面向客户定制需求的塑料平托盘模块化设计

中国注塑网

轻工机械面向客户定制需求的塑料平托盘模块化设计陈微战，姜献峰（浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点。　　面型托盘或可拆卸式托盘，经由卡槽将上下铺板组合。　　对于双面结构型塑料托盘通常适用于堆码场合。因注射机结构因素和塑料托盘注塑成型工艺限制，浇口通常分布在筋梁相交处；防滑结构在堆叠、存储及运输过程中起着防止货物跌落的作用，一般在上铺板表面阵列分布一些防滑突起；标签标有塑料托盘的产品型号、尺寸规格以及承重量等说明，一般设置在托盘的上铺板表面或在脚的侧面。塑料托盘具体结构划分如所示梁上铺板底铺板支撑脚其他结构面筋格板边纵双柱锥组浇防标板梁栅缘梁面式合滑撞签塑料托盘结构Figure（b）网格（a）平板九脚型纵梁。边梁油桶（d）防漏型塑料托盘模块变型模块格栅（c）网格川字型塑料托盘类型结合托盘标准可将塑料托盘分为上铺板、底铺板、支撑脚及其它附属结构（见）。上铺板进一步又可分解为面板、筋梁、板缘等结构。面板则是具备承载货物的功能，其对应的是平板型托盘，在面板底下布置一定的筋梁结构起到加强作用；筋梁结构则构成网格型托盘；防漏型托盘的上铺板由可拆卸的防滑格栅组成。对塑料托盘面板、筋梁及格栅等结构尺寸标准系列化可实现对塑料托盘尺寸规格标准系列化。当塑料托盘为双面使用型时，底铺板则与上铺板相同。支撑脚在货物堆叠存储运输过程中用以支承铺板并且之间形成叉车和托盘搬运车进叉的叉孔，有柱式脚、锥形脚和组合式脚等类型。柱式脚适用于双面型、川字型及田字型等塑料托盘，在运输、搬运、装卸过程中能够承受较高强度及较大动载。田字型为四面进叉型托盘，便于叉车叉取货物，因而通常应用于货架存储；锥形脚适用于单面九脚型托盘；组合式脚则通常用于双按模块化设计原理10，结合塑料托盘功能结构分划，可将塑料托盘结构分为3大设计模块：第1类为标准模块，主要包括板缘、柱式脚、锥式脚、组合式脚及浇口等，通用化程度高，在产品研制和设计中可直接选用；第2类模块为变型模块，主要包括面板、筋梁、边梁及纵梁等，满足塑料托盘结构尺寸、承载要求等的定制变更需求；第3类为专用模块，主要包括标签、防撞、防滑等，用于塑料托盘必须的其它附加功能作用。塑料托盘模块划分如所示。　　塑料托盘模块划分1.2塑料托盘客户定制需求客户定制需求即是定制客户对产品或服务所提出的个性化需要或要求。以客户需求来来源依据，通过对塑料托盘客户需求分析，塑料托盘客户定制需求则主要分为托盘功能需求、托盘结构需求及托盘承载需求3类。塑料托盘功能需求包括货架、重载及堆码等；托盘结构需求包括形状、尺寸及自重等方面；托盘承载需求包括堆叠、上架及叉举时承载需求，而且在堆叠、上架及叉举时的承载要求也有所区别。塑料托盘客户定制需求结构图如所示。若要满足货架功能需求，则以双面型塑料托盘和田字型塑料托盘作为首选；同样为满足塑料托盘重载功能需求，应选取田字型或双面型等底部有加强结构型塑料托盘；若要满足堆码功能需求，即托盘的底部和下方货物的上面相重合，则要以双面型塑料托盘作为首选。对于塑料托盘结构需求，考虑其通用性，目前国内常用的尺寸为1210国际标准型，1208欧洲标准型和T11日本标准型。为满足堆叠承载需求，静载要求需满足轻型塑料托盘承为1t、标准型托盘承载4t、重载型托盘承载6t；上架型承载需求也有一定的要求，一般承载时使用挠曲度不超过20mm，若是自动立体库，要求还要严格一些；叉举类承载需求，动载要求需满足轻型塑料托盘承为0.5t、标准型托盘承载1t、重载型托盘承载1.5塑料托盘客户定制需求2面向客户定制需求的塑料平托盘模块化设计方法面向客户定制需求的塑料平托盘模块化设计方法主要包括以下几个步骤：第1步中模块选择组合，在以市场调研客户需求、设计任务书、结构分析模块划分原则、参数化设计方法、模块选择算法及模块组合规则等的模块化设计方法的支持下，完成从客户定制需求、托盘设计需求、托盘功能需求、确定设计参数、托盘模块选择及再到托盘模块组合的过程，接着如若直接利用托盘原型后得到托盘几何模型则直接进入第3步，这里的设计参数不同于第2步中的设计参数，主要则是针对塑料托盘客户定制需求时的需求参数，并非模块被选择时的设计参数；第2步是参数化设计，通过读取修改模块获取设计参数计算后，再对设计参数值进行修改，而后则是对某些专用结构模块进行设计协调以满足尺寸变更后所带来的变化，例如托盘防滑结构的调整，最后判断模型是否合适，不行则重新进行参数化设计，可以则更新模型得到托盘的几何模型；第3步是CAE分析，经过第1，2步完成塑料托盘几何模型创建后，通过对其材料、网格、载荷、及边界约束模型的施加创建塑料托盘有限元模型，而后通过求解计算得到分析结果；最后评测分析结果是否满足客户定制需求，不行则返回到第2步，行则输出相关设计结果。除此还有相关的设计项目库、编码体系库、托盘参数库、托盘标准库、材料库、网格模型库等作为该方法的支撑。其具体的塑料托盘模块化设计流程如所示。　　3结论塑料托盘模块划分及参数化设计方法等提出及对塑料托盘客户定制需求模型的构建等为塑料托盘模块化设计提供方法支持。面向客户定制需求的塑料托盘模块化设计方法从模块的选择组合、再到模块的参数化设计，最后对建成的托盘模型进行CAE强度分析，有助于提高托盘建模效率及实现客户定制需求的快速响应。面向客户定制需求的塑料托盘模块化设计实现，可选择以UGNX为参数化设计建模平台，利用NXNASTRAN辅助CAE分析支持，采用UG的OpenAPI和VB.NET、SQLSEVER2000技术进行二次开发，提供相关的技术实现。