第第頁(yè)江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）快遞智能分揀用直線交叉帶分揀機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)摘要：自動(dòng)分揀機(jī)是集光、機(jī)、電、信息技術(shù)于一體的系統(tǒng)設(shè)備。自動(dòng)分揀系統(tǒng)中每一項(xiàng)技術(shù)將直接影響系統(tǒng)效率和可靠性關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)，可以說分揀設(shè)備是高新技術(shù)集成產(chǎn)物。其中交叉帶自動(dòng)分揀系統(tǒng)在自動(dòng)化分揀系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用，本次設(shè)計(jì)提出了一種新型直線交叉帶式分揀機(jī)，對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)化的機(jī)械設(shè)計(jì)以及靜力學(xué)分析，提出了一種完整可行的直線分揀方案，并研究分揀效率提升的空間。最后對(duì)直線分揀的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行評(píng)估，并作出一定分析，為實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用提供參考價(jià)值。除此之外，交叉帶式控制邏輯也相對(duì)簡(jiǎn)單,整個(gè)操作系統(tǒng)也能夠穩(wěn)定可靠運(yùn)行:對(duì)于小型智能快遞分揀系統(tǒng)的推廣,具有積極而又重要的意義。關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)；靜力學(xué)分析；經(jīng)濟(jì)性分析；直線交叉帶分揀機(jī)目錄TOC\o"1-3"\h\u938序言 411043第1章概述 5120761.1課題研究背景 536211.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 6247481.2.1國(guó)外研究現(xiàn)狀 7186081.2.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 810252第2章常見的交叉帶分揀機(jī)的類型 8248782.1自動(dòng)供包系統(tǒng) 961022.2半自動(dòng)供包系統(tǒng) 9221812.3人工供包系統(tǒng) 95905第3章直線交叉帶分揀技術(shù)實(shí)施細(xì)則 10122103.1技術(shù)方案的實(shí)施流程 1099383.2分揀機(jī)物流分揀實(shí)施細(xì)則 12210793.3直線分揀技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)總結(jié) 1224910第4章直線交叉帶分揀機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計(jì) 13295114.1交叉帶分揀機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 13262274.2交叉帶分揀機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)組成 2483464.3交叉帶分揀機(jī)的機(jī)械工作原理 26190274.4交叉帶分揀機(jī)的主要技術(shù)參數(shù) 2619210第5章直線式分揀機(jī)的電機(jī)與氣缸選型計(jì)算及靜力學(xué)分析 27317235.1電機(jī)的選擇計(jì)算 2888625.2氣缸的選型與計(jì)算 2914545.3機(jī)身平臺(tái)靜力學(xué)計(jì)算與分析 3022518第6章直線交叉分揀產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)性分析 32201356.1人工成本的影響及相互關(guān)系 32169336.2設(shè)備生產(chǎn)周期的影響因素分析 33164886.3機(jī)械化制備產(chǎn)能與總成本計(jì)算 3423833第7章總結(jié)與分析 357050參考文獻(xiàn) 36序言隨著現(xiàn)代物流行業(yè)快速發(fā)展，作為物流自動(dòng)化的核心產(chǎn)品，物流配送、電子商務(wù)、快遞物流等這些行業(yè)，對(duì)貨件分揀環(huán)節(jié)的要求更是迫切。有效提高輸送分揀系統(tǒng)運(yùn)行效率，解決成本高，速度慢、不能滿足快捷、高速地完成產(chǎn)量要求等這些不利因素，成為該領(lǐng)域亟待解決的問題。交叉帶分揀機(jī)是一種新型的物流分揀設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)貨物的快速分揀，廣泛應(yīng)用于快遞、電商、服裝等行業(yè)?，F(xiàn)有技術(shù)中，為了追求效率，會(huì)使行走小車的速度設(shè)置較快，這樣為了確保卸貨的準(zhǔn)確率，相鄰的卸貨通道之間的距離一般較遠(yuǎn)，而且斜槽的寬度也會(huì)設(shè)置的比較寬。這樣綜合下來，分揀效率其實(shí)增加不多。自動(dòng)分揀裝備的機(jī)械設(shè)計(jì)是一種自動(dòng)化作業(yè)系統(tǒng),該系統(tǒng)目前已經(jīng)成為發(fā)達(dá)國(guó)家大中型物流中心不可缺少的一部分。縱觀國(guó)內(nèi)外物流自動(dòng)分揀系統(tǒng)的使用情況可以發(fā)現(xiàn),國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的物流分揀系統(tǒng)較早開始研發(fā)并采用自動(dòng)化程度很高的智能分揀系統(tǒng)。本文研究的是直線交叉帶分揀機(jī)，它是一種高效能、高精度的分揀解決方案，它將獨(dú)立的皮帶輸送機(jī)安裝于載貨單元上形成一個(gè)循環(huán)作業(yè)閉路，適合訂單繁雜、品種眾多、多重分揀、高效能等需求的分揀環(huán)境下，適用于食品、化妝品、衣物、郵件包裹等。交叉帶式分揀機(jī)，因其運(yùn)載小車上的托盤采用一條可以雙向運(yùn)轉(zhuǎn)的皮帶，實(shí)現(xiàn)承接物品與雙向卸包入格功能，擺脫物品重量、尺寸以及摩擦系數(shù)不同的影響，提高處理物品的范圍、配送處理無落差、擴(kuò)大上包通道、加快卸包速度、縮短入格距離，單線處理速度可達(dá)到10000個(gè)貨品/小時(shí)以上。具有作業(yè)精準(zhǔn)、平穩(wěn)處理等特點(diǎn)，減少了作業(yè)的人員使用量，提高了作業(yè)效能，通過分析在分揀配貨上的問題，希望可以通過改進(jìn)方案的實(shí)施解決物流線中心面臨的問題。本次畢業(yè)論文設(shè)計(jì)共分為7章，第一章為課題研究的背景與國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析；第二章對(duì)常見的交叉帶分揀機(jī)進(jìn)行了對(duì)比分析；第三章對(duì)直線交叉帶分揀項(xiàng)目的實(shí)施細(xì)則進(jìn)行介紹；第四章討論了直線交叉帶分揀機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)；第五章對(duì)直線交叉帶的氣缸與電機(jī)進(jìn)行選擇計(jì)算，并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行靜力學(xué)分析；第六章對(duì)產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)性分別從三個(gè)方面進(jìn)行分析；第七章，對(duì)本次論文設(shè)計(jì)進(jìn)行系統(tǒng)性的總結(jié)與分析，并相信交叉帶分揀機(jī)的應(yīng)用這一占據(jù)更大的國(guó)內(nèi)和國(guó)際市場(chǎng)份額，更加符合新興物流行業(yè)的市場(chǎng)需求。第1章概述1.1課題研究背景隨著科技的高速發(fā)展，目前全球每天都有幾百萬件貨物處于流通中，電話購(gòu)物、網(wǎng)上購(gòu)物、郵購(gòu)、電子商務(wù)等日益盛行，使我們逐步進(jìn)入電子商務(wù)時(shí)代，而電子商務(wù)時(shí)代的到來迫使物流行業(yè)掀起一次工業(yè)化改革。各種各樣不同的產(chǎn)品需要及時(shí)送達(dá)目的地,這對(duì)物流行業(yè)中的分揀系統(tǒng)提出了更高的要求，尤其是在“雙11”、“雙12”、“6.18”，產(chǎn)品需求的暴增對(duì)各大商城的商品分揀能力、配送能力的考驗(yàn)更為嚴(yán)峻。在這種情況下，自動(dòng)分揀系統(tǒng)的應(yīng)用大大的提高了分揀效率，降低了出錯(cuò)率，在帶來更好用戶體驗(yàn)的同時(shí)，也提升了電商平臺(tái)的服務(wù)品質(zhì)。我國(guó)物流分揀機(jī)械設(shè)備產(chǎn)業(yè)方面發(fā)展迅速，各種物流運(yùn)輸設(shè)備的數(shù)量逐步增長(zhǎng)，與計(jì)算機(jī)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合越來越緊密，技術(shù)發(fā)展日新月異。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與物流活動(dòng)的有機(jī)結(jié)合，使物流設(shè)備系統(tǒng)逐步向智能化方向發(fā)展，五花八門的自動(dòng)分揀設(shè)備也開始廣泛應(yīng)用于快遞物流系統(tǒng)當(dāng)中，形成了完善的物流設(shè)備生產(chǎn)、銷售和消費(fèi)系統(tǒng)。因此，物流分揀作業(yè)流程的機(jī)械化和自動(dòng)化是未來的必然趨勢(shì)。