核电蒸发器用U型管自动化仓储设备的制作方法

本实用新型涉及一种自动化仓储设备，尤其是涉及一种核电蒸发器用U型管的自动化立体仓库，主要用于对核电蒸发器用690U型管成品的自动化存储。

背景技术：

690U型管是核电站蒸汽发生器的核心部件，必须具备耐压、耐高温、耐腐蚀和良好的导热性能，材料和制造工艺要求极高。不锈钢U形管规格多，其中CAP1400就有164种规格，管子外径17.5mm，壁厚1.02mm，弯管半径82.5mm~2111.5mm，直腿长度9870mm~10225mm，单支重量8.9kg~11.7kg。面对这么多规格的690U形管，它的存储成为一个很大的难题。原先的U型管存储只是放在一个料台上，用帆布遮挡，U型管存储需要6-8个人同时抬动摆放至料架上，料架上至多只能放料十几层和十几种规格，极大的浪费了人力和占地空间。目前还没有一种能够节省人力和空间的核电蒸发器用U型管自动化立体仓库。

技术实现要素：

本实用新型解决的技术问题是克服现有技术所存在的上述缺陷，而提供一种结构简洁、高兴实用的核电蒸发器用U型管自动化仓储设备及其控制方法。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案包括：

一种核电蒸发器用U型管自动化仓储设备，包括料盘、自动控制系统，其结构特点是还设有待料机构、平移升降机构、料库，所述料盘用于摆放U型管；所述待料机构由入库待料机构、出库待料机构组成，入库待料机构、出库待料机构均用于料盘的停放和移动；所述平移升降机构用于料盘在待料机构和料库之间的移动；所述料库用于存放料盘；自动控制系统与待料机构、平移升降机构、料库均连接并控制它们的操作。

作为优选，本实用新型所述料盘包括钢骨架、尼龙防刮伤结构、轨道，轨道固定在钢骨架两侧，轨道的侧面设有支撑导向轮，轨道与待料机构、平移升降机构、料库配合，钢骨架上设置有吊耳，钢骨架顶部安装尼龙条安装座，尼龙条安装座上设置尼龙防刮伤结构，防止U型管损坏。

作为优选，本实用新型所述入库待料机构、出库待料机构的结构相同，入库待料机构、出库待料机构均设置有安装架、辊轮装置、待料传动机构，安装架上安装有用于摆放及转运料盘的辊轮装置，待料传动机构与辊轮装置连接，自动控制系统与待料传动机构连接，所述辊轮装置由轴承、链轮、辊轮和传动链组成，每对轴承对称安装在左右两个安装架两侧，左右两套链轮套装在每对轴承外侧，左右两套辊轮套装在每对轴承内侧，左右两套辊轮与料盘配合，左右两侧的传动链分别将左右两侧的链轮连接起来，待料传动机构与左右两侧的主链轮连接。

所述待料传动机构由减速电机、联轴器和连接轴组成，减速电机通过左右两个联轴器分别与左右两个连接轴连接，左右两个连接轴分别与左右两侧的主链轮连接。

作为优选，本实用新型所述平移升降机构包括机架、悬臂辊装置、驱动行走机构、电动提升装置，所述驱动行走机构安装在两根钢轨上，机架安装在驱动行走机构上，机架上设有电动提升装置，电动提升装置与悬臂辊装置的框架连接，悬臂辊装置设置有框架、料盘减速机、套筒滚子链环、料盘驱动装置，所述料盘驱动装置为相同的两套且左右对称配置，料盘驱动装置由滚轮、芯轴、带座轴承、链轮构成，每侧的套筒滚子链环将同一侧的料盘驱动装置相连，左右两套套筒滚子链环均由料盘减速机驱动，芯轴通过带座轴承安装在框架上，滚轮安装在芯轴上，左右两套料盘驱动装置的滚轮与料盘配合，自动控制系统与料盘减速机、电动提升装置、驱动行走机构均连接，驱动行走机构驱动整个平移升降机构左右移动，料盘减速机通过料盘驱动装置驱动料盘前后移动，电动提升装置驱动悬臂辊装置的框架使其上下移动。

