合作信息
轉(zhuǎn)向架智能立體存放系統(tǒng)
發(fā)布單位：航天科技集團公司北京康拓紅外技術(shù)股份有限公司
所屬行業(yè)：電子信息
合作信息類型：意向合作
機構(gòu)類型：企業(yè)
供求關(guān)系：供應
合作信息期限：2017-5
參考價格：面議
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合作信息簡介
【技術(shù)開發(fā)單位】航天科技集團公司北京康拓紅外技術(shù)股份有限公司
【技術(shù)簡介】轉(zhuǎn)向架是動車組的重要組成部分，其特點是重量大(≤10噸)，體積大(長4.5米、寬3.15米、高1.1米)，結(jié)構(gòu)復雜，型號多樣，價格昂貴，在本項目之前國內(nèi)還沒有針對該產(chǎn)品的立體存放系統(tǒng)。通過對國內(nèi)外同類產(chǎn)品存放方式的研究和對轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)特點及檢修工藝要求特點分析確定項目方案：利用高層立體貨架來存儲轉(zhuǎn)向架，用計算機控制管理和自動控制堆垛運輸車進行存取作業(yè)的倉庫。它的功能除了單純進行轉(zhuǎn)向架的儲存保管外，還擔負著轉(zhuǎn)向架的接受、分類、分揀、配送、存檔等多種功能，同時避免了轉(zhuǎn)向架在地面上簡單的堆放形式，故除了實現(xiàn)高效率的物料管理外，還提高了儲存容量。項目在重載堆垛機結(jié)構(gòu)和驅(qū)動方式設計技術(shù)，可移動物品提取裝置設計技術(shù)，高精度定位技術(shù)，重載貨架設計技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)有所突破。
應用傳統(tǒng)應力分析、機械動力學分析等方法，借助先進的有限元分析、動力模型仿真分析等計算機輔助設計方法進行堆垛機、貨架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設計，通過結(jié)構(gòu)效應分析，確定堆垛機、貨架結(jié)構(gòu)在各種工況下結(jié)構(gòu)的受力情況，明確各工況作用下結(jié)構(gòu)的控制因素，通過優(yōu)化設計實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的剛性、強度、穩(wěn)定性等要求，形成整體結(jié)構(gòu)設計方案;通過對轉(zhuǎn)向架自身固有屬性的研究，開發(fā)出適合搬運、存儲轉(zhuǎn)向架的貨叉機構(gòu)、貨架結(jié)構(gòu)型式;通過集成整合激光測距尋址定位技術(shù)、總線技術(shù)、無線通訊技術(shù)、PLC控制技術(shù)、交流變頻拖動技術(shù)、模糊算法技術(shù)等先進的自動化立體倉庫控制技術(shù)，形成控制系統(tǒng);對管理軟件系統(tǒng)，包括物品的庫存管理系統(tǒng)，智能分類子系統(tǒng)、選擇貨位子系統(tǒng)、出庫決策子系統(tǒng)、安全監(jiān)控子系統(tǒng)、故障分析處理等智能系統(tǒng)進行研究、開發(fā)，最終開發(fā)出一套適合存儲管理轉(zhuǎn)向架的自動化立體倉庫，借此打破國外對超重超大物品立體存放的技術(shù)封鎖。
【技術(shù)特點】該系統(tǒng)在北京動車段和廣州動車段得到工程實際應用，系統(tǒng)與段內(nèi)轉(zhuǎn)向架檢修工藝有機結(jié)合，大大提高了轉(zhuǎn)向架存儲效率，降低了工人勞動強度，節(jié)省75%存儲空間。
(1)可移動物品提取裝置設計技術(shù)