國(guó)內(nèi)電商多數(shù)在全國(guó)各大城市自建了物流倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)并加快自建配送隊(duì)伍，比如京東商城，目前已經(jīng)引進(jìn)國(guó)外自動(dòng)化的分揀機(jī)，根據(jù)商品送達(dá)站點(diǎn)的不同進(jìn)行快速準(zhǔn)確自動(dòng)歸類，大大提高了配送效率。本文就分揀這一環(huán)節(jié)對(duì)目前在快遞分揀中心內(nèi)大量應(yīng)用的各種分揀設(shè)備進(jìn)行簡(jiǎn)要說明。根據(jù)配送中心的形狀及貨物狀態(tài)，一般常用在快遞分揀中心內(nèi)的分揀設(shè)備分為兩大類，一類是擺臂式分揀機(jī)，另一類是本文要研究的交叉帶式分揀機(jī)?？爝f自動(dòng)分揀系統(tǒng)是第二次世界大戰(zhàn)后在美國(guó)、日本和歐洲的物流配送中心廣泛采用的一種系統(tǒng)。直線交叉帶分揀機(jī)是自動(dòng)分揀系統(tǒng)的一個(gè)主要設(shè)備。它本身需要建設(shè)短則40-50米，長(zhǎng)則150-200米的機(jī)械傳輸線，還有配套的機(jī)電一體化控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及通信系統(tǒng)等，這一系統(tǒng)不僅占地面積大，而且還要建3-4層樓高的立體倉(cāng)庫(kù)和各種自動(dòng)化的搬運(yùn)設(shè)施與之相匹配，這項(xiàng)巨額的先期投入通常需要花10-20年才能收回。目前國(guó)內(nèi)的大型電商、第三方物流企業(yè)都是交叉帶分揀機(jī)的最佳用戶。其易于拆裝移動(dòng)、靈活性高、能顯著提升物流效率和效能的技術(shù)特點(diǎn)，最為適合那些需要每天處理大量小批次訂單，且在短期內(nèi)業(yè)務(wù)會(huì)有爆炸式增長(zhǎng)的企業(yè)類型。在分揀的過程中，系統(tǒng)可以大范圍地對(duì)貨物進(jìn)行傳遞和處理，使用時(shí)能夠減少人工的需求，控制成本，提高分揀效率及自動(dòng)化水平。另外，在控制系統(tǒng)當(dāng)中融入大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)，可以大幅度提高分揀準(zhǔn)確率，使快遞郵件信息逐步向模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、智能化、集成化的方向發(fā)展，分揀系統(tǒng)將會(huì)為物流業(yè)的無人化發(fā)展助力，使物流行業(yè)逐步由原來的勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芑a(chǎn)業(yè)。應(yīng)用人工智能，通過圖像識(shí)別對(duì)包裹進(jìn)行分類識(shí)別擺放，減少人工操作，采用人機(jī)協(xié)助模式可以大大提升工作效率、降低時(shí)間成本。利用人工智能，機(jī)器視覺、動(dòng)態(tài)稱重可以自動(dòng)地識(shí)別貨品的大小重量，核對(duì)包裹信息，進(jìn)而進(jìn)行自動(dòng)分揀。因而未來自動(dòng)分揀系統(tǒng)的應(yīng)用需求將隨著客戶需求與業(yè)務(wù)形態(tài)變化向細(xì)分化方向發(fā)展。本課題的研究對(duì)象著力于快遞智能直線交叉帶分揀機(jī)的研究，研究其分揀技術(shù)實(shí)施的方案細(xì)則與分揀效率的計(jì)算。交叉帶式的運(yùn)輸分揀通道設(shè)計(jì)可以極大提高工作效率，用以按固定程序搬運(yùn)物件或操作工具的自動(dòng)操作裝置。它可代替人的繁重勞動(dòng)以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，能在有害環(huán)境下操作以保護(hù)人身安全，而我們這次的任務(wù)要解決的技術(shù)問題就是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種提高分揀機(jī)單位長(zhǎng)度上包量，部件不易磨損，噪音小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于維修，機(jī)架高度低及豎直面內(nèi)回轉(zhuǎn)半徑小的直線式分揀機(jī)。它是一種新型模塊化高速分流器，其分揀效率已實(shí)現(xiàn)5000件/小時(shí)；超高速分流器已達(dá)到每小時(shí)可達(dá)10000件以上。它可以全品類分揀，解決了軟包及不規(guī)則異形件的分揀難題，分揀準(zhǔn)確率可達(dá)99.9%；在這種先進(jìn)分揀設(shè)備應(yīng)用的條件下，快遞分揀中心的效率得到了空前的提升。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，分揀輸送技術(shù)向著高速智能化的方向發(fā)展，控制技術(shù)越來越復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)的功能越來越豐富，原來的分揀模式已經(jīng)不適用于現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展。為了滿足客戶不斷提出的苛刻需求，倉(cāng)儲(chǔ)物流市場(chǎng)中出現(xiàn)了交叉帶式分揀機(jī)、堆塊式分揀機(jī)、斜導(dǎo)輪式分揀機(jī)、臂式分揀機(jī)，這幾款分揀各有其特色，適用于不同的行業(yè)和產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)外涌現(xiàn)了一大批物流輸送分揀技術(shù)和解決方案公司以及物流系統(tǒng)集成商。從企業(yè)層面來講，國(guó)內(nèi)輸送分揀設(shè)備和解決方案提供商近年來取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。必須要承認(rèn)的是，國(guó)內(nèi)輸送分揀領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展，更多是學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)企業(yè)的技術(shù)。如傳統(tǒng)的自動(dòng)化輸送分揀技術(shù)，國(guó)內(nèi)企業(yè)主要學(xué)習(xí)了如范德蘭德、西門子、法孚等歐美先進(jìn)企業(yè)的技術(shù)。但是，國(guó)內(nèi)目前成長(zhǎng)最快的細(xì)分市場(chǎng)，如快遞和電商的市場(chǎng)，都是對(duì)成本極其敏感的，而在快遞分揀產(chǎn)品設(shè)備的性價(jià)比上，無疑國(guó)內(nèi)企業(yè)還是具有明顯的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，因此這部分市場(chǎng)幾乎被國(guó)內(nèi)企業(yè)牢牢占據(jù)。中國(guó)電商快遞自動(dòng)化系統(tǒng)裝備的普及應(yīng)用較晚，但需求量隨著電商購(gòu)物的逐漸繁榮開始集中爆發(fā)，發(fā)展速度非?？欤饕且?yàn)槲覈?guó)快遞業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)是以電商快件為主，而電商快件對(duì)分揀速度與效率非常敏感，強(qiáng)調(diào)配送時(shí)效性。近年來，隨著人工勞動(dòng)力成本上漲和相關(guān)硬件技術(shù)不斷成熟，特別是自動(dòng)化分揀設(shè)備的投入成本進(jìn)一步降低和系統(tǒng)分揀與配送作業(yè)效率的提高，可節(jié)約3到5倍的人力成本。預(yù)計(jì)未來五年內(nèi)，國(guó)內(nèi)物流快遞市場(chǎng)以智能分揀機(jī)為主的分揀系統(tǒng)需求量將持續(xù)增長(zhǎng)，智能分揀系統(tǒng)與分揀裝備的市場(chǎng)前景廣闊。1.2.1國(guó)外研究現(xiàn)狀20世紀(jì)60年代，美國(guó)的信件及包裹總量大增，以至于手動(dòng)分揀方式已不再能勝任其要求，同時(shí)手動(dòng)分揀的成本也大大增加。1978年德國(guó)分揀機(jī)出現(xiàn)后，用于信件及包裹分揀的首批半自動(dòng)分揀設(shè)備被投入使用，該設(shè)備僅僅將塊狀貨物推離標(biāo)準(zhǔn)輸送機(jī)（帶式/滾筒輸送機(jī)）軌道，由此引發(fā)了分揀輸送技術(shù)的迅猛發(fā)展。以美國(guó)、日本及歐洲地區(qū)為代表的發(fā)達(dá)國(guó)家,在物流分揀系統(tǒng)的應(yīng)用上呈現(xiàn)出自動(dòng)化程度越來越高的特點(diǎn)。美國(guó)由于以亞馬遜為代表的電商，在這一領(lǐng)域中率先崛起，日本也跟隨同樣的商業(yè)模式發(fā)展壯大起來。從發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)市場(chǎng)發(fā)展看，大包分揀早已走過人工作業(yè)階段，而進(jìn)入自動(dòng)化設(shè)備作業(yè)階段。歐美先進(jìn)廠商在這方面也積累了相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，擁有更多適用的物流設(shè)備和技術(shù)解決方案。國(guó)外目前在這方面的主要的供應(yīng)商有：FKI、范德蘭德、Cinetic、德國(guó)伯曼機(jī)械等等。在分揀系統(tǒng)等物流中心子系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中,各發(fā)達(dá)國(guó)家的規(guī)劃原則有很大的差異。日本的物流中心大都規(guī)模適中,采用先進(jìn)的自動(dòng)分練系統(tǒng)和無線通訊設(shè)備,美國(guó)主要采用立體倉(cāng)庫(kù)以節(jié)約地價(jià)支出,但分揀等設(shè)備大都采用機(jī)械化或半自動(dòng)化。