面向客戶(hù)定制需求的塑料平托盤(pán)模塊化設(shè)計(jì)

中國(guó)注塑網(wǎng)

輕工機(jī)械面向客戶(hù)定制需求的塑料平托盤(pán)模塊化設(shè)計(jì)陳微戰(zhàn)，姜獻(xiàn)峰（浙江工業(yè)大學(xué)特種裝備制造與先進(jìn)加工技術(shù)教育部/浙江省重點(diǎn)?！　∶嫘屯斜P(pán)或可拆卸式托盤(pán)，經(jīng)由卡槽將上下鋪板組合?！　?duì)于雙面結(jié)構(gòu)型塑料托盤(pán)通常適用于堆碼場(chǎng)合。因注射機(jī)結(jié)構(gòu)因素和塑料托盤(pán)注塑成型工藝限制，澆口通常分布在筋梁相交處；防滑結(jié)構(gòu)在堆疊、存儲(chǔ)及運(yùn)輸過(guò)程中起著防止貨物跌落的作用，一般在上鋪板表面陣列分布一些防滑突起；標(biāo)簽標(biāo)有塑料托盤(pán)的產(chǎn)品型號(hào)、尺寸規(guī)格以及承重量等說(shuō)明，一般設(shè)置在托盤(pán)的上鋪板表面或在腳的側(cè)面。塑料托盤(pán)具體結(jié)構(gòu)劃分如所示梁上鋪板底鋪板支撐腳其他結(jié)構(gòu)面筋格板邊縱雙柱錐組澆防標(biāo)板梁柵緣梁面式合滑撞簽塑料托盤(pán)結(jié)構(gòu)Figure（b）網(wǎng)格（a）平板九腳型縱梁。邊梁油桶（d）防漏型塑料托盤(pán)模塊變型模塊格柵（c）網(wǎng)格川字型塑料托盤(pán)類(lèi)型結(jié)合托盤(pán)標(biāo)準(zhǔn)可將塑料托盤(pán)分為上鋪板、底鋪板、支撐腳及其它附屬結(jié)構(gòu)（見(jiàn)）。上鋪板進(jìn)一步又可分解為面板、筋梁、板緣等結(jié)構(gòu)。面板則是具備承載貨物的功能，其對(duì)應(yīng)的是平板型托盤(pán)，在面板底下布置一定的筋梁結(jié)構(gòu)起到加強(qiáng)作用；筋梁結(jié)構(gòu)則構(gòu)成網(wǎng)格型托盤(pán)；防漏型托盤(pán)的上鋪板由可拆卸的防滑格柵組成。對(duì)塑料托盤(pán)面板、筋梁及格柵等結(jié)構(gòu)尺寸標(biāo)準(zhǔn)系列化可實(shí)現(xiàn)對(duì)塑料托盤(pán)尺寸規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)系列化。當(dāng)塑料托盤(pán)為雙面使用型時(shí)，底鋪板則與上鋪板相同。支撐腳在貨物堆疊存儲(chǔ)運(yùn)輸過(guò)程中用以支承鋪板并且之間形成叉車(chē)和托盤(pán)搬運(yùn)車(chē)進(jìn)叉的叉孔，有柱式腳、錐形腳和組合式腳等類(lèi)型。柱式腳適用于雙面型、川字型及田字型等塑料托盤(pán)，在運(yùn)輸、搬運(yùn)、裝卸過(guò)程中能夠承受較高強(qiáng)度及較大動(dòng)載。田字型為四面進(jìn)叉型托盤(pán)，便于叉車(chē)叉取貨物，因而通常應(yīng)用于貨架存儲(chǔ)；錐形腳適用于單面九腳型托盤(pán)；組合式腳則通常用于雙按模塊化設(shè)計(jì)原理10，結(jié)合塑料托盤(pán)功能結(jié)構(gòu)分劃，可將塑料托盤(pán)結(jié)構(gòu)分為3大設(shè)計(jì)模塊：第1類(lèi)為標(biāo)準(zhǔn)模塊，主要包括板緣、柱式腳、錐式腳、組合式腳及澆口等，通用化程度高，在產(chǎn)品研制和設(shè)計(jì)中可直接選用；第2類(lèi)模塊為變型模塊，主要包括面板、筋梁、邊梁及縱梁等，滿(mǎn)足塑料托盤(pán)結(jié)構(gòu)尺寸、承載要求等的定制變更需求；第3類(lèi)為專(zhuān)用模塊，主要包括標(biāo)簽、防撞、防滑等，用于塑料托盤(pán)必須的其它附加功能作用。塑料托盤(pán)模塊劃分如所示?！　∷芰贤斜P(pán)模塊劃分1.2塑料托盤(pán)客戶(hù)定制需求客戶(hù)定制需求即是定制客戶(hù)對(duì)產(chǎn)品或服務(wù)所提出的個(gè)性化需要或要求。以客戶(hù)需求來(lái)來(lái)源依據(jù)，通過(guò)對(duì)塑料托盤(pán)客戶(hù)需求分析，塑料托盤(pán)客戶(hù)定制需求則主要分為托盤(pán)功能需求、托盤(pán)結(jié)構(gòu)需求及托盤(pán)承載需求3類(lèi)。塑料托盤(pán)功能需求包括貨架、重載及堆碼等；托盤(pán)結(jié)構(gòu)需求包括形狀、尺寸及自重等方面；托盤(pán)承載需求包括堆疊、上架及叉舉時(shí)承載需求，而且在堆疊、上架及叉舉時(shí)的承載要求也有所區(qū)別。塑料托盤(pán)客戶(hù)定制需求結(jié)構(gòu)圖如所示。若要滿(mǎn)足貨架功能需求，則以雙面型塑料托盤(pán)和田字型塑料托盤(pán)作為首選；同樣為滿(mǎn)足塑料托盤(pán)重載功能需求，應(yīng)選取田字型或雙面型等底部有加強(qiáng)結(jié)構(gòu)型塑料托盤(pán)；若要滿(mǎn)足堆碼功能需求，即托盤(pán)的底部和下方貨物的上面相重合，則要以雙面型塑料托盤(pán)作為首選。