轉(zhuǎn)向架的特點是質(zhì)量大、尺寸大、尺寸多樣、具有可移動性、結(jié)構(gòu)復雜，價格昂貴等等。結(jié)合轉(zhuǎn)向架產(chǎn)品特點，該項目采用堆垛機無托盤方式對轉(zhuǎn)向架進行存放。若采用傳統(tǒng)三級或二級直線差動式伸縮貨叉機構(gòu)，將會體積很龐大，且不能從轉(zhuǎn)向架底部伸入進行存取作業(yè)。本項目的貨叉機構(gòu)在載貨臺上設置了一對承重鋼軌，這樣就使轉(zhuǎn)向架的重量由這對鋼軌來承受，從而使貨叉在存取轉(zhuǎn)向架時不受轉(zhuǎn)向架的豎向重力載荷，僅受轉(zhuǎn)向架與承重鋼軌之間的縱向摩擦力。其工作原理為：堆垛機載貨臺上的承重鋼軌與庫區(qū)地面的鋼軌精確對接后，系統(tǒng)將轉(zhuǎn)向架推到載貨臺的鋼軌上，接下來堆垛機運行到指定貨位，利用載貨臺的平移和提升實現(xiàn)與貨架上鋼軌的精確對接，利用移動貨叉機構(gòu)和可伸縮的機械推拉小輪，將轉(zhuǎn)向架推至貨架，反之此機構(gòu)也可將轉(zhuǎn)向架由貨位拉至載貨臺。
(2) 重載堆垛機結(jié)構(gòu)和驅(qū)動方式設計技術(shù)
堆垛機的豎向支承結(jié)構(gòu)的設計考慮兩種極限狀態(tài)，即正常使用和承載能力極限狀態(tài)。正常使用極限狀態(tài)主要由變形控制，對堆垛機在該狀態(tài)的主要控制指標為其支承結(jié)構(gòu)頂部的振幅及其振動衰減時間，振幅與衰減時間直接影響堆垛機的工作效率，承載能力極限狀態(tài)包括堆垛機支承結(jié)構(gòu)在靜止與制動兩種狀態(tài)。按上述原則，當堆垛機的自重、載貨臺及載荷重量較小時，其豎向支承體系采用雙立柱或單立柱結(jié)構(gòu)，但當堆垛機自重、載貨臺及載荷重量之和較大時，雙立柱或單立柱堆垛機則難以滿足要求。本項目開發(fā)的地面支承式四立柱堆垛機可有效分散載荷，并在轉(zhuǎn)向架駛?cè)牖蝰偝龆讯鈾C時減小因受力不平衡帶來的結(jié)構(gòu)變形。
(3) 高精度定位技術(shù)
適用于轉(zhuǎn)向架智能立體存放庫在重載、高速運行的情況下的控制軟件系統(tǒng)也是本項目的顯著創(chuàng)新點。定位方面采用了硬件和軟件相結(jié)合的雙閉環(huán)控制，認址采用絕對認址，通過激光的發(fā)射返回時間差來計算距離達到快速測距的功能。通過PROFIBUS網(wǎng)絡將所測距離的數(shù)據(jù)傳輸給PLC，通過PLC計算目標值跟實際值的差值，達到閉環(huán)控制，在執(zhí)行機構(gòu)上通過通過編碼器跟變頻器的組合達到速度的閉環(huán)控制，使系統(tǒng)的響應更快，同時為了達到更高的精度。電氣控制設計指標為控制定位精度偏差±5mm，試驗結(jié)果證明控制定位精度能達到偏差±1mm。
(4)重載貨架設計技術(shù)
由于轉(zhuǎn)向架重量較大、體積龐大，且轉(zhuǎn)向架自身具有可移動性的特點，本項目開發(fā)是利用轉(zhuǎn)向架四輪支承并具有可移動性的特點開發(fā)的貨架。
本項目的貨架是在貨位式焊接貨架的橫梁上鋪設兩條鋼軌，貨架由型鋼焊接而成，鋼軌通過標準鋼軌固定裝置固定在貨架橫梁上，為了便于安裝和操作，各處梁與梁連接的地方均采用螺栓連接。
當轉(zhuǎn)向架存取時，利用大型堆垛機的動力驅(qū)動轉(zhuǎn)向架的四個車輪，車輪沿著貨架上鋪設的鋼軌滾動，從而將轉(zhuǎn)向架存入或取出貨架。
采用此種貨架，與被動輥式貨架相比較：貨架結(jié)構(gòu)簡單化，僅需在貨架橫梁上鋪設兩段鋼軌，而不用設置多組無動力的輥子;在轉(zhuǎn)向架存儲時也不需要專用托盤，經(jīng)濟性較好。
【技術(shù)水平】該項目突破了高精度重載堆垛機由國外產(chǎn)品壟斷的局面，自主知識產(chǎn)權(quán)的重載堆垛機，實現(xiàn)重型物品自動化存儲等方面具有重大意義。