他們共同的特點(diǎn)是較成熟的電腦網(wǎng)絡(luò)化管理,保證了配送的及時(shí)準(zhǔn)確性。隨著國(guó)外人工智能技術(shù)走在了發(fā)展前列，自動(dòng)分揀系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生并快速發(fā)展，有效解決了分揀的問題。自動(dòng)分揀系統(tǒng)融合了多種技術(shù)，是現(xiàn)代先進(jìn)配送中心的核心設(shè)備。在應(yīng)用過程中具有分揀效率高和分揀誤差率低的特點(diǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，其每小時(shí)可分揀上數(shù)萬件物品，而且準(zhǔn)確度很高，誤差率甚至不到萬分之一，通過對(duì)該設(shè)備的有效應(yīng)用可以大幅度提高分揀效率，保證分揀質(zhì)量。1.2.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀而在我國(guó)由于人工智能技術(shù)及機(jī)械智能化設(shè)備起步晚，物流分揀系統(tǒng)中人工作業(yè)的比例也相對(duì)較高，所以這一智能分揀技術(shù)相對(duì)發(fā)展較晚。但近些年，隨著電商快遞行業(yè)的井噴式增長(zhǎng)，對(duì)快遞分揀系統(tǒng)的要求也越來越高，在快遞分揀系統(tǒng)的使用上呈現(xiàn)出自動(dòng)化程度以及智能化增長(zhǎng)的特點(diǎn)。傳統(tǒng)的快遞分揀系統(tǒng)常有滑塊式、移動(dòng)式、交叉帶式等等,不同分揀系統(tǒng)的分揀效率存在較大差異。從目前中國(guó)市場(chǎng)來看，雖然其和德國(guó)一樣同屬對(duì)物流產(chǎn)品有很大需求的市場(chǎng)，但相比發(fā)展已很成熟的德國(guó)物流業(yè)，中國(guó)尚處于成長(zhǎng)初期，用戶對(duì)于交叉帶分揀機(jī)的認(rèn)知和應(yīng)用理解還處于一個(gè)市場(chǎng)培育階段。相信隨著該產(chǎn)品在軟硬件實(shí)力、成本控制、交貨周期、維護(hù)支持以及成功案例等方面的日益成熟，會(huì)有更多中高端的國(guó)內(nèi)用戶認(rèn)可和愿意嘗試這一新技術(shù)。我國(guó)近十年來隨著以阿里巴巴為代表的等一大批電商企業(yè)的崛起，物流快遞行業(yè)得到迅速發(fā)展，物流分揀設(shè)施設(shè)備得到快速的升級(jí)換代，很多企業(yè)都已經(jīng)開始采用基于大數(shù)據(jù)的智能快遞分揀設(shè)備，但是在分揀技術(shù)方面還是存在諸多的問題。但是隨著我國(guó)電商物流業(yè)的巨大需求，也拉動(dòng)了分揀裝備上的消費(fèi)升級(jí)。國(guó)內(nèi)大型快遞公司都在積極拓展向快運(yùn)服務(wù)領(lǐng)域進(jìn)軍。目前，眾多大型快遞公司都在同時(shí)建立快運(yùn)網(wǎng)絡(luò)，比如中通快運(yùn)、韻達(dá)快運(yùn)、順豐速運(yùn)（大件物流）、百世快運(yùn)等等?？爝f公司建立快運(yùn)網(wǎng)絡(luò)已是常態(tài)，為的就是搶占細(xì)分市場(chǎng)，在快運(yùn)這塊大蛋糕上分一杯羹。在快運(yùn)發(fā)展成熟之后，再分而運(yùn)營(yíng)。比如順豐、圓通就將快遞、快運(yùn)合網(wǎng)，共用收派網(wǎng)點(diǎn)，節(jié)省了成本。這客觀上促進(jìn)了快遞企業(yè)大包分揀業(yè)務(wù)的形成和增長(zhǎng)。分揀杋硏究等等。國(guó)內(nèi)對(duì)自動(dòng)分揀系統(tǒng)的使用越來越廣泛，不再局限于單一的物流分揀模式，開始向以大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的智能高效物流分揀體系進(jìn)軍，國(guó)內(nèi)有關(guān)部門和企業(yè)正在為此做出不懈的努力?？梢钥隙?隨著物流快遞行業(yè)大環(huán)境的逐步改善，我國(guó)物流快遞行業(yè)將會(huì)再一次迎來智能化發(fā)展的春天。常見的交叉帶分揀機(jī)的類型在物流鏈條中，分揀效率對(duì)投遞速度、成本影響都比較大。過去，單一的分揀系統(tǒng)經(jīng)常造成分揀慢、錯(cuò)誤率高、顧客投訴量大、爆倉(cāng)頻率高等問題。針對(duì)這一情況，為提供交叉帶分揀系統(tǒng)解決方案，降低物流成本，提高包裹處理工作效率。交叉帶分揀機(jī)的供包方式主要有三種：自動(dòng)供包、人工半自動(dòng)供包、人工供包。2.1自動(dòng)供包系統(tǒng)自動(dòng)供包系統(tǒng)由供包控制計(jì)算機(jī)、多節(jié)供包皮帶、交流電機(jī)、重量動(dòng)態(tài)稱、光電位置檢測(cè)開關(guān)、光幕和條碼閱讀器等組成。供包控制計(jì)算機(jī)通過控制變頻器和交流電機(jī)使供包皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)，把包裹準(zhǔn)確送上分揀小車。重量動(dòng)態(tài)稱、光電檢測(cè)開關(guān)和光幕等分別在重量和位置上對(duì)包件進(jìn)行測(cè)量，采集這些數(shù)據(jù)以便能使包裹準(zhǔn)確上包。自動(dòng)供包分揀機(jī)代替了手工，實(shí)現(xiàn)完全意義上的解放人的雙手。廣泛適用于各類快遞產(chǎn)品，最為重要的是使用一套擺輪代替流水線人工分揀操作，對(duì)運(yùn)輸?shù)呢浳镞M(jìn)行全自動(dòng)自主識(shí)別、自動(dòng)分揀、自動(dòng)分配，從而實(shí)現(xiàn)了智能物流的自動(dòng)化，采用自動(dòng)分揀系統(tǒng)的目的之一，就是為了減少作業(yè)人員數(shù)量，減輕人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高人員的使用效率，因此自動(dòng)分揀系統(tǒng)能最大限度地減少人員的使用，基本做到無人化。2.2半自動(dòng)供包系統(tǒng)人工半自動(dòng)供包系統(tǒng)是由自動(dòng)供包臺(tái)和人工投放工位臺(tái)組成的，根據(jù)人工投放工位臺(tái)的形式又分為單工位投放和雙工位投放兩種方式。在操作的過程中不需要太多的人員干涉，基本實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè)。能連續(xù)、大批量地分揀貨物由于采用大生產(chǎn)中使用的流水線自動(dòng)作業(yè)方式，不受氣候、時(shí)間、人的體力等的限制，可以連續(xù)運(yùn)行，同時(shí)由于搖臂式分揀機(jī)單位時(shí)間分揀件數(shù)多，因此搖臂式分揀機(jī)的分揀能力是人工分揀系統(tǒng)可以連續(xù)運(yùn)行100個(gè)小時(shí)以上，每小時(shí)可分揀7000件包裝商品，如用人工則每小時(shí)只能分揀150件左右，同時(shí)分揀人員也不能在這種勞動(dòng)強(qiáng)度下連續(xù)工作8小時(shí)。最后，就將所有的物品按大小形狀區(qū)分開來，整個(gè)過程只需要5秒鐘，大大提高準(zhǔn)確性，從而節(jié)省人工成本，提高分揀效率。伴隨當(dāng)前自動(dòng)分揀系統(tǒng)的逐步更新和快速普及，引來了自動(dòng)分揀系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)的革命。2.3人工供包系統(tǒng)人工供包，是由作業(yè)人員將包裹標(biāo)簽面朝上，直接投放至分揀小車的中心位置，完成供包。人工供包效率受作業(yè)人員操作的快慢程度和線上小車的空閑程度影響，通常單個(gè)人員的作業(yè)效率為1400包/小時(shí)。由于人工投線，小車運(yùn)行速度不能過快，速度上限1.6m/s，會(huì)影響分揀機(jī)的整體效率。人工則每小時(shí)只能分揀150件左右，同時(shí)分揀人員也不能在這種勞動(dòng)強(qiáng)度下連續(xù)工作8小時(shí)。同時(shí)人工供包系統(tǒng)分揀誤差率極低。自動(dòng)分揀系統(tǒng)的分揀誤差率大小主要取決于所輸入分揀信息的準(zhǔn)確性大小，這又取決于分揀信息的輸入機(jī)制，如果采用人工鍵盤或語音識(shí)別方式輸入，則誤差率在3%以上，如采用條形碼掃描輸入，除非條形碼的印刷本身有差錯(cuò)，否則不會(huì)出錯(cuò)。因此，目前自動(dòng)分揀系統(tǒng)主要采用條形碼技術(shù)來識(shí)別貨物。第3章直線交叉帶分揀技術(shù)實(shí)施細(xì)則3.1技術(shù)方案的實(shí)施流程本次設(shè)計(jì)要解決的技術(shù)問題是提供一種直線垂直式交叉帶分揀機(jī)及其控制系統(tǒng)和方法，該分揀機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，占用空間小，能夠準(zhǔn)備分揀單件物品的高效率分揀機(jī)，同時(shí)通過分揀機(jī)的控制系統(tǒng)及控制方法，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)流水作業(yè)，節(jié)省了大量的勞動(dòng)力。為解決以上問題，具體的技術(shù)實(shí)施方案如下：一種直線垂直式交叉帶分揀機(jī)，在架體的中部沿長(zhǎng)度方向設(shè)有主傳送輸送帶，在主傳送輸送帶上連接若干個(gè)分揀臺(tái)車，分揀臺(tái)車上設(shè)有物料輸出裝置；在架體的側(cè)面設(shè)有循環(huán)運(yùn)行軌道，分揀臺(tái)車的底部滾輪在循環(huán)運(yùn)行軌道上滾動(dòng)；在架體的兩側(cè)分別設(shè)有若干個(gè)分揀下料口；在主傳送輸送帶的輸入端上方設(shè)有視覺機(jī)構(gòu)。物料輸出裝置采用同步帶裝置，同步帶裝置的運(yùn)行方向與主傳送輸送帶的輸送方向垂直。