作为优选，电动提升装置包括伺服电机、四组闭环链条、斜齿轮减速机，斜齿轮减速机由主斜齿轮减速机、后斜齿轮减速机、前斜齿轮减速机组成，伺服电机与主斜齿轮减速机连接，主斜齿轮减速机与后斜齿轮减速机、前斜齿轮减速机均连接，后斜齿轮减速机、悬臂辊装置后部两侧之间安装有两组闭环链条，前斜齿轮减速机、悬臂辊装置前部两侧之间安装有两组闭环链条，四组闭环链条与悬臂辊装置的框架连接，后斜齿轮减速机、前斜齿轮减速机各通过两组闭环链条同步运动来驱动框架上下平稳移动，自动控制系统与伺服电机连接。

作为优选，本实用新型所述料库包括料架、自动升降卷帘门、密封装置、空气净化装置，所述料架设有若干层，自动升降卷帘门安装在料架入口处，料架每层设置一套独立的料架传动系统、密封装置、平移升降机构检测开关，料架每层均设有空气净化装置的一个出风管，料盘与料架传动系统配合，平移升降机构检测开关与平移升降机构配合，自动升降卷帘门、平移升降机构检测开关、料架传动系统、空气净化装置均与自动控制系统连接。

本实用新型所述料架传动系统包括动力装置、料架主轴、料架辊头、双联链轮装置，左右两套双联链轮装置相同并对应，每套双联链轮装置包括套筒滚子链、主双联链轮、上双联链轮、下双联链轮，套筒滚子链将主双联链轮、上双联链轮、下双联链轮连接起来，动力装置安装在料架上，动力装置通过料架主轴与两侧的两套双联链轮装置的主双联链轮连接，料架辊头、上双联链轮通过转轴转动安装在料架上并高于主双联链轮、下双联链轮，主双联链轮、下双联链轮转动安装在料架上，料架辊头、上双联链轮、下双联链轮均为多个，多个料架辊头分两排平行配置在料架两侧的内侧构成与料盘配合的辊道。

为了确保料盘在料架内进出运行平稳，防止料盘在料架内运行时出现偏向一边的情况，因此，在料架两侧设置一定数量的导向轮装置。除此之外，在料架的进口端部设置“八字型”导向装置一套，确保料盘平稳安全的从平移升降装置运行到料架内部。

本实用新型所述自动升降卷帘门包括料门、门体收卷系统，门体收卷系统与料门连接，门体收卷系统安装在料架入口。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：

1.填补了核电蒸发器用U型管专用立体仓库的空白；

2.提高了空间的利用率。U型管专用立体仓库空间利用率是原先存储方式的6倍；

3．加快货物存取，减轻劳动强度，提高生产效率 。U型管专用立体仓库具有快速的入出库能力，妥善地将货物存入立体仓库，及时自动地将U型管成品送达生产线。同时，立体仓库系统减轻了工人综合劳动强度；

4.先进的物流系统提高了企业生产管理水平。原先的仓库只是货物的储存场所，保存货物是其唯一的功能，属于静态储存。U型管专用立体仓库采用先进的自动化物料搬运设备，不仅能使货物在仓库内按需要自动存取，而且还可以与仓库以外的生产环节进行有机地连接，并通过计算机管理系统和自动化物料搬运设备使仓库成为企业物流中的重要环节，属于动态储存。

附图说明

图1是本实用新型实施例的平面示意图。图1中1是料盘，2 是入库待料机构，3是平移升降机构，4是料库，5是出库待料机构。

图2是本实用新型实施例料盘的结构示意图。

图3是本实用新型实施例（入库或出库）待料机构的主视图。

图4是图3的俯视图。

图5是图1所示平移升降机构的主视图。

图6是图5的俯视图。

图7是图1所示料库的主视图。

图8是图7所示料架传动系统的右视图。

图9是图7的B-B剖视图。

具体实施方式

参见图1～图9，本实施例包括二十四个料盘1、一套入库待料机构2、一套平移升降机构3、三套料库4、一套出库待料机构5以及自动控制系统，所述料盘1用于摆放U型管成品；所述入库待料机构2用于料盘1的停放和移动；所述平移升降机构3用于料盘1的平移和升降，是连接入库待料机构2和料库4的机构；所述料库4用于存放料盘1；所述出库待料机构5用于料盘1的停放和移动，将平移升降机构3上的料盘1移动至出库待料机构5。自动控制系统用来控制各机构的相互协调工作。