研制出1套用于存放管理動車轉(zhuǎn)向架的智能立體存放系統(tǒng)，包括：
(1)研制出1臺高精度重型堆垛機樣機，承載能力為10噸，運行速度達到4m/min～100 m/min，提升速度達到0m/min～10 m/min，定位精度為±3mm,運行噪聲不高于84分貝;
(2) 研制出1套適合轉(zhuǎn)向架存取的貨叉機構(gòu);
(3)研制出1套適合存儲轉(zhuǎn)向架的重載貨架，單元貨格的承載能力不小于10噸;
(4) 研制出如移軌車之類的輔助配套設備，滿足轉(zhuǎn)向架輸送、通行要求;
(5) 開發(fā)出適合本系統(tǒng)的控制軟件、計算機管理軟件;
(6) 樣機將在北京動車段安裝、調(diào)試并投入使用。
【可應用領域和范圍】軍工企業(yè)、汽車制造業(yè)、鋼鐵物資供應領域及相關(guān)重型裝配制造等行業(yè)
【專利狀態(tài)】已獲得發(fā)明專利1項，實用新型專利6項。
【技術(shù)狀態(tài)】批量生產(chǎn)階段
【合作方式】許可使用
【投入需求】需投入資金400萬
【預期效益】由于北京動車段和廣州動車段轉(zhuǎn)向架智能立體存放庫的成功應用，在北京動車客車段后續(xù)建立的西安、成都、沈陽等動車檢修基地均將轉(zhuǎn)向架智能立體存放庫作為動車轉(zhuǎn)向架檢修間內(nèi)的標配設備，使轉(zhuǎn)向架智能立體存放系統(tǒng)得以推廣應用。
北京康拓紅外技術(shù)股份有限公司作為鐵路產(chǎn)品重要的設備供應商，一直和鐵路系統(tǒng)保持著戰(zhàn)略合作伙伴的關(guān)系。因此轉(zhuǎn)向架智能立體存放系統(tǒng)擬先在鐵路運輸領域內(nèi)推廣使用，尤其是客、貨車檢修、機車檢修、地鐵車輛檢修等方面，構(gòu)成重型自動化立體存儲，用于轉(zhuǎn)向架、輪對、電機等重型零部件的中轉(zhuǎn)、存儲。除了動車檢修基地，隨著大功率機車、綜合工務檢修機車、地鐵車輛等檢修基地的陸續(xù)開工建設，轉(zhuǎn)向架智能立體存放系統(tǒng)將在鐵路物流管理領域得到更廣泛的應用，將取得可觀的經(jīng)濟效益。
【聯(lián)系方式】李靜 010-82493625
【技術(shù)簡介】轉(zhuǎn)向架是動車組的重要組成部分，其特點是重量大(≤10噸)，體積大(長4.5米、寬3.15米、高1.1米)，結(jié)構(gòu)復雜，型號多樣，價格昂貴，在本項目之前國內(nèi)還沒有針對該產(chǎn)品的立體存放系統(tǒng)。通過對國內(nèi)外同類產(chǎn)品存放方式的研究和對轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)特點及檢修工藝要求特點分析確定項目方案：利用高層立體貨架來存儲轉(zhuǎn)向架，用計算機控制管理和自動控制堆垛運輸車進行存取作業(yè)的倉庫。它的功能除了單純進行轉(zhuǎn)向架的儲存保管外，還擔負著轉(zhuǎn)向架的接受、分類、分揀、配送、存檔等多種功能，同時避免了轉(zhuǎn)向架在地面上簡單的堆放形式，故除了實現(xiàn)高效率的物料管理外，還提高了儲存容量。項目在重載堆垛機結(jié)構(gòu)和驅(qū)動方式設計技術(shù)，可移動物品提取裝置設計技術(shù)，高精度定位技術(shù)，重載貨架設計技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)有所突破。