架體前端設(shè)有追料機(jī)構(gòu)，追料機(jī)構(gòu)依次設(shè)有三個(gè)獨(dú)立運(yùn)行的上料傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，在每個(gè)上料傳動(dòng)機(jī)構(gòu)兩側(cè)分別設(shè)有對(duì)射傳感器；相鄰的兩個(gè)上料傳動(dòng)機(jī)構(gòu)首尾相鄰。三個(gè)上料傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在傳送方向上運(yùn)行速度遞增，尾端的上料傳動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)行速度與主傳送輸送帶的輸送速度一致。直線垂直式交叉帶分揀機(jī)的控制系統(tǒng)，分揀機(jī)內(nèi)設(shè)置計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置主傳動(dòng)控制單元、上料控制單元、條碼識(shí)別控制單元、下料口控制單元和排車控制單元；其中主傳動(dòng)控制單元與主傳送輸送帶中的伺服電機(jī)連接；上料控制單元分別與三個(gè)上料傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的伺服電機(jī)和對(duì)射傳感器連接；條碼識(shí)別控制單元與視覺機(jī)構(gòu)中的工業(yè)照相機(jī)連接；下料口控制單元與分揀下料口上的傳感器和報(bào)警裝置連接；排車控制單元與分揀臺(tái)車內(nèi)的伺服電機(jī)和傳感器連接。主機(jī)對(duì)于設(shè)備整體運(yùn)行起著很重要的作用。主機(jī)上的小車都有自己的號(hào)碼，而且每個(gè)小車上都有各自的模電傳感器。通過模電傳感器不斷接受信息，不間斷的進(jìn)行上包、分揀、落包，重復(fù)以上步驟。交叉帶分揀機(jī)整體流程如下圖3-1所示。圖3-1交叉帶分揀系統(tǒng)運(yùn)輸流程圖3.2分揀機(jī)物流分揀實(shí)施細(xì)則本次設(shè)計(jì)的物流分揀項(xiàng)目的物流中心處理的商品涉及鞋類、服飾類、配件類上萬件，且貨品包裝尺寸規(guī)格差異明顯，同時(shí)貨品的多點(diǎn)投放、多任務(wù)去向等分揀處理需求對(duì)分揀系統(tǒng)提出了較高要求。針對(duì)該項(xiàng)目的特殊性，制定了“一車兩帶”交叉帶式智能分揀技術(shù)和帶擋簾滑槽格口的解決方案，滿足了設(shè)計(jì)要求時(shí)的各項(xiàng)指標(biāo)要求和實(shí)用要求。分揀實(shí)施細(xì)則為：當(dāng)包裹到達(dá)要進(jìn)入的格口位置時(shí)，小車上的控制器控制小車帶的正反轉(zhuǎn)將包裹送入相應(yīng)的格口或滑槽。加速區(qū)與環(huán)行圈主機(jī)呈45°夾角，方便包裹順利進(jìn)入小車，且與主機(jī)速度匹配以確保包裹平穩(wěn)的運(yùn)送到小車上?；刍蚋窨诘哪ｋ妭鞲衅飨蛑骺刂破鱾鬟_(dá)自己的號(hào)碼。當(dāng)小車經(jīng)過格口或滑槽時(shí)，模電傳感器檢查到小車上沒有相應(yīng)的包裹，就會(huì)發(fā)送消息給主控制臺(tái)，由主控制臺(tái)工作人員指揮供包臺(tái)，給相應(yīng)的包裹匹配合適的小車，由小車送到相應(yīng)的格口。在環(huán)形小車將包裹運(yùn)輸?shù)礁窨诨蚧蹠r(shí)，由于有的包裹不能受到激烈的碰撞，所以格口或滑槽部分須進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。首先，必須給格口或滑槽部分加裝一些比較軟的材料，如纖維狀物質(zhì)等?；蛘甙迅窨诨蚧厶幵O(shè)置成圓弧狀，并將滑槽加工成傾斜皮帶運(yùn)輸?shù)囊粋?cè)。并且在分揀車間內(nèi)共有A庫(kù)和B庫(kù)兩棟庫(kù)房，之間隔有一條15米的消防通道。A庫(kù)占地面積7341㎡，一層為收貨驗(yàn)收區(qū)，二層為存儲(chǔ)區(qū)；B庫(kù)占地面積7406㎡，一層為分揀區(qū)及發(fā)貨暫存區(qū)，二層為存儲(chǔ)區(qū)。兩座庫(kù)房都在二層加設(shè)了一層鋼平臺(tái)，以增加作業(yè)面積。輸送系統(tǒng)貫穿兩棟庫(kù)房的各個(gè)樓層，實(shí)現(xiàn)貨品的自動(dòng)入庫(kù)、出庫(kù)、A/B庫(kù)間移貨、分貨、調(diào)貨等作業(yè)。3.3直線分揀技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)總結(jié)交叉帶分揀機(jī)有很多種型式，通常比較普遍的為一車雙帶式，即一個(gè)小車上面有兩段垂直的皮帶，既可以每段皮帶上搬送一個(gè)包裹也可以兩段皮帶合起來搬送一個(gè)包裹。在兩段皮帶合起來搬送一個(gè)包裹的情況下，可以通過在分揀機(jī)兩段皮帶方向的預(yù)動(dòng)作，使包裹的方向與分揀方向相一直以減少格口的間距要求。本次設(shè)計(jì)在參考同類產(chǎn)品優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上再次創(chuàng)新，通過兩側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)輸送輪轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)向板與輸送輪之間的滾動(dòng)摩擦使導(dǎo)向板沿直線運(yùn)動(dòng)，而導(dǎo)向板與交叉帶車是固連在一起，因此交叉帶車隨導(dǎo)向板一起運(yùn)動(dòng)。當(dāng)不需要進(jìn)行分揀貨物時(shí)，驅(qū)動(dòng)輪與壓緊板是分離的，若需要進(jìn)行分揀時(shí)，氣缸推動(dòng)壓緊板壓緊驅(qū)動(dòng)輪，驅(qū)動(dòng)輪與壓緊板的滾動(dòng)摩擦使驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)輪通過傘齒輪副使轉(zhuǎn)動(dòng)方向改變，帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輥筒轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)輥筒與皮帶之間的摩擦力使貨物分揀到預(yù)置的滑槽內(nèi)。本設(shè)計(jì)以摩擦力驅(qū)動(dòng)交叉帶分揀輸送機(jī)的帶式分揀小車，利用電機(jī)驅(qū)動(dòng)不需要滑觸線供電，因而結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，制造成本較低。交叉帶分揀機(jī)的總體優(yōu)點(diǎn)就是噪音低、可分揀貨物的范圍廣，通過雙邊供包及格口優(yōu)化可以實(shí)現(xiàn)單臺(tái)最大能力約2萬件每小時(shí)。自動(dòng)化物流分揀技術(shù)主要分為兩大流派：一個(gè)是以輸送線、分揀機(jī)構(gòu)成的傳統(tǒng)自動(dòng)化分揀系統(tǒng)，盡管在產(chǎn)品細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)、性能等方面還不斷發(fā)展，如結(jié)合最新的信息技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，向智能化方向發(fā)展，但其工作原理和模式并未產(chǎn)生大的變化。而另一個(gè)流派就是自KIVA機(jī)器人開始興起的AGV分揀系統(tǒng)，因其柔性化程度高而越來越受到市場(chǎng)關(guān)注;當(dāng)然，每種設(shè)備和技術(shù)都有其最適用的領(lǐng)域，針對(duì)自動(dòng)分揀系統(tǒng)可處理貨物的重量，簡(jiǎn)單劃分了不同類型設(shè)備的應(yīng)用范圍，目前，交叉帶分揀系統(tǒng)和AGV分揀系統(tǒng)是近兩年市場(chǎng)應(yīng)用非常火熱的自動(dòng)化物流裝備。第4章直線交叉帶分揀機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1交叉帶分揀機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)了一種直線垂直式交叉帶分揀機(jī)，包括分揀機(jī)機(jī)架、分揀道口、在導(dǎo)軌上運(yùn)行的車體，分揀機(jī)機(jī)架的兩內(nèi)側(cè)安裝有兩條平行的導(dǎo)軌，車體包括鏈板殼體、微型電動(dòng)滾筒、普通滾筒、支撐板、張緊螺栓、側(cè)向輪、支撐輪和微型電動(dòng)滾筒帶動(dòng)的皮帶。在架體的中部沿長(zhǎng)度方向設(shè)有主傳送輸送帶，在主傳送輸送帶上連接若干個(gè)分揀臺(tái)車，分揀臺(tái)車上設(shè)有物料輸出裝置；在架體的側(cè)面設(shè)有循環(huán)運(yùn)行軌道，分揀臺(tái)車的底部滾輪在循環(huán)運(yùn)行軌道上滾動(dòng)；在架體的兩側(cè)分別設(shè)有若干個(gè)分揀下料口；在主傳送輸送帶的輸入端上方設(shè)有視覺機(jī)構(gòu)。其機(jī)械結(jié)構(gòu)包括輸送線，有序地排列在所述輸送線上的一組行走小車，行走小車的上表面為傳輸帶，傳輸帶的運(yùn)動(dòng)方向與所述輸送線的運(yùn)動(dòng)方向垂直，其側(cè)邊設(shè)置有斜槽，斜槽包括一個(gè)上表面，在垂直于上表面的方向上設(shè)置有第一擋板和第二擋板，第一擋板和第二擋板均可伸縮地垂直設(shè)置在斜槽的上表面上且至少有一個(gè)狀態(tài)下第一擋板和第二擋板突出于斜槽的上表面，第一擋板和第二擋板之間設(shè)有互鎖結(jié)構(gòu)使兩者始終處于相對(duì)的伸出于斜槽的上表面的狀態(tài)或者縮回于斜槽的上表面的狀態(tài)。這樣設(shè)計(jì)的好處主要體現(xiàn)在：本發(fā)明提供一種直線型交叉帶式分揀機(jī)，在保持斜槽寬度和間距不變的前提下，交叉帶分揀機(jī)的分揀效率大大提高。