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设计报告

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第一章立体仓库的系统设计

1.1立体仓库简介

立体仓库是机械和电气、强电操纵和弱电操纵相结合的产品。它

要紧由物资储存系统、物资存取和传送系统、操纵和治理等三大系统

所组成。物资存储系统由立体货架的货格(托盘或货箱)组成，货架按

照排、列、层组合而成立体仓库储存系统；物资存取和传送系统担当

物资存取、出进仓库的功能，它由有轨或无轨堆垛机、出进库输送机、

装卸机械等组成；立体仓库视情况不同采取不同的操纵方式：有的仓

库只采取对存取堆垛机、出进库输送机的单台PLC操纵，机与机无联

系；有的仓库对各单台机械进行联网操纵。更高级的立体仓库的操纵

系统采纳集中操纵、不离式操纵和分布式操纵，即由治理计算机、中

心操纵计算机和堆垛机、出进库输送等直截了当操纵的可编程序操纵

器组成操纵系统。

1.2课题设计要求

要求：机械手在A地抓起物体〔步进电机1〕上升2米到B地，

左移〔步进电机2〕到D地，前进〔步进电机3〕放下物体，原路返

回，再重复以上过程。〔上下；左右；前后螺纹距离均为1厘米°〕。

如以如下面图1-2所示。

图1-2

第二章步进电机的选择与操纵

步进电机作为本次课题设计的动力驱动元件，操纵其稳定性是至

关重要的，本章将具体介绍五相十拍式步进电机的操纵原理。

２.1步进电机的介绍及选型

步进电机要紧为本设计执行元件，之因此选择步进电机是因为其

操纵精度较高，在供电电源切断时，混合式步进电机具有自定位转矩，

因此仍能维持原来的位置，同时也是一种将电脉冲转化为角位移的执

行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设

定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角〞)，因此，能够通过操

纵脉冲个数来操纵角位移量，从而到达正确定位的目的。现在比立常

用的步进电机包括反响式步进电机〔VR〕、永磁式步进电机〔PM〕、

混合式步进电机〔HB〕和单相式步进电机等。

2.2五相十拍步进电机的时序

步进电机的时序设计是本次设计的要害，要是设计错了，就无法

实现理想的结果，本次设计的五相十拍脉冲正序列为U→ＵＶ→Ｖ→

ＶＷ→Ｗ→ＷＸ→Ｘ→ＸＹ→Ｙ→ＹＵ,反序列为ＹＵ→Ｙ→ＸＹ→

Ｘ→ＷＸ→Ｗ→ＶＷ→Ｖ→ＵＶ→Ｖ。按照时序循环输进就能够通过

软件操纵来实现。当将时序输进按照与正转时序相反的顺序输进时，

就能够实现步进电机的反转。

第三章实验环节

3.1实验目的

依据实验室现有设备进行立体仓库的操纵实验，完成课题的所有

要求。

3.2实验设备

步进电机、异步电机、三菱FX2N系列PLC、三菱专用编程软件、

个人计算机、电源。

实验内容

操纵要求

机械手在A地抓起物体〔步进电机1〕上升2米到B地，左移〔步

进电机2〕到D地，前进〔步进电机3〕放下物体，原路返回，再重

复以上过程。

I/O分配

：

X0正转开关

X1反转开关

X2停止开关

2．输进：

Y0步进电机1UY10步进电机2X

Y1步进电机1VY11步进电机2Z

Y2步进电机1WY12步进电机3U

Y3步进电机1XY13步进电机3V

Y4步进电机1ZY14步进电机3W

Y5步进电机2UY15步进电机3X

Y6步进电机2V