Otimização do tempo de ciclo de um transelevador.

Abstract

O objetivo deste trabalho é a otimização do tempo de ciclo de um transelevador presente num armazém automático de modo a diminuir o tempo viagem.Serão apenas dinamizadas a aceleração e desaceleração do transelevador, tendo em conta diferentes patamares de carga e de altura. Esta dinamização tem em vista uma redução do tempo de ciclo quando comparado com o tempo ciclo atual obtido através de uma aceleração e desaceleração fixas e quando comparado com o tempo de ciclo obtido pelo método utilizado nos dias de hoje.Para efetuar esta alteração será analisada a estabilidade da estrutura, recorrendo aos esforços aplicados na estrutura através do peso próprio da cada constituinte e das forças de inércia resultantes da aceleração e desaceleração.Será ainda analisado o ponto crítico de aceleração que leva ao escorregamento das rodas motrizes no carril e onde serão tidos em conta os limites de aceleração e de binário de arranque do próprio conjunto de acionamento. Será, no entanto, necessário proceder a uma otimização de maneira a atingir o melhor compromisso entre a aceleração permitida pelo motor e a aceleração permitida pelo fator de atrito dado que, para uma maior aceleração permitida pelo acionamento, é necessário disponibilizar um maior binário de arranque. Este aumento de binário resulta numa maior força aplicada nas rodas o que leva a um mais fácil escorregamento, logo menor aceleração permissível pelo fator de atrito.Após explorado o acionamento instalado, será feita uma otimização livre de limitações por parte do acionamento com vista a encontrar um acionamento ótimo para esta estrutura. Esta otimização fará com que o fator limitante passe a ser dependente unicamente da estrutura, seja este devido ao fator de atrito seja devido à estabilidade.Por último será resumido como implementar esta nova aceleração e desaceleração bem como o que será necessário mudar para a mesma.

The main objective of the work presented is the optimization of the cycle time of a stacker crane in order to reduce its travel time.A dynamic acceleration will be studied by considering different levels of cargo weight and height. This dynamic acceleration will be compared with the static acceleration used today and with the acceleration obtained when the current method is applied (heaviest load on the highest point) in order to investigate if there is a waste of time that can be cut, resulting in more cycles for the same amount of time.This dynamic approach will be done by analyzing the limits of stability of the structure when the loads are applied either by own sheer weight of the stacker crane parts or by the forces of inertia generated by applying an acceleration to the bodies’ mass.The friction between both wheels can also be a limiting factor since that, due to a higher acceleration, the wheels can start to slip on top of the rails increasing the time needed to achieve the required acceleration and by doing this, start to damage the components in the meantime. To study this factor the motor maximum acceleration and torque need to be taken into consideration since that there is a need to optimize in order to obtain the best compromise between the acceleration permitted by the motor and the one permitted by the non-slip condition. This compromise exists since, to achieve a higher acceleration permitted by the motor, there is a need for higher starting torque which in turn ups the force applied to the wheels. Therefore, to slip is easier helping to reduce the acceleration permitted by the friction factor.After optimizing to its fullest extent, the currently installed motor and gear, a non-restrained optimization will be made in order to find an optimal motor and gear solution for this structure. By doing this the limiting factor will only depend on the structure, being it due to the stability or/and the non-slip condition.Lastly there is an explanation on how to implement this new acceleration and what is needed to change.