作为优选，本实用新型所述料盘1尺寸为13000mm×4500mm×120mm（长×宽×高），料盘1主要由钢骨架11、尼龙防刮伤结构12、轨道13组成；钢骨架11由型钢、钢板、不锈钢板、圆钢、花纹钢板组成；钢骨架11四周由型钢骨架焊接而成，以确保料盘整体稳定性和刚性；在需要放置尼龙防刮伤结构12的位置，均由一定强度的型钢焊接而成，再在型钢顶部安装尼龙条安装座，尼龙条安装座长度设置一定的余量，以方便尼龙条在放置不同工件时可以调节其位置；在无需放置尼龙条的位置；在长度方向（图2左右方向）采用一定直径的圆钢穿过型钢、钢板（在型钢、钢板上打孔，用于固定圆钢），然后将圆钢焊接于型钢和钢板开孔位置；为减少料盘1在运行过程中的磨损，料盘1在型钢骨架焊接完成后，须在焊接平台上作整形，然后将不锈钢板折弯成L形后，焊接于料盘1长度方向二侧，左右各一条，作为料盘1在料库4、升降平台等位置运行时的轨道13，用于料盘1的支撑与导向，L形轨道13的侧面设有支撑导向轮，L形轨道13的底面与辊轮223连接。料盘1设置六处吊耳，供生产中行车起吊用。

作为优选，本实用新型入库待料机构2、出库待料机构5采用相同的结构，分别用作U型管入库或出库时的输送料盘1的平台。入库待料机构2、出库待料机构5均设置有安装架21、辊轮装置22、待料传动机构23和导向轮24，安装架21上安装有辊轮装置22，所述辊轮装置22用于摆放及转运料盘1，待料传动机构23对辊轮装置22提供动力，使辊轮223转动，所述自动控制系统用于控制辊轮装置22的停止及运行。

所述辊轮装置22由轴承221、链轮222、辊轮223和传动链224组成，每对轴承221对称安装在左右（图4的上下方向）两个安装架21两侧，左右两套链轮222套装在每对轴承221外侧，左右两套辊轮223套装在每对轴承221内侧，左右两套辊轮223与料盘1配合，左右两侧的传动链224分别将左右两侧的链轮222（包括主链轮222-1）连接起来，待料传动机构23与左右两侧的主链轮222-1连接。

所述待料传动机构23由减速电机231、联轴器232和连接轴233组成，减速电机231通过左右两个联轴器232分别与左右两个连接轴233连接，左右两个连接轴233分别与左右两侧的主链轮222-1连接。

本实施例两个安装架21内侧对称设置有导向轮24。

作为优选，本实用新型所述平移升降机构3是工件转运平台，它可以将工件在X-Y-Z三个方向运动。主要构成：机架31、悬臂辊装置32（料盘进出料机构）、驱动行走机构33、电动提升装置34。机架31为整个平移升降机构3的主心骨，在设计上充分考虑框架的刚性及稳定性，所有柱、梁均采用组合式焊接结构。料盘1进出料库4动作由38套悬臂辊装置32完成，每套悬臂辊装置32包含左右（图1、图5、图6的左侧为后，右侧为前，上方为左，下方为右，左右对称配置）两套由滚轮321、芯轴322、带座轴承323、链轮324构成的料盘驱动装置和一套框架327、一套料盘减速机325、左右两套套筒滚子链环326，每侧（左侧或右侧）的一套套筒滚子链环326将同一侧前后的料盘驱动装置相连，左右两侧两套套筒滚子链环326均由料盘减速机325驱动。料盘1最大运动速度为8m/min，减速机325驱动功率3kw，采用变频电机。悬臂辊装置32的框架327与电动提升装置34的闭环链条341连接，芯轴322通过带座轴承323安装在框架327上，滚轮321安装在芯轴322上，滚轮321即转动安装在框架327上，料盘1工作时置于滚轮321上，框架327在设计上尽量减轻自身重量，同时也须保证整个框架的刚性。平移升降机构3设有四套驱动行走机构33（可采用现有技术实现），行走在两根QU70钢轨331上，轨距7m，行程距离约29m，轨面标高为1.2m。最大运行速度为6m/min。电动提升装置34采用链轮-链条提升方式，由四组闭环链条341（分别位于机架31的四个角上）组成提升机构并与悬臂辊装置32的框架327连接，由一套伺服电机342驱动，通过斜齿轮减速机343（由主斜齿轮减速机343-1、后斜齿轮减速机343-2、前斜齿轮减速机343-3组成）分配动力输出，后面的两组闭环链条341分别套装在后斜齿轮减速机343-2、悬臂辊装置32后部两侧之间，前面的两组闭环链条341分别套装在前斜齿轮减速机343-3、悬臂辊装置32前部两侧之间，由此来保证四点的同步性，确保框架327上升过程的平稳性；驱动行走机构33驱动整个平移升降机构3左右（相对于进出料方向而言，在图6上是上下方向）移动，料盘减速机325通过料盘驱动装置驱动料盘1前后移动，后斜齿轮减速机343-2、前斜齿轮减速机343-3各通过两组闭环链条341同步运动来驱动框架327上下平稳移动，参见图5、图6。

