物流码垛机的机械设计研究

陈勇波

摘要：新时期，我国科学技术水平得到了显著提高，各种新型的机械设备在码垛机的设计中得到了有效应用。一般情况下码垛机控制系统主要是由触摸屏、变频器和编码器等多种设备所组成的，并且其还应用了模块化的方式，对电脑程序进行了编写。为了进一步强化此机械的稳定性，本文对物流码垛机的设计内容进行了分析，希望能够进一步提高物流的效率。

关键词：物流;码垛机;机械设计

目前，在我国物流行业不断发展的背景下，码垛机在实际的物流中得到了有效应用。要想保证现代化仓储管理系统运行的稳定性，要加强对先进物流设备的机械化设计，通过对科学技术的有效应用，强化物流码垛机的性能，为我国物流行业发展的稳定性提供条件。

一、物流码垛机发展的现状

现如今，各种新的生产技术和装备在物流码垛机系统运行中得到了有效应用，并且一些物流商还加强了对码垛机器人的开发和应用。研究发现， 2007年我国物流行业的规模正在不断扩展，并且其已经进入了高速增长的阶段。为了进一步提高物流的效率，加强了码垛机器人在其中的有效应用，其主要应用在了袋装、箱体和瓶装等不同形状的包装成品中，这种方式不仅优化了码垛作业的流程，还提高了此工作的效率[1]。

如果在工作效率上说，物流码垛机设备不仅要承担着高负重，其速度和质量还高于人工操作。因此，要结合负重的不同，提高其精度，并且每一台的码垛机器人自身还要建立独立的控制系统，在保证作业精度的基础上，保证物流码垛机设备的稳定运行。在此过程中，还要加强对物流码垛机重复精度的设计，保证其满足物流码垛作业运行中的基本要求。

如果在设备的稳定性上分析，当前比较先进的码垛机器人，已经得到了完善，达到了5轴和6轴。在此过程中，还可以通过科学和合理的机械设计，完成高频率的码垛作业。特别是这种方式在食品快餐行业分拣中的有效应用，不仅可以优化其流程，还能够保证作业的灵活性。此外，在控制网络方面分析，如果实现对物流码垛机的机械化设计，可以通过“点对点”实现通信，对不同的国际标准，保证总线接口的准确性，实现对现场网络的优化。在此过程中，还要加强对软件编程的有效应用，在此基础设定灵活地的物流码垛机运动路径，在提高物流效率的同时，不断降低其中的成本。

二、物流码垛机的设计内容

在对现阶段的码垛机进行设计时，设计人员需要结合码垛机的实际完成工作的情况，确定这种设备的结构和组成形式，如挂壁安装式等。在此过程中，还要结合设计的相关情况，加强对结构组成形式的有效应用。在此过程中，还要按工作的要求，对物流码垛机的运动行程、速度和加速度等内容进行整合，结合动作的周期，科学选择每个运动轴的直线运动型号，对所配驱动电机进行分析，注意其配置的科学性。

其次，还要在用户的实际角度出发，综合分析使用人员的生理特殊以及行为习惯等，对设备自身的人机舒适度进行分析控制，让码垛机自身的整体设计能够符合工程学要求。这样不仅可以保证操作的直观性和简便性，还能够给用户的提供更加安全和可靠的使用体验。

如果在码垛机的功能出发，设计者不仅要在产品外观的设计出发，还要对其表面进行工艺处理，保证其外观产品的新颖性。在降低生产制造难度的同时，满足用户自身的需求。最后，要实现对物流码垛机的过人性化和情感化地设计，保证其应用的有效性，注意其安全和舒适度。

三、实现对物流码垛机的机械化设计

（一）机架设计

在对机架进行设计前，需要分析其特点和组成部分，这种设备主要应用在立柱导轨安装和各种运行机构零部件的安装上，实现对金属框架结构的优化。要想在此基础上，保证物流码垛机的稳定运行。设计者在对物流码垛机进行机械设计时，要加强对机架刚度以及强度的严格控制。部分研究人员在物流码垛机进行设计时，要积极引用新的 Q435 钢机械结构件，保证整体设计的有效性[2]。