應用傳統(tǒng)應力分析、機械動力學分析等方法，借助先進的有限元分析、動力模型仿真分析等計算機輔助設計方法進行堆垛機、貨架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設計，通過結(jié)構(gòu)效應分析，確定堆垛機、貨架結(jié)構(gòu)在各種工況下結(jié)構(gòu)的受力情況，明確各工況作用下結(jié)構(gòu)的控制因素，通過優(yōu)化設計實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的剛性、強度、穩(wěn)定性等要求，形成整體結(jié)構(gòu)設計方案;通過對轉(zhuǎn)向架自身固有屬性的研究，開發(fā)出適合搬運、存儲轉(zhuǎn)向架的貨叉機構(gòu)、貨架結(jié)構(gòu)型式;通過集成整合激光測距尋址定位技術(shù)、總線技術(shù)、無線通訊技術(shù)、PLC控制技術(shù)、交流變頻拖動技術(shù)、模糊算法技術(shù)等先進的自動化立體倉庫控制技術(shù)，形成控制系統(tǒng);對管理軟件系統(tǒng)，包括物品的庫存管理系統(tǒng)，智能分類子系統(tǒng)、選擇貨位子系統(tǒng)、出庫決策子系統(tǒng)、安全監(jiān)控子系統(tǒng)、故障分析處理等智能系統(tǒng)進行研究、開發(fā)，最終開發(fā)出一套適合存儲管理轉(zhuǎn)向架的自動化立體倉庫，借此打破國外對超重超大物品立體存放的技術(shù)封鎖。
【技術(shù)特點】該系統(tǒng)在北京動車段和廣州動車段得到工程實際應用，系統(tǒng)與段內(nèi)轉(zhuǎn)向架檢修工藝有機結(jié)合，大大提高了轉(zhuǎn)向架存儲效率，降低了工人勞動強度，節(jié)省75%存儲空間。
(1)可移動物品提取裝置設計技術(shù)
轉(zhuǎn)向架的特點是質(zhì)量大、尺寸大、尺寸多樣、具有可移動性、結(jié)構(gòu)復雜，價格昂貴等等。結(jié)合轉(zhuǎn)向架產(chǎn)品特點，該項目采用堆垛機無托盤方式對轉(zhuǎn)向架進行存放。若采用傳統(tǒng)三級或二級直線差動式伸縮貨叉機構(gòu)，將會體積很龐大，且不能從轉(zhuǎn)向架底部伸入進行存取作業(yè)。本項目的貨叉機構(gòu)在載貨臺上設置了一對承重鋼軌，這樣就使轉(zhuǎn)向架的重量由這對鋼軌來承受，從而使貨叉在存取轉(zhuǎn)向架時不受轉(zhuǎn)向架的豎向重力載荷，僅受轉(zhuǎn)向架與承重鋼軌之間的縱向摩擦力。其工作原理為：堆垛機載貨臺上的承重鋼軌與庫區(qū)地面的鋼軌精確對接后，系統(tǒng)將轉(zhuǎn)向架推到載貨臺的鋼軌上，接下來堆垛機運行到指定貨位，利用載貨臺的平移和提升實現(xiàn)與貨架上鋼軌的精確對接，利用移動貨叉機構(gòu)和可伸縮的機械推拉小輪，將轉(zhuǎn)向架推至貨架，反之此機構(gòu)也可將轉(zhuǎn)向架由貨位拉至載貨臺。
(2) 重載堆垛機結(jié)構(gòu)和驅(qū)動方式設計技術(shù)
堆垛機的豎向支承結(jié)構(gòu)的設計考慮兩種極限狀態(tài)，即正常使用和承載能力極限狀態(tài)。正常使用極限狀態(tài)主要由變形控制，對堆垛機在該狀態(tài)的主要控制指標為其支承結(jié)構(gòu)頂部的振幅及其振動衰減時間，振幅與衰減時間直接影響堆垛機的工作效率，承載能力極限狀態(tài)包括堆垛機支承結(jié)構(gòu)在靜止與制動兩種狀態(tài)。按上述原則，當堆垛機的自重、載貨臺及載荷重量較小時，其豎向支承體系采用雙立柱或單立柱結(jié)構(gòu)，但當堆垛機自重、載貨臺及載荷重量之和較大時，雙立柱或單立柱堆垛機則難以滿足要求。本項目開發(fā)的地面支承式四立柱堆垛機可有效分散載荷，并在轉(zhuǎn)向架駛?cè)牖蝰偝龆讯鈾C時減小因受力不平衡帶來的結(jié)構(gòu)變形。
(3) 高精度定位技術(shù)