該分揀機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，占用空間小，能夠準(zhǔn)備分揀單件物品的高效率分揀機(jī)，同時(shí)通過分揀機(jī)的控制系統(tǒng)及控制方法，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)流水作業(yè)，節(jié)省了大量的勞動(dòng)力。傳輸帶機(jī)械設(shè)計(jì)圖4-1傳輸帶機(jī)械結(jié)構(gòu)圖直線垂直式交叉帶分揀機(jī)，在架體的中部沿長(zhǎng)度方向設(shè)有主傳送輸送帶，在主傳送輸送帶上連接若干個(gè)分揀臺(tái)車，分揀臺(tái)車上設(shè)有物料輸出裝置；在架體的側(cè)面設(shè)有循環(huán)運(yùn)行軌道，分揀臺(tái)車的底部滾輪在循環(huán)運(yùn)行軌道上滾動(dòng)；在架體的兩側(cè)分別設(shè)有若干個(gè)分揀下料口；在主傳送輸送帶的輸入端上方設(shè)有視覺機(jī)構(gòu)。同步帶裝置機(jī)械設(shè)計(jì)圖4-2同步帶機(jī)械結(jié)構(gòu)圖物料輸出裝置采用同步帶裝置，帶在工作時(shí)產(chǎn)生彈性滑動(dòng)的根本原因在于帶本身是彈性體，而且?guī)У木o邊與松邊之間存在著拉力差。由于帶從緊邊轉(zhuǎn)到松邊時(shí)，其拉力減小，要產(chǎn)生彈性收縮；反之，帶從松邊轉(zhuǎn)到緊邊時(shí)其拉力增大，要產(chǎn)生彈性伸長(zhǎng)，因而帶在工作過程中就不可避免地要產(chǎn)生彈性滑動(dòng)同步帶裝置的運(yùn)行方向與主傳送輸送帶的輸送方向垂直該裝置利用頂絲把惰輪向前頂緊，從而實(shí)現(xiàn)回步帶張緊。擋板的機(jī)械設(shè)計(jì)圖4-3擋板機(jī)械結(jié)構(gòu)圖斜槽在垂直于所述上表面的方向上設(shè)置有第一擋板和第二擋板，所述第一擋板和第二擋板均可伸縮地垂直設(shè)置在所述斜槽的上表面上且至少有一個(gè)狀態(tài)下所述第一擋板和第二擋板突出于所述斜槽的上表面，所述第一擋板和第二擋板之間設(shè)有互鎖結(jié)構(gòu)使兩者始終處于相對(duì)的伸出于所述斜槽的上表面的狀態(tài)或者縮回于所述斜槽的上表面的狀態(tài)。滾筒的機(jī)械設(shè)計(jì)圖4-4電動(dòng)滾筒機(jī)械結(jié)構(gòu)圖圖4-5普通滾筒機(jī)械結(jié)構(gòu)圖本次設(shè)計(jì)采用滾筒裝置作為分揀機(jī)運(yùn)輸設(shè)備。滾筒輸送機(jī)從驅(qū)動(dòng)形式上可以分為無動(dòng)力滾筒、動(dòng)力滾筒及電動(dòng)滾筒，按照布局形式可以分為水平輸送、傾斜輸送及轉(zhuǎn)彎輸送。本次設(shè)計(jì)選用的包括電動(dòng)滾筒與普通滾筒，滾筒輸送線具有安裝方便，承載能力大，多角度運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)。滾筒輸送機(jī)設(shè)備使用節(jié)距傳動(dòng)滾筒作為滾筒輸送機(jī)的承載和傳動(dòng)件，根據(jù)滾筒輸送機(jī)螺距的不同的長(zhǎng)度和寬度，對(duì)輸送物料的適應(yīng)性也不同。由于滾筒輸送機(jī)之間易于銜接過濾，可以多條滾筒輸送線及其他的輸送設(shè)備或是專機(jī)進(jìn)行組成復(fù)雜的物流輸送系統(tǒng)，來輸送物料。滾筒輸送機(jī)通常可以用于運(yùn)輸表面不規(guī)則形狀的物品。因?yàn)闈L筒輸送機(jī)傳動(dòng)滾筒表面的平整性還可以用來輸送一些經(jīng)過裝箱的散裝物料。滾筒輸送機(jī)是一種可以用在不同的環(huán)境的輸送設(shè)備。（5）架體的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖4-6架體機(jī)械結(jié)構(gòu)圖架體分成三段，首段、中段和尾段，在中段和尾段之間設(shè)有張緊軌道連接段。在架體的中部沿長(zhǎng)度方向設(shè)有主傳送輸送帶，在主傳送輸送帶上連接若干個(gè)分揀臺(tái)車，分揀臺(tái)車上設(shè)有物料輸出裝置；在架體的側(cè)面設(shè)有循環(huán)運(yùn)行軌道，分揀臺(tái)車的底部滾輪在循環(huán)運(yùn)行軌道上滾動(dòng)；在架體的兩側(cè)分別設(shè)有若干個(gè)分揀下料口；在主傳送輸送帶的輸入端上方設(shè)有視覺機(jī)構(gòu)。（6）追料機(jī)構(gòu)的機(jī)械設(shè)計(jì)圖4-7追料機(jī)構(gòu)的機(jī)械結(jié)構(gòu)圖追料機(jī)構(gòu)依次設(shè)有三個(gè)獨(dú)立運(yùn)行的上料傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，在每個(gè)上料傳動(dòng)機(jī)構(gòu)兩側(cè)分別設(shè)有對(duì)射傳感器；相鄰的兩個(gè)上料傳動(dòng)機(jī)構(gòu)首尾相鄰。三個(gè)上料傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在傳送方向上運(yùn)行速度遞增，尾端的上料傳動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)行速度與主傳送輸送帶的輸送速度一致。追料傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的機(jī)械結(jié)構(gòu)為，主架支撐的兩端分別連接支撐架，支撐架的底面與運(yùn)行機(jī)構(gòu)安裝架連接，在支撐架的一端通過主動(dòng)滾筒支撐塊連接主動(dòng)滾筒；在支撐架的另一端通過從動(dòng)滾筒支撐塊支撐從動(dòng)滾筒，在主動(dòng)滾筒和從動(dòng)滾筒之間張緊連接傳送帶；在主動(dòng)滾筒的一端連接動(dòng)力裝置。該分揀機(jī)追料機(jī)構(gòu)采用三套相同的上料傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在各自不同的轉(zhuǎn)速下使待分揀的物品拉開間距，上料傳動(dòng)機(jī)構(gòu)會(huì)使物品最終的速度與分揀臺(tái)車的行進(jìn)速度一致，這樣就會(huì)使物品準(zhǔn)確落在分揀臺(tái)車的有效分揀區(qū)域中，便于后續(xù)掃描和分揀功能的實(shí)現(xiàn)。平行導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖4-8平行導(dǎo)軌機(jī)械結(jié)構(gòu)圖導(dǎo)軌又稱滑軌、線性導(dǎo)軌、線性滑軌，用于直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合，擁有比直線軸承更高的額定負(fù)載，同時(shí)可以承擔(dān)一定的扭矩，可在高負(fù)載的情況下實(shí)現(xiàn)高精度的直線運(yùn)動(dòng)高效耐用，導(dǎo)軌在直線分揀中的應(yīng)用也是很普遍的。直線導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的作用是用來支撐和引導(dǎo)運(yùn)動(dòng)部件，按給定的方向做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。依按摩擦性質(zhì)而定，直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌可以分為滑動(dòng)摩擦導(dǎo)軌、滾動(dòng)摩擦導(dǎo)軌、彈性摩擦導(dǎo)軌、流體摩擦導(dǎo)軌等種類。直線軸承主要用在自動(dòng)化機(jī)械上比較多，像德國(guó)進(jìn)口的機(jī)床，折彎?rùn)C(jī)，激光焊接機(jī)等等，當(dāng)然直線軸承和直線軸是配套用的。像直線導(dǎo)軌主要是用在精度要求比較高的機(jī)械結(jié)構(gòu)上，直線導(dǎo)軌的移動(dòng)元件和固定元件之間不用中間介質(zhì)，而用滾動(dòng)鋼球。（8）皮帶橫移改向裝置圖4-9皮帶改向裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)圖皮帶換向裝置主要由兩個(gè)端點(diǎn)滾筒及緊套其上的閉合輸送帶組成。帶動(dòng)輸送帶轉(zhuǎn)動(dòng)的滾筒稱為驅(qū)動(dòng)滾筒（傳動(dòng)滾筒）；另一個(gè)僅在于改變輸送帶運(yùn)動(dòng)方向的滾筒稱為改向滾筒。驅(qū)動(dòng)滾筒由電動(dòng)機(jī)通過減速器驅(qū)動(dòng)，輸送帶依靠驅(qū)動(dòng)滾筒與輸送帶之間的摩擦力拖動(dòng)。驅(qū)動(dòng)滾筒一般都裝在卸料端，以增大牽引力，有利于拖動(dòng)。物料由喂料端喂入，落在轉(zhuǎn)動(dòng)的輸送帶上，依靠輸送帶摩擦帶動(dòng)運(yùn)送到卸料端卸出。（9）氣缸的機(jī)械設(shè)計(jì)圖4-10氣缸的機(jī)械結(jié)構(gòu)圖雙作用氣缸指兩腔可以分別輸入壓縮空氣，實(shí)現(xiàn)雙向運(yùn)動(dòng)的氣缸。從活塞兩側(cè)交替供氣，在一個(gè)或兩個(gè)方向輸出力。當(dāng)活塞在壓縮空氣推動(dòng)下向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，缸右腔的氣體經(jīng)柱塞孔及缸蓋上的氣孔排出，被壓縮的氣體所產(chǎn)生的壓力如果能與活塞運(yùn)動(dòng)所具有的全部能量相平衡，即會(huì)取得緩沖效果，使活塞在行程末端運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，不產(chǎn)生沖擊。