（二）水平横移结构的优化设计

一般情况下，码垛机水平横移结构主要是由机架鞍座端部等设备所组成的。 鞍座是其中的关键连接部件，更是影响物流码垛机计价稳定性的有效措施。结合物流仓储系统的相关情况，通过对焊接箱梁结构的优化，保证水平横移结构设计的有效性。在对车轮组进行设计时，还要加强对标准化起重机式车轮组的应用，保证鞍座结构的稳定性。由于机架鞍座结构是此设备中的主要组成部分，所以要想保证物流码垛机的稳定运行，要对箱型结构进行优化，实现对结构形式的创新。因此，在将箱型结构固定后，需要将其应用到物流码垛机中，在此基础上不断强化整体结构的稳定性。此外，在鞍座的上部还要适当安装不同的机架支柱，促进相关部件的有效连接。设计人员在对底部进行优化时，要保证其与安装的具体要求相符合。

（三）提高结构的设计

相关学者在对物流码垛机的提升结构进行优化时，其主要为牵引式结构，并且这种特殊的结构一般以电动机为主，一般情况下会应用这种方式去拖动钢丝绳。在此过程中，可以结合物流码垛机的具体运行情况，保证码垛机整体结构的稳定性，对其中所涉及的驱动电机、卷筒和钢丝绳等多种部件进行改进。通常情况下，卷筒在钢丝绳的具体卷绕中，发挥着非常大的作用。其能够在将动力有效传递给钢丝绳后，保证堆垛机电机旋转运动的稳定性，将其转变为其中的载货台，保证其可以进行直线运动，从而为码垛机的稳定运行提供条件。

物流码垛机在运行中，会受到承受拉压力等多种因素的影响，并且设备在起动制动时，也会受到冲击载荷的影响。因此，在对钢丝绳进行选型时，要结合钢丝绳的实际受力情况， 保证钢丝绳类型和直径的有效性。特别是在对滑轮卷筒进行选择时，要分析滑轮卷筒的直径以及其长度，保证电动机启动的安全性。

（四）加强对安全保护装置的设计

由于物流码垛机中的安全保护装置，能够在强化码垛机稳定运行的基础上，减少其他问题的发生，保障码垛机整机使用的安全性。在此过程中，还要结合相关的标准和要求，加强对码垛机中安全保护装置的安装和优化。首先是要对物流码垛机中终端的限位保护，设计人员需要适当调整其装置。在此过程中，还要对码垛机进行连锁保护，对物流码垛机进行检测，实现对设备的有效控制[3]。

最后，还要断绳保护机制。特别是在对码垛机进行横移和顶推存取时，要对运行终端进行综合性分析，加强对有限位保护装置的科学配置。在此过程中，还要结合码垛机自身的水平横移作業和垂直升降等工作的具体情况，加强对安全保护装置的安装，采取措施及时切断其中的顶推存取电路，保证垂直升降电路运行的稳定性。

如果物流码垛机在运行中出现了意外事故，或者是其中的钢丝绳发生断裂后，操作人员在此时要积极借助连杆和弹簧机构，对立柱导轨进行严格固定，进而预防载重下落所导致的其他事故，在此基础上不断强化物流码垛机的机械程度。

结束语

由此可见，机械设计作为强化物流码垛机性能的关键，更是保证其安全运行的主要措施。因此，技术人员要在不同程度出发，结合此设备的具体设计规范，实现对码垛机结构的优化，不断完善其功能原理，不断提高物流码垛机自身的运行效率，从而在满足此设备自身强度和刚度上，提高物流作业的质量。

参考文献：

[1]韩明淇，安立华，武姿伊，等.自动化物流包裹码垛机的设计[J].物流工程与管理，2019，41（10）：3-3.

[2]宋文龙，郭晨昊，杨春梅，等.数控毛边板码垛机核心组件的设计与研究[J].木工机床，2020（1）：5-5.

[3]秦建国，张旭东.基于UG的纵向自动码垛机的设计[J].时代农机，2020，47（6）：4-4.