《立体仓库存取系统机电一体化设计》-毕业论文设计（学术).docVIP

w 摘 要 随着国民经济的飞速发展,自动化立体仓库必然会在各行各业中得到越来越广泛的应用。自动化立体仓库是现代物流系统的重要组成部分，是一种多层存放货物的高架仓库系统，集存储、搬运、输送、分发一体，作为工业物流与计算机集成制造系统（CIMS）的一部分，代表了当今物流发展的趋势。自动化立体仓库由自动控制与管理系统、高位货架、巷道堆垛机、自动入库、自动出库、计算机管理控制系统以及其他辅助设备组成。 立体仓库一般是指采用几层、十几层乃至几十层高的货架存储单元货物，用相应的物料搬运设备进行货物入库和出库作业的仓库。本文构建了了一个实验室规模的的自动化立体仓库，由控制系统和存取系统组成。控制系统中以三菱FX2N系列PLC作为核心控制元件，专用键盘作为人机接口部件，控制步进电机来驱动一个有三自由度的仓库模型在高强度导轨上做三维运动，以步进电机每转输出的脉冲数为基础，通过键盘对每个仓位予以地址编码，通过PLC对命令键盘进行扫描并得到相应的仓位号，当PLC接收到来自键盘的输入命令后，便输出对应仓位的脉冲数，经过驱动器驱动步进电机按设定的方向转动一定的角度，进而控制传动部件丝杠旋转进行准确的定位，以完成货物的存取功能，另外，为了保证整个控制系统运行的稳定性和可靠性，我们还采用了限位开关对其进行限位保护。存取系统由立体框架结构、托盘装置、导引装置、定位与安全装置组成，保证了物件能在控制系统的控制下安全的存取。 本文首先对该课题的可行性及课题实现的现实意义和价值进行了介绍；其次对控制系统和存取系统的硬件组成、结构、原理进行了阐述和分析；再次对自动化立体仓库的核心——控制系统的软件进行了编写，论文中即有梯形图又有相应的语句表；最后对设计本课题所学到的知识和结论进行归纳和总结，并对本论文有待完善的地方进行扼要的说明。 关键字：立体仓库 自动化 可编程控制器（PLC） 步进电机 目 录 参考文献 23 1 绪论 1 1.1 本课题设计的背景 1 1.2本课题设计的内容 1 1.3本课题设计的目的和意义 2 2 硬件部分 4 2.1 立体仓库的基本结构 4 2.2 立体仓库的硬件原理 5 2.2.1 步进电机的原理 5 2.2.2 联轴器的原理 6 2.2.3 丝杠传动的原理 7 3 元器件的选择 10 3.1 步进电机的选择 10 3.2 牵引电机的选择 12 3.3 联轴器的选择 12 3.4 立体钢架的设计 13 3.5 托盘的设计 14 3.6 立柱模块的设计 15 3.7 行走机构模块的设计 16 3.8 货叉机构模块的设计 17 结论 19 致谢 20 参考文献 21 w 1 绪论 本课题设计的背景 立体仓库一般是指采用几层、十几层乃至几十层高的货架储存单元货物，用相应的物料搬运设备进行货物入库和出库作业的仓库。由于这类仓库能充分利用空间储存货物，故常形象地将其称为“立体仓库”。 立体仓库的产生和发展是第二次世界大战之后生产和技术发展的结果。50年代初，美国出现了采用桥式堆垛起重机的立体仓库；50年代末60年代初出现了司机操作的巷道式堆垛起重机立体仓库；1963年美国率先在高架仓库中采用计算机控制技术，建立了第一座计算机控制的立体仓库。此后，自动化立体仓库在美国和欧洲得到迅速发展，并形成了专门的学科。60年代中期，日本开始兴建立体仓库，并且发展速度越来越快，成为当今世界上拥有自动化立体仓库最多的国家之一。 我国对立体仓库及其物料搬运设备的研制开始并不晚，1963年研制成第一台桥式堆垛起重机（机械部北京起重运输机械研究所），1973年开始研制我国第一座由计算机控制的自动化立体仓库（高15米，机械部起重所负责），该库1980年投入运行。到目前为止，我国自动化立体仓库数量已超过200座。立体仓库由于具有很高的空间利用率、很强的入出库能力、采用计算机进行控制管理而利于企业实施现代化管理等特点，已成为企业物流和生产管理不可缺少的仓储技术，越来越受到企业的重视。 在现代化的物流仓储系统中，自动化立体仓库应用日益广泛，而堆垛机的优劣对整个立体仓库的运行起着重要作用。单就我国现有的生产力发展水平来看，在自动化立体仓库中设计出造价低廉、工作可靠的堆垛机替代原有仓库的管理和控制，能更加适应某些中小企业投资少见效快的目标， 本课题设计的内容 立体仓库由控制系统和存取系统组成。 控制系统主要由日本三菱公司生产的FX2型可编程序控制器(PLC)、步进电机驱动电源模块、开关电源、位置传感器等器件组成。小型立体仓库的电气控制系统由PLC来实现，控制系统分手动和自动两种方式。 此系统实现的功能主要有：取（由零位出发到指定仓位号取货并送到入货台）；入（到零位取货并送入指定仓位号）等功能，在执行完任务