面向客戶定制需求的塑料平托盤模塊化設計

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輕工機械面向客戶定制需求的塑料平托盤模塊化設計陳微戰(zhàn)，姜獻峰（浙江工業(yè)大學特種裝備制造與先進加工技術教育部/浙江省重點?！　∶嫘屯斜P或可拆卸式托盤，經由卡槽將上下鋪板組合?！　τ陔p面結構型塑料托盤通常適用于堆碼場合。因注射機結構因素和塑料托盤注塑成型工藝限制，澆口通常分布在筋梁相交處；防滑結構在堆疊、存儲及運輸過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；標簽標有塑料托盤的產品型號、尺寸規(guī)格以及承重量等說明，一般設置在托盤的上鋪板表面或在腳的側面。塑料托盤具體結構劃分如所示梁上鋪板底鋪板支撐腳其他結構面筋格板邊縱雙柱錐組澆防標板梁柵緣梁面式合滑撞簽塑料托盤結構Figure（b）網格（a）平板九腳型縱梁。邊梁油桶（d）防漏型塑料托盤模塊變型模塊格柵（c）網格川字型塑料托盤類型結合托盤標準可將塑料托盤分為上鋪板、底鋪板、支撐腳及其它附屬結構（見）。上鋪板進一步又可分解為面板、筋梁、板緣等結構。面板則是具備承載貨物的功能，其對應的是平板型托盤，在面板底下布置一定的筋梁結構起到加強作用；筋梁結構則構成網格型托盤；防漏型托盤的上鋪板由可拆卸的防滑格柵組成。對塑料托盤面板、筋梁及格柵等結構尺寸標準系列化可實現(xiàn)對塑料托盤尺寸規(guī)格標準系列化。當塑料托盤為雙面使用型時，底鋪板則與上鋪板相同。支撐腳在貨物堆疊存儲運輸過程中用以支承鋪板并且之間形成叉車和托盤搬運車進叉的叉孔，有柱式腳、錐形腳和組合式腳等類型。柱式腳適用于雙面型、川字型及田字型等塑料托盤，在運輸、搬運、裝卸過程中能夠承受較高強度及較大動載。田字型為四面進叉型托盤，便于叉車叉取貨物，因而通常應用于貨架存儲；錐形腳適用于單面九腳型托盤；組合式腳則通常用于雙按模塊化設計原理10，結合塑料托盤功能結構分劃，可將塑料托盤結構分為3大設計模塊：第1類為標準模塊，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，在產品研制和設計中可直接選用；第2類模塊為變型模塊，主要包括面板、筋梁、邊梁及縱梁等，滿足塑料托盤結構尺寸、承載要求等的定制變更需求；第3類為專用模塊，主要包括標簽、防撞、防滑等，用于塑料托盤必須的其它附加功能作用。塑料托盤模塊劃分如所示?！　∷芰贤斜P模塊劃分1.2塑料托盤客戶定制需求客戶定制需求即是定制客戶對產品或服務所提出的個性化需要或要求。以客戶需求來來源依據(jù)，通過對塑料托盤客戶需求分析，塑料托盤客戶定制需求則主要分為托盤功能需求、托盤結構需求及托盤承載需求3類。塑料托盤功能需求包括貨架、重載及堆碼等；托盤結構需求包括形狀、尺寸及自重等方面；托盤承載需求包括堆疊、上架及叉舉時承載需求，而且在堆疊、上架及叉舉時的承載要求也有所區(qū)別。塑料托盤客戶定制需求結構圖如所示。若要滿足貨架功能需求，則以雙面型塑料托盤和田字型塑料托盤作為首選；同樣為滿足塑料托盤重載功能需求，應選取田字型或雙面型等底部有加強結構型塑料托盤；若要滿足堆碼功能需求，即托盤的底部和下方貨物的上面相重合，則要以雙面型塑料托盤作為首選。對于塑料托盤結構需求，考慮其通用性，目前國內常用的尺寸為1210國際標準型，1208歐洲標準型和T11日本標準型。為滿足堆疊承載需求，靜載要求需滿足輕型塑料托盤承為1t、標準型托盤承載4t、重載型托盤承載6t；上架型承載需求也有一定的要求，一般承載時使用撓曲度不超過20mm，若是自動立體庫，要求還要嚴格一些；叉舉類承載需求，動載要求需滿足輕型塑料托盤承為0.5t、標準型托盤承載1t、重載型托盤承載1.5塑料托盤客戶定制需求2面向客戶定制需求的塑料平托盤模塊化設計方法面向客戶定制需求的塑料平托盤模塊化設計方法主要包括以下幾個步驟：第1步中模塊選擇組合，在以市場調研客戶需求、設計任務書、結構分析模塊劃分原則、參數(shù)化設計方法、模塊選擇算法及模塊組合規(guī)則等的模塊化設計方法的支持下，完成從客戶定制需求、托盤設計需求、托盤功能需求、確定設計參數(shù)、托盤模塊選擇及再到托盤模塊組合的過程，接著如若直接利用托盤原型后得到托盤幾何模型則直接進入第3步，這里的設計參數(shù)不同于第2步中的設計參數(shù)，主要則是針對塑料托盤客戶定制需求時的需求參數(shù)，并非模塊被選擇時的設計參數(shù)；第2步是參數(shù)化設計，通過讀取修改模塊獲取設計參數(shù)計算后，再對設計參數(shù)值進行修改，而后則是對某些專用結構模塊進行設計協(xié)調以滿足尺寸變更后所帶來的變化，例如托盤防滑結構的調整，最后判斷模型是否合適，不行則重新進行參數(shù)化設計，可以則更新模型得到托盤的幾何模型；第3步是CAE分析，經過第1，2步完成塑料托盤幾何模型創(chuàng)建后，通過對其材料、網格、載荷、及邊界約束模型的施加創(chuàng)建塑料托盤有限元模型，而后通過求解計算得到分析結果；最后評測分析結果是否滿足客戶定制需求，不行則返回到第2步，行則輸出相關設計結果。除此還有相關的設計項目庫、編碼體系庫、托盤參數(shù)庫、托盤標準庫、材料庫、網格模型庫等作為該方法的支撐。其具體的塑料托盤模塊化設計流程如所示?！　?結論塑料托盤模塊劃分及參數(shù)化設計方法等提出及對塑料托盤客戶定制需求模型的構建等為塑料托盤模塊化設計提供方法支持。面向客戶定制需求的塑料托盤模塊化設計方法從模塊的選擇組合、再到模塊的參數(shù)化設計，最后對建成的托盤模型進行CAE強度分析，有助于提高托盤建模效率及實現(xiàn)客戶定制需求的快速響應。面向客戶定制需求的塑料托盤模塊化設計實現(xiàn)，可選擇以UGNX為參數(shù)化設計建模平臺，利用NXNASTRAN輔助CAE分析支持，采用UG的OpenAPI和VB.NET、SQLSEVER2000技術進行二次開發(fā)，提供相關的技術實現(xiàn)。