本設(shè)計(jì)中采用的雙活塞桿雙作用氣缸，其工作原理：活塞桿固定時(shí)，為管路連接方便，活塞桿制成空心，缸體與載荷（工作臺(tái)）連成一體，壓縮空氣從空心活塞桿的左端或右端進(jìn)入氣缸兩腔，使缸體帶動(dòng)工作臺(tái)向左或向左運(yùn)動(dòng)，工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)范圍為其有效行程s的2倍。板殼體機(jī)械設(shè)計(jì)圖4-11板殼體機(jī)械結(jié)構(gòu)圖殼體結(jié)構(gòu)通常是指層狀的結(jié)構(gòu)。它的受力特點(diǎn)是，外力作用在結(jié)構(gòu)體的表面上，如摩托車手的頭盔、貝殼等。常用于各類工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域。殼體結(jié)構(gòu)是由空間曲面型板或加邊緣構(gòu)件組成的空間曲面結(jié)構(gòu)。殼體的厚度遠(yuǎn)小于殼體的其他尺寸，因此殼體結(jié)構(gòu)具有很好的空間傳力性能，能以較小的構(gòu)件厚度形成承載能力高、剛度大的承重結(jié)構(gòu)，能覆蓋或維護(hù)大跨度的空間而不需要空間支柱，能兼承重結(jié)構(gòu)和圍護(hù)結(jié)構(gòu)的雙重作用，從而節(jié)約結(jié)構(gòu)材料。殼體結(jié)構(gòu)可做成各種形狀，以適應(yīng)工程造形的需要，因而廣泛應(yīng)用于工程結(jié)構(gòu)中，如大跨度建筑物頂蓋、中小跨度屋面板、工程結(jié)構(gòu)與襯砌、各種工業(yè)用管道壓力容器與冷卻塔、反應(yīng)堆安全殼、無線電塔、貯液罐等。工程結(jié)構(gòu)中采用的殼體多由鋼筋混凝土做成，也可用鋼、木、石、磚或玻璃鋼做成。本次分揀機(jī)的結(jié)構(gòu)也采用這一殼體設(shè)計(jì)。互鎖機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)圖4-12互鎖機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖本次設(shè)計(jì)的一種機(jī)械互鎖機(jī)構(gòu)，其包括：兩個(gè)對(duì)開且左右鏡向設(shè)置的門體，門體的開合邊的朝相向一側(cè)各伸出一第一鉤體；一豎直設(shè)置的安裝板，安裝板位于兩門體之間；及左右鏡向地設(shè)置在安裝板上兩個(gè)連鎖機(jī)構(gòu)，每個(gè)連鎖機(jī)構(gòu)與對(duì)側(cè)的門體相對(duì)應(yīng)；每個(gè)連鎖機(jī)構(gòu)各包括一角板、一拉簧和一撐桿及一限制件，角板包括第一支臂和第二支臂，第一支臂和第二支臂的近端固定連接，第一支臂的遠(yuǎn)端上垂直延伸形成一第二鉤體，角板的中部鉸接在安裝板上并可在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，其可靠性高、成本低。目前機(jī)械互鎖機(jī)構(gòu)主要是互鎖機(jī)構(gòu)間的正壓力形成摩擦力相互約束，眾所周知，這種摩擦力是正摩擦力，是互鎖的關(guān)鍵，但在機(jī)械機(jī)構(gòu)長(zhǎng)時(shí)間工作情況下，這種互鎖作用的摩擦力會(huì)使機(jī)構(gòu)表面出現(xiàn)嚴(yán)重磨損，時(shí)間越長(zhǎng)，由摩擦導(dǎo)致的壽命損失越大，直至互鎖失效，最終機(jī)械互鎖機(jī)構(gòu)損壞。（12）動(dòng)作循環(huán)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖4-13動(dòng)作循環(huán)機(jī)械結(jié)構(gòu)圖直線式運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖將各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖按同一時(shí)刻（或轉(zhuǎn)角）繪制在一起，以某一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作起點(diǎn)作為基準(zhǔn)，表示出各執(zhí)行機(jī)構(gòu)相對(duì)于該主要機(jī)構(gòu)動(dòng)作的先后次序的示意圖。為完成一定的功能，往往需要多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期中各執(zhí)行機(jī)構(gòu)必須嚴(yán)格按規(guī)定的時(shí)間運(yùn)動(dòng)，各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作必須協(xié)調(diào)，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)的手段、依據(jù)就是機(jī)器的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。直線式交叉帶運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖是將機(jī)械在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中各執(zhí)行構(gòu)件的各行程區(qū)段的起止時(shí)間和先后順序、按比例地繪制在直角坐標(biāo)軸上得到的。它的優(yōu)點(diǎn)是：繪制方法簡(jiǎn)單，能比較清楚地表示出一個(gè)循環(huán)內(nèi)各執(zhí)行構(gòu)件行程之間的相互順序和時(shí)間關(guān)系。4.2交叉帶分揀機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)組成因?yàn)橹黩?qū)動(dòng)帶式輸送機(jī)與"小車"上的帶式輸送機(jī)呈交叉狀，所以稱這為交叉帶分揀機(jī)。直線交叉帶分揀機(jī)由連續(xù)小車組成的主機(jī)、軌道、直線線電機(jī)、導(dǎo)入臺(tái)、漏波電纜、通訊系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、分揀道口、條碼掃碼器等設(shè)備組成的閉環(huán)系統(tǒng)，串連的小車由直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)，在垂直方向上沿軌道單向循環(huán)運(yùn)行，貨件經(jīng)過導(dǎo)入臺(tái)自動(dòng)將平穩(wěn)導(dǎo)入分揀機(jī)小車，經(jīng)過掃碼器讀碼，數(shù)據(jù)庫(kù)地址查詢后，通過小車皮帶的動(dòng)作平滑地將貨件卸載到指定的分揀道口。直線交叉帶分揀機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)主要由以下四大部分組成：（1）供件系統(tǒng)：供件系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)分揀主機(jī)的高效、準(zhǔn)確的處理而存在的，其功能是對(duì)待分揀貨件進(jìn)行各種物理參數(shù)的自動(dòng)測(cè)量和信息識(shí)別處理，確保待分揀貨件準(zhǔn)確送入高速移動(dòng)的分揀小車上。深圳市立晟科技供件系統(tǒng)，使貨件可根據(jù)作業(yè)環(huán)境，為客戶定制全自動(dòng)、半自動(dòng)或人工手動(dòng)模式的供件系統(tǒng)。（2）主機(jī)系統(tǒng)：主機(jī)系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)分揀的主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其功能是將附有分揀信息的物件按既定邏輯關(guān)系準(zhǔn)確無誤地送入分揀格口。深圳市立晟科技主機(jī)系統(tǒng)，采用國(guó)內(nèi)外主流的伺服直驅(qū)動(dòng)技術(shù)和加載自動(dòng)糾偏功能，毫秒級(jí)瞬時(shí)啟動(dòng)，確保貨物上下小車精準(zhǔn)居中，減少分揀差錯(cuò)率。（3）下件系統(tǒng):下件系統(tǒng)是分揀系統(tǒng)的末端設(shè)備，其功能是暫存由分揀主機(jī)送入的物件。同時(shí)，通過對(duì)入格口物件相關(guān)參數(shù)的檢測(cè)和顯示，并將信息傳給主控系統(tǒng)并具有一定的管理功能。深圳市立晟科技主機(jī)下件系統(tǒng)，根據(jù)分揀貨物的形態(tài)，可為用戶選配各類分揀出口，如滑槽式、袋架式、籠車式、有/無動(dòng)力格口式等。（4）控制系統(tǒng)：控制系統(tǒng)是整個(gè)分揀處理系統(tǒng)的大腦和神經(jīng)，本系統(tǒng)綜合應(yīng)用了移動(dòng)供電技術(shù)、移動(dòng)通訊技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)總線、OPC通信、工業(yè)以太網(wǎng)通信、PLC伺服及變頻等技術(shù)。不僅將系統(tǒng)中各個(gè)功能模塊有機(jī)的結(jié)合起來協(xié)調(diào)工作，且控制系統(tǒng)中的通信機(jī)能夠與上層管理系統(tǒng)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)和管理策略的交換，通過這種交換使得分揀系統(tǒng)成為整個(gè)物流信息管理系統(tǒng)緊密聯(lián)系不可分割的一部分。圖4-14直線分揀機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)總裝圖4.3交叉帶分揀機(jī)的機(jī)械工作原理交叉帶式分揀系統(tǒng)，由主驅(qū)動(dòng)帶式驅(qū)動(dòng)機(jī)和載有小型帶式輸送機(jī)的臺(tái)車(簡(jiǎn)稱“小車”)聯(lián)接在一起，當(dāng)“小車”移動(dòng)到所規(guī)定的分揀位置時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)皮帶，完成把商品分揀送出的任務(wù)。