適用于轉(zhuǎn)向架智能立體存放庫在重載、高速運行的情況下的控制軟件系統(tǒng)也是本項目的顯著創(chuàng)新點。定位方面采用了硬件和軟件相結(jié)合的雙閉環(huán)控制，認址采用絕對認址，通過激光的發(fā)射返回時間差來計算距離達到快速測距的功能。通過PROFIBUS網(wǎng)絡將所測距離的數(shù)據(jù)傳輸給PLC，通過PLC計算目標值跟實際值的差值，達到閉環(huán)控制，在執(zhí)行機構(gòu)上通過通過編碼器跟變頻器的組合達到速度的閉環(huán)控制，使系統(tǒng)的響應更快，同時為了達到更高的精度。電氣控制設計指標為控制定位精度偏差±5mm，試驗結(jié)果證明控制定位精度能達到偏差±1mm。
(4)重載貨架設計技術(shù)
由于轉(zhuǎn)向架重量較大、體積龐大，且轉(zhuǎn)向架自身具有可移動性的特點，本項目開發(fā)是利用轉(zhuǎn)向架四輪支承并具有可移動性的特點開發(fā)的貨架。
本項目的貨架是在貨位式焊接貨架的橫梁上鋪設兩條鋼軌，貨架由型鋼焊接而成，鋼軌通過標準鋼軌固定裝置固定在貨架橫梁上，為了便于安裝和操作，各處梁與梁連接的地方均采用螺栓連接。
當轉(zhuǎn)向架存取時，利用大型堆垛機的動力驅(qū)動轉(zhuǎn)向架的四個車輪，車輪沿著貨架上鋪設的鋼軌滾動，從而將轉(zhuǎn)向架存入或取出貨架。
采用此種貨架，與被動輥式貨架相比較：貨架結(jié)構(gòu)簡單化，僅需在貨架橫梁上鋪設兩段鋼軌，而不用設置多組無動力的輥子;在轉(zhuǎn)向架存儲時也不需要專用托盤，經(jīng)濟性較好。
【技術(shù)水平】該項目突破了高精度重載堆垛機由國外產(chǎn)品壟斷的局面，自主知識產(chǎn)權(quán)的重載堆垛機，實現(xiàn)重型物品自動化存儲等方面具有重大意義。
研制出1套用于存放管理動車轉(zhuǎn)向架的智能立體存放系統(tǒng)，包括：
(1)研制出1臺高精度重型堆垛機樣機，承載能力為10噸，運行速度達到4m/min～100 m/min，提升速度達到0m/min～10 m/min，定位精度為±3mm,運行噪聲不高于84分貝;
(2) 研制出1套適合轉(zhuǎn)向架存取的貨叉機構(gòu);
(3)研制出1套適合存儲轉(zhuǎn)向架的重載貨架，單元貨格的承載能力不小于10噸;
(4) 研制出如移軌車之類的輔助配套設備，滿足轉(zhuǎn)向架輸送、通行要求;
(5) 開發(fā)出適合本系統(tǒng)的控制軟件、計算機管理軟件;
(6) 樣機將在北京動車段安裝、調(diào)試并投入使用。
【可應用領域和范圍】軍工企業(yè)、汽車制造業(yè)、鋼鐵物資供應領域及相關(guān)重型裝配制造等行業(yè)
【專利狀態(tài)】已獲得發(fā)明專利1項，實用新型專利6項。
【技術(shù)狀態(tài)】批量生產(chǎn)階段
【合作方式】許可使用
【投入需求】需投入資金400萬
【預期效益】由于北京動車段和廣州動車段轉(zhuǎn)向架智能立體存放庫的成功應用，在北京動車客車段后續(xù)建立的西安、成都、沈陽等動車檢修基地均將轉(zhuǎn)向架智能立體存放庫作為動車轉(zhuǎn)向架檢修間內(nèi)的標配設備，使轉(zhuǎn)向架智能立體存放系統(tǒng)得以推廣應用。
北京康拓紅外技術(shù)股份有限公司作為鐵路產(chǎn)品重要的設備供應商，一直和鐵路系統(tǒng)保持著戰(zhàn)略合作伙伴的關(guān)系。因此轉(zhuǎn)向架智能立體存放系統(tǒng)擬先在鐵路運輸領域內(nèi)推廣使用，尤其是客、貨車檢修、機車檢修、地鐵車輛檢修等方面，構(gòu)成重型自動化立體存儲，用于轉(zhuǎn)向架、輪對、電機等重型零部件的中轉(zhuǎn)、存儲。除了動車檢修基地，隨著大功率機車、綜合工務檢修機車、地鐵車輛等檢修基地的陸續(xù)開工建設，轉(zhuǎn)向架智能立體存放系統(tǒng)將在鐵路物流管理領域得到更廣泛的應用，將取得可觀的經(jīng)濟效益。
【聯(lián)系方式】李靜 010-82493625