作为优选，本实用新型所述料库4主要由三个料架41、三套自动升降卷帘门42、二十四套料架传动系统43组成。料架41共三个，每个料架41分八层，每层放置一个料盘1，三个料架41总共24层，即24个料盘1。料架41每层设置一套独立的料架传动系统43，每个料架41共八套，三个料架共24套。每个料架41包括立柱411、横梁、料架板412、层间隔断413。立柱411、横梁固定成组合式型钢柱框架。层间隔断413将料架41上下层空间完全隔断，能保证本层钢管洁净度基本不受上下层影响，从而大大降低了钢管在料库4存放环节中弄脏的概率。立柱411之间采用料架板412（厚钢板）焊接，料架板412既作为料架41之间传递力矩的支撑板，又作为料架传动系统43的安装受力板。某一层（以下均指该层，下同）的料架传动系统43动力由动力装置（变频电机减速机）431输出，通过料架主轴432传动至两侧（图8、图9的左右方向）的主双联链轮435-1，某一侧（左侧或右侧）的套筒滚子链435-4将该侧的主双联链轮435-1、上双联链轮435-2、下双联链轮435-3连接起来构成该侧的双联链轮装置435，料架辊头433、上双联链轮435-2通过转轴434转动安装在料架41上，料架辊头433、上双联链轮435-2、下双联链轮435-3均为多个，多个料架辊头433分两排平行配置在料架41两侧的内侧（与其对应连接的上双联链轮435-2位于外侧，参见图9）构成与料盘1配合的辊道；辊道和两侧的两个双联链轮装置435同步运动，这样U型管料盘1的两边分别支撑在两排料架辊头433上，使得U型管料盘1更加平稳，不会颠簸。主双联链轮435-1、下双联链轮435-3均转动安装在料架41上，套筒滚子链435-4将动力传递给上双联链轮435-2的同时，与其连接的料架辊头433随之转动。为了确保料盘1在料架41内进出运行平稳，防止料盘1在料架41内运行时出现偏向一边的情况，因此，在料架41两侧设置一定数量的导向轮装置44。确保料盘1平稳安全的从平移升降机构3运行到料架41内部。

自动升降卷帘门42包括PVC材质制作的料门421、门体收卷系统。自动升降卷帘门42由自动控制系统控制，当平移升降机构3移动到其中一个料架41时，通过平移升降机构检测开关传递一个信号给自动控制系统，自动控制系统输出指令给平移升降机构3正对的料架41的自动升降卷帘门42，通过门体收卷系统打开自动升降卷帘门42。

料库4还可设置空气净化装置，空气净化装置安装在料架41上，料架41每层均设置一个与空气净化装置连接的出风管，根据需要将过滤净化后的风送入料架41的每层，保持料架41内部正压，避免灰尘进入，使料架41保持洁净。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：

1.填补了核电蒸发器用U型管专用立体仓库的空白。原先的U型管存储只是放在一个料台上，用帆布遮挡；

2.提高了空间的利用率。U型管专用立体仓库空间利用率是原先存储方式的6倍；

3．加快货物存取，减轻劳动强度，提高生产效率 。U型管专用立体仓库具有快速的入出库能力，妥善地将货物存入立体仓库，及时自动地将U型管成品送达生产线。同时，立体仓库系统减轻了工人综合劳动强度；

4.先进的物流系统提高了企业生产管理水平。原先的仓库只是货物的储存场所，保存货物是其唯一的功能，属于静态储存。U型管专用立体仓库采用先进的自动化物料搬运设备，不仅能使货物在仓库内按需要自动存取，而且还可以与仓库以外的生产环节进行有机地连接，并通过计算机管理系统和自动化物料搬运设备使仓库成为企业物流中的重要环节，属于动态储存。

凡是本实用新型设计构思的简单变形或等效替换，应认为落入本实用新型的保护范围。