因?yàn)橹黩?qū)動(dòng)帶式輸送機(jī)與“小車”上的帶式輸送機(jī)呈交叉狀。交叉帶分揀機(jī)是一種新型的物流分揀設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)貨物的快速分揀，廣泛應(yīng)用于快遞、電商、服裝等行業(yè)。其工作原理為：由一組小車組成的封閉輸送分揀系統(tǒng)，一般呈環(huán)形，小車沿軌道運(yùn)動(dòng)，小車表面皮帶可在與小車運(yùn)動(dòng)垂直的方向上轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)帶動(dòng)鏈條小車縱向移動(dòng)，無動(dòng)力滾筒下有滾輪和滑道，下面氣缸裝置的升起降落是使皮帶的橫移帶動(dòng)快遞移動(dòng)，機(jī)身下部的滑道是使皮帶復(fù)位包裹經(jīng)過導(dǎo)入臺(tái)裝置準(zhǔn)確的上到校車上，經(jīng)過條碼掃描后識(shí)別出張貼于包裹上的條碼，根據(jù)條碼信息將不同目的地的包裹在不同的格口卸載下去，從而實(shí)現(xiàn)根據(jù)目的地將包裹進(jìn)行分類的目的。其中，行走小車是交叉帶分揀機(jī)最重要的組成部分，是實(shí)現(xiàn)貨物分揀的主要載體。行走小車有序地排列在輸送線上，當(dāng)行走小車上的貨物到達(dá)指定地點(diǎn)后，行走小車上方的傳輸帶開始動(dòng)作，其運(yùn)動(dòng)方向一般與輸送線的方向垂直。傳輸帶將行走小車上的貨物推向卸貨通道，該卸貨通道可包括斜槽、重力傳送機(jī)、動(dòng)力傳送機(jī)等類似設(shè)備?，F(xiàn)有技術(shù)中，為了追求效率，會(huì)使行走小車的速度設(shè)置較快，這樣為了確保卸貨的準(zhǔn)確率，相鄰的卸貨通道之間的距離一般較遠(yuǎn)，而且斜槽的寬度也會(huì)設(shè)置的比較寬。交叉帶分揀機(jī)的主要機(jī)械裝置是由主驅(qū)動(dòng)帶式輸送機(jī)和載有小型帶式輸送機(jī)的臺(tái)車(簡(jiǎn)稱"小車")聯(lián)接在一起，當(dāng)"小車"移動(dòng)到所規(guī)定的分揀位置時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)皮帶，完成把商品分揀送出的任務(wù)。4.4交叉帶分揀機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)直線式交叉帶高速分揀機(jī)做到了每部分揀小車無需電能，也無需繁復(fù)的通訊控制線路，運(yùn)用巧妙的設(shè)計(jì)分借軌道的主循環(huán)動(dòng)力來準(zhǔn)確無誤地執(zhí)行皮帶小車的每一次分揀動(dòng)作，而且能以每小時(shí)1萬件的分揀速度可以滿足多數(shù)用戶的高產(chǎn)能要求。除了以上優(yōu)勢(shì)外在，我公司在設(shè)計(jì)上采用了模塊化結(jié)構(gòu)思路，分揀格口的數(shù)量可以通過組合的方式不斷擴(kuò)充，隨時(shí)為用戶今后需要的擴(kuò)容做好了準(zhǔn)備。如果再加上初分揀的配合，把每條直線式交叉帶分揀機(jī)可以作為一個(gè)單元，也可組成一個(gè)大型的分揀系統(tǒng)。該機(jī)型除了簡(jiǎn)潔美觀的外形設(shè)計(jì)，個(gè)性化十足的人機(jī)界面外還配置了功能強(qiáng)大的軟件系統(tǒng)，可以設(shè)置不同的格口配設(shè)方案，同時(shí)也提供了多種數(shù)據(jù)接口模式，為用戶帶來了極大的方便。本次設(shè)計(jì)的直線交叉帶分揀機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)如下表3-1所示。表4-1交叉帶分揀機(jī)主要技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目名稱參數(shù)貨物最大裝載/kg20kg分揀能力/（件/h）5000~10000主線運(yùn)行速度(m/s)0.5~2.0交叉帶尺寸/mm700*500小車節(jié)距/mm750適應(yīng)包裹尺寸/mm<100mm*400mm*300mm(長(zhǎng)*寬*高）整機(jī)功率/w5000W供電/頻率三相交流電/50Hz整機(jī)高度/寬度1.8m/1.5m噪聲指標(biāo)<70分貝第5章直線式分揀機(jī)的電機(jī)與氣缸選型計(jì)算及靜力學(xué)分析交叉帶分揀機(jī)的優(yōu)勢(shì)整體體現(xiàn)在分揀效率高，分揀準(zhǔn)確率高，對(duì)貨件無損傷，整機(jī)驅(qū)動(dòng)，冗余設(shè)計(jì)，具有極高的可靠性及可擴(kuò)展性，我們的產(chǎn)品也是全面采用基于工業(yè)以太網(wǎng)的控制系統(tǒng)架構(gòu)，具有豐富的診斷功能，支持所有核心設(shè)備的遠(yuǎn)程維護(hù)診斷。交叉帶分揀設(shè)備以其每小時(shí)2萬件的超高分揀效率，以及高達(dá)99.9%以上的準(zhǔn)確率，在訂單合流環(huán)節(jié)及包裹分揀環(huán)節(jié)被廣泛應(yīng)用。如何最大化利用交叉帶分揀機(jī)，使其發(fā)揮更大的價(jià)值十分重要。高速交叉帶分揀機(jī)是集光、機(jī)、電、信息技術(shù)于一體的自動(dòng)分揀設(shè)備。整個(gè)工作過程主要包括上包、平穩(wěn)運(yùn)行、落包，其中每一項(xiàng)是否能準(zhǔn)確進(jìn)行將直接影響系統(tǒng)效率、差錯(cuò)率和可靠性。本章節(jié)我們討論分析了直線交叉帶分揀機(jī)的電機(jī)與氣缸選型計(jì)算，力求得到最高效的分揀工況。5.1電機(jī)的選擇計(jì)算伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速受輸入信號(hào)控制，并能快速反應(yīng)，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，用作執(zhí)行元件，且具有機(jī)電時(shí)間常數(shù)小、線性度高等特性，可把所收到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電動(dòng)機(jī)軸上的角位移或角速度輸出。分為直流和交流伺服電動(dòng)機(jī)兩大類，其主要特點(diǎn)是，當(dāng)信號(hào)電壓為零時(shí)無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。預(yù)設(shè)負(fù)載重量，螺桿螺距，螺桿直徑，螺桿質(zhì)量，摩擦系數(shù)，機(jī)械效率，負(fù)載移動(dòng)速度為，加速減速時(shí)間，截止時(shí)間（1）計(jì)算折算到電機(jī)軸上的負(fù)載慣量重物折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)慣量總負(fù)載慣量（2）計(jì)算電機(jī)轉(zhuǎn)速電機(jī)所需轉(zhuǎn)速（3）計(jì)算電機(jī)驅(qū)動(dòng)負(fù)載所需要的扭矩克服摩擦力所需轉(zhuǎn)矩重物加速時(shí)所需轉(zhuǎn)矩螺桿加速時(shí)所需要轉(zhuǎn)矩加速所需總轉(zhuǎn)矩（4）計(jì)算瞬時(shí)最大扭矩加速扭矩勻速扭矩實(shí)效扭矩（5）選擇伺服電機(jī)伺服電機(jī)額定扭矩且伺服電機(jī)最大扭矩最后查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)選定5.2氣缸的選型與計(jì)算本次設(shè)計(jì)選用雙活塞作用氣缸，普通雙作用氣缸一般由缸筒、前后缸蓋、活塞、活塞桿、密封件和緊固件等零件組成。缸筒在前后缸蓋之間由4根拉桿和螺母將其緊固鎖定(圖24中未畫出)。缸內(nèi)有與活塞桿相連的活塞，活塞上裝有活塞密封圈。為防止漏氣和外部灰塵的侵入，前缸蓋裝有活塞桿的密封圈和防塵圈。這種雙作用氣缸被活塞分成有桿腔(簡(jiǎn)稱頭腔或前腔)和無桿腔(簡(jiǎn)稱尾腔或后腔)所有在兩個(gè)方向上需要輸出力的直線運(yùn)動(dòng)，而且其輸出力要求不太大的場(chǎng)合都可使用雙作用氣缸?；钊麅蓚?cè)受壓面積相等，兩側(cè)運(yùn)動(dòng)行程和輸出力相等。這種氣缸兩側(cè)都可以對(duì)外做功。這樣由于在它的兩端都有導(dǎo)向套，使得氣缸的導(dǎo)向功能得到了改善。其兩導(dǎo)向套之間的間距不變，因此可承擔(dān)較小的徑向載荷；活塞兩側(cè)的有效作用面積相等，所以兩個(gè)方向上的輸出力相等。氣缸推力計(jì)算公式是（5-12）式中F:氣缸出力,A:截面積,P:使用的壓力(kg/cm2),f:摩擦阻力（N）無桿腔截面積*工作氣壓力=活塞推力；有桿腔截面積*工作氣壓力=活塞拉力氣壓0.5Mpa(5.0985811公斤力/平方厘米(kg/cm2)；缸徑50mm；氣缸截面積;19.63(cm2)所以，0.5Mpa下的理論出力=5.0985811*19.63=100.085(N)標(biāo)準(zhǔn)氣缸最大的輸出力計(jì)算公式（5-13）其中：F1無活塞桿端的大的理論輸出力(N)；F1有活塞桿端的大的理論輸出力(N)P-公稱壓力(Mps)；D-氣缸內(nèi)徑(mm)；d-活塞桿直徑(mm)（3）氣缸選用須知根據(jù)工作所需力的大小來確定活塞桿上的推力和拉力。由此來選自擇氣缸時(shí)應(yīng)使氣缸的輸出力稍有余量。若缸徑選小則輸出力不夠，氣缸不能正常工作；缸徑過大則造成能源浪費(fèi)。在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量采用增力機(jī)構(gòu)，以減少氣缸的尺寸。直行程氣缸如氣動(dòng)閘閥、氣動(dòng)截止閥、氣動(dòng)棒條閥等都是用直行程氣缸。5.3機(jī)身平臺(tái)靜力學(xué)計(jì)算與分析靜力學(xué)分析時(shí)，首先是考慮對(duì)材料的選擇，機(jī)身平臺(tái)采用的材料是Q235A，該材料各向同性，彈性模量為2.1×105MPa，泊松比為0.3，密度為7860kg/m3。因?yàn)闄C(jī)身底面的6個(gè)支撐腳通過地腳螺栓和地面緊固，所以選取支撐腳和地面的接觸面作固定約束。