對(duì)于塑料托盤(pán)結(jié)構(gòu)需求，考慮其通用性，目前國(guó)內(nèi)常用的尺寸為1210國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)型，1208歐洲標(biāo)準(zhǔn)型和T11日本標(biāo)準(zhǔn)型。為滿(mǎn)足堆疊承載需求，靜載要求需滿(mǎn)足輕型塑料托盤(pán)承為1t、標(biāo)準(zhǔn)型托盤(pán)承載4t、重載型托盤(pán)承載6t；上架型承載需求也有一定的要求，一般承載時(shí)使用撓曲度不超過(guò)20mm，若是自動(dòng)立體庫(kù)，要求還要嚴(yán)格一些；叉舉類(lèi)承載需求，動(dòng)載要求需滿(mǎn)足輕型塑料托盤(pán)承為0.5t、標(biāo)準(zhǔn)型托盤(pán)承載1t、重載型托盤(pán)承載1.5塑料托盤(pán)客戶(hù)定制需求2面向客戶(hù)定制需求的塑料平托盤(pán)模塊化設(shè)計(jì)方法面向客戶(hù)定制需求的塑料平托盤(pán)模塊化設(shè)計(jì)方法主要包括以下幾個(gè)步驟：第1步中模塊選擇組合，在以市場(chǎng)調(diào)研客戶(hù)需求、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)、結(jié)構(gòu)分析模塊劃分原則、參數(shù)化設(shè)計(jì)方法、模塊選擇算法及模塊組合規(guī)則等的模塊化設(shè)計(jì)方法的支持下，完成從客戶(hù)定制需求、托盤(pán)設(shè)計(jì)需求、托盤(pán)功能需求、確定設(shè)計(jì)參數(shù)、托盤(pán)模塊選擇及再到托盤(pán)模塊組合的過(guò)程，接著如若直接利用托盤(pán)原型后得到托盤(pán)幾何模型則直接進(jìn)入第3步，這里的設(shè)計(jì)參數(shù)不同于第2步中的設(shè)計(jì)參數(shù)，主要?jiǎng)t是針對(duì)塑料托盤(pán)客戶(hù)定制需求時(shí)的需求參數(shù)，并非模塊被選擇時(shí)的設(shè)計(jì)參數(shù)；第2步是參數(shù)化設(shè)計(jì)，通過(guò)讀取修改模塊獲取設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算后，再對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)值進(jìn)行修改，而后則是對(duì)某些專(zhuān)用結(jié)構(gòu)模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)以滿(mǎn)足尺寸變更后所帶來(lái)的變化，例如托盤(pán)防滑結(jié)構(gòu)的調(diào)整，最后判斷模型是否合適，不行則重新進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)，可以則更新模型得到托盤(pán)的幾何模型；第3步是CAE分析，經(jīng)過(guò)第1，2步完成塑料托盤(pán)幾何模型創(chuàng)建后，通過(guò)對(duì)其材料、網(wǎng)格、載荷、及邊界約束模型的施加創(chuàng)建塑料托盤(pán)有限元模型，而后通過(guò)求解計(jì)算得到分析結(jié)果；最后評(píng)測(cè)分析結(jié)果是否滿(mǎn)足客戶(hù)定制需求，不行則返回到第2步，行則輸出相關(guān)設(shè)計(jì)結(jié)果。除此還有相關(guān)的設(shè)計(jì)項(xiàng)目庫(kù)、編碼體系庫(kù)、托盤(pán)參數(shù)庫(kù)、托盤(pán)標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)、材料庫(kù)、網(wǎng)格模型庫(kù)等作為該方法的支撐。其具體的塑料托盤(pán)模塊化設(shè)計(jì)流程如所示?！　?結(jié)論塑料托盤(pán)模塊劃分及參數(shù)化設(shè)計(jì)方法等提出及對(duì)塑料托盤(pán)客戶(hù)定制需求模型的構(gòu)建等為塑料托盤(pán)模塊化設(shè)計(jì)提供方法支持。面向客戶(hù)定制需求的塑料托盤(pán)模塊化設(shè)計(jì)方法從模塊的選擇組合、再到模塊的參數(shù)化設(shè)計(jì)，最后對(duì)建成的托盤(pán)模型進(jìn)行CAE強(qiáng)度分析，有助于提高托盤(pán)建模效率及實(shí)現(xiàn)客戶(hù)定制需求的快速響應(yīng)。面向客戶(hù)定制需求的塑料托盤(pán)模塊化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，可選擇以UGNX為參數(shù)化設(shè)計(jì)建模平臺(tái)，利用NXNASTRAN輔助CAE分析支持，采用UG的OpenAPI和VB.NET、SQLSEVER2000技術(shù)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，提供相關(guān)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)。