砂芯下料区和空托盘补给区等区域,如图所示.图发动机缸体铸造砂芯自动化仓库布局发动机缸体铸造砂芯自动化立体仓库具有以下功能:()自动化存取砂芯,砂芯先进先出.()冷芯与热芯入库存储与出库供给.()空托盘输送入库暂存与出库供给.()冷芯/热芯上线直供.()砂芯卸下后空托盘直供.()砂芯按工序在预定工位进行组合.()组合砂芯带托盘输送入库与出库.()组合砂芯输送到造型线下芯机旁的卸芯工位.()砂芯库存在线管理.发动机缸体铸造砂芯自动化立体仓库作业流程发动机缸体铸造砂芯自动化仓库作业流程主要包括砂芯入库出库、砂芯直供、空托盘入库出库、空托盘直供,具体流程如下:()当造型线和组芯线都正常工作时,组好的砂芯通过输送系统直接送至造型线下芯机旁的卸芯工位,造型线用砂芯量不足部分由立体仓库补充;卸芯后的空托盘通过输送系统一部分返回组芯线,其余空托盘返回立体仓库.()当造型线不工作、组芯线正常工作时,组好的砂芯通过输送系统直接回立体仓库,空托盘由立体仓库补充.()当制芯线不工作、造型线正常工作时,砂芯由立体仓库供给,卸芯后的空托盘全部返回立体仓库.()当上芯点的砂芯出现异常时,由上芯作业人员原地排除异常;当下芯点的砂芯出现异常时,可操作终端进行报错,系统收到出错信息后,自动补足出库数量,同时异常砂芯由输送线送至异常排出口,等待人工处理.()当仓库内托盘出现损坏时,则由异常口排出,人工再补进新托盘.节拍分析发动机缸体铸造砂芯自动化立体仓库的物流作业主要是砂芯入库、砂芯出库以及库内作业,对各作业进行节拍分析,结果如表所示.由表可知,砂芯入库、砂芯出库、库内作业的设计节拍均大于需求节拍,完成率均超 ,表明设计节拍完全能够满足生产线需求.表发动机缸体铸造砂芯自动化立体仓库物流节拍分析结果节拍砂芯入库砂芯出库库内作业需求值(托/小时)设计值(托/小时)完成率()结语将自动化立体仓库应用于发动机缸体铸造车间铸造砂芯的存储与运输,实现了砂芯的自动化存取,连接了制芯线与造型线,协调了砂芯供需,保障了生产线的高效运行,提高了生产效率,降低了生产成本.另外,此研究也为铸造车间砂芯自动化存储管理提供了一定的借鉴和参考.参考文献:铸造车间和工厂设计手册 编委会铸造车间和工厂设计手册M北京:机械工业出版社,姜艳华自动化仓库系统建设实施与应用J中国新技术新产品,():李柏松,侯卫妮,赵书锋,等自动化立体仓库在铸造领域的应用与创新J铸造设备与工艺,():赵瑛,陈剑自动化立体仓库在砂芯储存、输送系统中的应用J中国铸造装备与技术,():张志红,李明,陈剑,等砂芯储存、输送系统中的砂芯储存方式J中国铸造装备与技术,():R e s e a r c ho nA p p l i c a t i o no fA u t o m a t e dW a r e h o u s e i nS t o r a g eM a n a g e m e n t o fC a s t i n gS a n dC o r eZ H A N GJ i e(OMHS c i e n c eG r o u pC o,L t d,T a i y u a n ,C h i n a)A b s t r a c t:I nt h e f o u n d r yw o r k s h o po f e n g i n ec y l i n d e rb l o c k,t h ea u t o m a t e dw a r e h o u s e i sa p p l i e dt o t h es t o r a g ea n dt r a n s p o r t a t i o no fc a s t i n gs a n dc o r eo fe n g i n ec y l i n d e rb l o c k,a n dt h es c h e m ed e s i g n,o p e r a t i o nf l o wa n dl o g i s t i c sb e a to fa u t o m a t i cw a r e h o u s ef o re n g i n ec y l i n d e rb l o c kc a s t i n gs a n dc o r e a r e a n a l y z e d T h e a u t o m a t e dw a r e h o u s e r e a l i z e s t h e a u t o m a t i c a c c e s so f t h e c a s t i n gs a n dc o r e,c o n n e c t s t h ec o r e m a k i n gl i n ea n dt h em o l d i n gl i n e,c o o r d i n a t e s t h eb a l a n c eb e t w e e ns u p p l ya n dd e m a n do f t h es a n dc o r e,e n s u r e st h ee f f i c i e n to p e r a t i o no ft h ep r o d u c t i o nl i n e,i m p r o v e st h ep r o d u c t i o ne f f i c i e n c y,r e d u c e st h ep r o d u c t i o nc o s ta n di m p r o v e st h ea u t o m a t i o n l e v e l o f t h e f o u n d r yw o r k s h o p T h ea p p l i c a t i o no f t h ea u t o m a t e dw a r e h o u s e i nt h es a n dc o r es t o r a g eo fe n g i n ec y l i n d e rb l o c kc a s t i n gp r o v i d e ss o m er e f e r e n c e f o r t h ea u t o m a t i cs t o r a g em a n a g e m e n to f s a n dc o r e i nt h e f o u n d r yw o r k s h o p K e y w o r d s:a u t o m a t e dw a r e h o u s e;c a s t i n gs a n dc o r e;l o g i s t i c sb e a t;s t o r a g e(上接第 页)R e s e a r c ho nK e yT e c h n o l o g i e so fA u t o m a t i cD e v i a t i o nC o r r e c t i o nS y s t e mf o rM i n i n gB e l tC o n v e y o rZ H E N GY i(C o a l I n d u s t r yT a i y u a nD e s i g na n dR e s e a r c hI n s t i t u t eG r o u pC o,L t d,T a i y u a n ,C h i n a)A b s t r a c t:A s o n eo f t h em o s t c o mm o n f a u l t s o f t h em i n i n gb e l t c o n v e y o r,t h eb e l t d e v i a t i o n f a u l t n o t o n l ya f f e c t s t h en o r m a l o p e r a t i o no f t h eb e l t c o n v e y o r,b u t a l s oc a u s e s s e r i o u s a c c i d e n t s s u c ha s c a s u a l t i e s t h e c a u s eo f b e l t d e v i a t i o no f b e l t c o n v e y o r i s a n a l y z e d,a n dad e s i g ns c h e m eo fa c t i v ed e v i a t i o nc o r r e c t i o ns y s t e mo fb e l tc o n v e y o ri sp u tf o r w a r db a s e do nd e v i a t i o nd e t e c t i o na n dc o r r e c t i o nt e c h n o l o g y T h es y s t e mu s e s t i l t a n g l es e n s o r,d i s p l a c e m e n t s e n s o ra n do t h e re q u i p m e n t t oo p t i m i z et h ed e v i a t i o nd e t e c t i o nd e v i c e,a n du s e sP L Cc o n t r o l t or e a l i z ea u t o m a t i ca n da c t i v ed e v i a t i o nc o r r e c t i o n,w h i c hc a nr e a l i z et h eb e l tc o n v e y o rd e v i a t i o nd e t e c t i o n,c o r r e c t i o na n dp r o t e c t i o nf u n c t i o n s K e y w o r d s:b e l t c o n v e y o r;d e v i a t i o nd e t e c t i o n;a c t i v ed e v i a t i o nc o r r e c t i o ns y s t e m机 械 工 程 与 自 动 化 年第期