在對(duì)機(jī)身的有限元模型進(jìn)行邊界條件加載時(shí)，主要包括機(jī)身受到的外部構(gòu)件對(duì)它的載荷以及其本身重力。外部構(gòu)件可以從圖1看出，它們對(duì)機(jī)身的載荷主要有它們的重力、橫移桿運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣性力，同時(shí)根據(jù)力向一點(diǎn)平移定理，還包括將它們重力平移到機(jī)身上所產(chǎn)生力偶。這里，橫移桿的質(zhì)量m1=100kg，橫移機(jī)構(gòu)的質(zhì)量m2=350kg，工件支架的質(zhì)量m3=50kg，機(jī)械手背部電機(jī)質(zhì)量m4=50kg，橫移桿運(yùn)動(dòng)時(shí)最大加速度a1=7.2m/s2，重力加速度g=10m/s2，橫移機(jī)構(gòu)重心到氣缸之間的距離r1=0.5m，背部電機(jī)到機(jī)身肋板的距離r2=0.5m，因此橫移桿驅(qū)動(dòng)力為：（5-14）橫移機(jī)構(gòu)重力為（5-15）將F2平移到氣缸處所需要的力偶為（5-16）工件支架重力為（5-17）同理，機(jī)械手背部電機(jī)轉(zhuǎn)化到機(jī)身上的重力和力偶分別為（5-18）因?yàn)橹本€分揀機(jī)的機(jī)身平臺(tái)是由Q235A結(jié)構(gòu)鋼焊接而成，經(jīng)過計(jì)算可知機(jī)身的屈服極限為σs=235MPa。對(duì)于塑性材料而言，許用應(yīng)力（5-19）式中為材料的安全系數(shù)，對(duì)塑性材料可取為1.2～2.0，文中取為1.5，因此［σs］=156.7MPa?？梢钥闯?，機(jī)身的許用強(qiáng)度遠(yuǎn)大于機(jī)身的最大等效應(yīng)力，因此機(jī)身的靜強(qiáng)度滿足要求。第6章直線交叉分揀產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)性分析近年來，直線分揀設(shè)備的市場(chǎng)需求不斷提升，同時(shí)對(duì)快速、低成本成型的要求也越來越高。因此分揀機(jī)制備專用設(shè)備的研制需求十分迫切，但是一方面由于機(jī)身結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成型工藝多樣，研制難度大、投入高、周期長(zhǎng)，另一方面專用設(shè)備通用性差，對(duì)企業(yè)當(dāng)期經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)影響較大。本章對(duì)本文根據(jù)分揀機(jī)械化制備設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)與傳統(tǒng)制備相關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)比，研究分析機(jī)械化制備直接人工成本及生產(chǎn)周期的影響因素及變化關(guān)系；從企業(yè)經(jīng)營(yíng)的角度，對(duì)機(jī)械化制備標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)能及總成本進(jìn)行估算，通過對(duì)立體織物機(jī)械化制備項(xiàng)目進(jìn)行線性盈虧平衡分析，判斷機(jī)械化制備項(xiàng)目盈利能力，適應(yīng)市場(chǎng)能力及自身抗風(fēng)險(xiǎn)能力，為企業(yè)經(jīng)營(yíng)決策提供依據(jù)，為實(shí)際生產(chǎn)提供一定參考價(jià)值。6.1人工成本的影響及相互關(guān)系分揀產(chǎn)品設(shè)備的直接人工成本指在一定的生產(chǎn)效率下由工作量和社會(huì)平均工時(shí)工資決定。社會(huì)平均工時(shí)工資由社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平?jīng)Q定，本文不做研究。為了便于分析，我們定義機(jī)械化制備直接人工成本與傳統(tǒng)制備直接人工成本的比值為YC，下文簡(jiǎn)稱直接人工成本比，用YC來表征機(jī)械化制備直接人工成本隨其影響因素變動(dòng)而變化的情況。(6-1)其中：Cm—機(jī)械化制備直接人工成本，萬元；Ct—傳統(tǒng)制備直接人工成本，萬元。將機(jī)械化制備及傳統(tǒng)制備作業(yè)人數(shù)、工作量及生產(chǎn)效率等數(shù)據(jù)代入公式，經(jīng)公式推導(dǎo)計(jì)算得出：(6-2)其中：K—工藝參數(shù)系數(shù)；n—同規(guī)格單批產(chǎn)品生產(chǎn)件數(shù)（下文簡(jiǎn)稱生產(chǎn)件數(shù)），件。根據(jù)產(chǎn)品的工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，工藝參數(shù)系數(shù)k的極限取值范圍為1~10，對(duì)人工成本的分析如下：在工藝參數(shù)系數(shù)（k）一定時(shí)，總體上直接人工成本比（YC）隨生產(chǎn)件數(shù)（n）的增大而降低；當(dāng)生產(chǎn)件數(shù)n持續(xù)增大超過某值時(shí)，直接人工成本比無限接近某一固定值，說明生產(chǎn)件數(shù)n超過某值后繼續(xù)增大，對(duì)機(jī)械制備直接人工成本的降低作用較小，可忽略；在生產(chǎn)件數(shù)（n）一定時(shí)，總體上直接人工成本比（YC）隨著工藝參數(shù)系數(shù)（k）的增加而增加；隨著生產(chǎn)件數(shù)的增加，在k值的取值范圍內(nèi)，直接人工成本比的極值之差隨之減少，當(dāng)生產(chǎn)件數(shù)n超過某值時(shí)，最終取值在較小區(qū)間內(nèi)波動(dòng)，說明生產(chǎn)件數(shù)n增加可以弱化工藝參數(shù)系數(shù)對(duì)機(jī)械制備直接人工成本的影響。6.2設(shè)備生產(chǎn)周期的影響因素分析交叉分揀機(jī)采用傳統(tǒng)機(jī)械式設(shè)計(jì)，原理簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)比較堅(jiān)固，分揀動(dòng)作輕柔、準(zhǔn)確。優(yōu)點(diǎn)是在訂單量足夠大的時(shí)候，分揀效率最高，所以受到電商、快遞客戶青睞，成為近年來分揀設(shè)備中的主流。但該產(chǎn)品也有缺點(diǎn)：占地面積大，且對(duì)地面的平整度要求較高;造價(jià)成本高昂，輸送模塊易損壞，維修成本也較高。為了便于分析，我們定義機(jī)械化制備生產(chǎn)周期與傳統(tǒng)制備生產(chǎn)周期的比值為YZ，下文簡(jiǎn)稱生產(chǎn)周期比，用YZ來表征機(jī)械化制備生產(chǎn)周期隨其影響因素變動(dòng)而變化的情況。(6-3)其中：Tm—機(jī)械化制備生產(chǎn)周期，h；Tt—傳統(tǒng)制備生產(chǎn)周期，h。將機(jī)械化制備及傳統(tǒng)制備作業(yè)人數(shù)、工作量及生產(chǎn)效率等數(shù)據(jù)代入公式，經(jīng)公式推導(dǎo)計(jì)算得出：(6-4)其中：K—工藝參數(shù)系數(shù)；L—工作容量。當(dāng)主要產(chǎn)品的工藝參數(shù)系數(shù)及容量一定時(shí)，總體上生產(chǎn)周期比（YZ）隨著生產(chǎn)件數(shù)（n）的增加而降低；當(dāng)n小于某值時(shí)，生產(chǎn)周期比大于100%，表明機(jī)械化制備延長(zhǎng)了生產(chǎn)周期；隨著生產(chǎn)件數(shù)n增大，生產(chǎn)周期比迅速降低，表明對(duì)機(jī)械化制備生產(chǎn)周期的縮短作用明顯，但當(dāng)生產(chǎn)件數(shù)n超過某值時(shí)，生產(chǎn)周期比曲線趨于直線，生產(chǎn)周期比接近某一固定值。6.3機(jī)械化制備產(chǎn)能與總成本計(jì)算由于生產(chǎn)制造的模塊化，使得企業(yè)在給客戶搭建系統(tǒng)時(shí)成本更低，也有利于客戶根據(jù)自己的需求調(diào)整系統(tǒng)布局。明確提出模塊化的裝備企業(yè)，如英特諾，推出DMO系列電動(dòng)輥筒，基于平臺(tái)化的設(shè)計(jì)理念設(shè)計(jì)生產(chǎn)，即用盡量少的組件組合盡可能多的產(chǎn)品規(guī)格型號(hào)，以滿足不同客戶的需求;由于這兩款產(chǎn)品都使用標(biāo)準(zhǔn)化組件，采取標(biāo)準(zhǔn)化接口，產(chǎn)品內(nèi)部的不同部件可以相互置換，因此生產(chǎn)和維護(hù)成本更低。機(jī)械化制備標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)能指一年內(nèi)在既定的組織技術(shù)條件下，設(shè)備所能生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)量，取決于機(jī)械化制備生產(chǎn)周期、年度設(shè)備計(jì)劃運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間及設(shè)備利用率,計(jì)算公式如下：(6-5)其中：η—設(shè)備利用率，%；TP—年度計(jì)劃運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間，h/a。將生產(chǎn)件數(shù)n、傳統(tǒng)制備生產(chǎn)周期Tt、年度計(jì)劃運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間TP、及設(shè)備利用率η的數(shù)值代入公式，得出機(jī)械化制備標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)能ns。機(jī)械化制備總成本是指在一年內(nèi)為生產(chǎn)和銷售