自動(dòng)化立體倉庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)——堆垛機(jī)以及貨架系統(tǒng)等設(shè)計(jì)含6張CAD圖
自動(dòng)化立體倉庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)——堆垛機(jī)以及貨架系統(tǒng)等設(shè)計(jì)含6張CAD圖,自動(dòng)化,立體倉庫,系統(tǒng),設(shè)計(jì),堆垛,以及,貨架,CAD
摘 要
隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，市場的急劇擴(kuò)大，對物流體系提出了新的要求，使得現(xiàn)代物流系統(tǒng)快速發(fā)展，自動(dòng)化立體倉庫得到了廣泛使用。其中，堆垛機(jī)是自動(dòng)化立體倉庫的主要組成部分，它承擔(dān)著運(yùn)輸與搬運(yùn)貨物，使得貨物在立體倉儲系統(tǒng)中可以按照既定的程序自動(dòng)存取貨物。本課題主要論述了自動(dòng)化立體倉庫中堆垛機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理、速度設(shè)計(jì)原理、控制功能原理以及堆垛機(jī)精確定位的方法，以及自動(dòng)化立體倉庫中貨架系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理。分析近年來自動(dòng)化立體倉庫的發(fā)展?fàn)顩r，對堆垛機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算分析，包括強(qiáng)度校核、剛度校核、穩(wěn)定性校核，判斷其能否滿足預(yù)定的工作狀態(tài)。對堆垛機(jī)進(jìn)行速度分析，要求其能滿足準(zhǔn)確的停車速度與工作速度，滿足在存取貨物時(shí)要求的水平運(yùn)行速度和貨叉升降與伸縮速度。本文也介紹了自動(dòng)化立體倉庫的控制系統(tǒng)，做出了控制系統(tǒng)框圖，并對其作用功能、實(shí)現(xiàn)路徑和要求做出了詳細(xì)的說明。本文也對自動(dòng)化立體倉庫貨架系統(tǒng)做出了詳細(xì)的設(shè)計(jì)，確定了貨架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，對貨架系統(tǒng)也進(jìn)行了強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性進(jìn)行了校核。
關(guān)鍵詞：堆垛機(jī)；貨架系統(tǒng)；控制系統(tǒng)；
目 錄
第一章 前言1
1.1 緒論1
第二章 自動(dòng)化立體倉庫國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r2
第三章 研究主體3
3.1 自動(dòng)化立體倉庫的分類3
3.2 自動(dòng)化立體倉庫的最佳參數(shù)選擇3
3.3 自動(dòng)化立體倉庫常用貨架托盤3
3.4 堆垛機(jī)4
3.5 貨架5
第四章 設(shè)計(jì)內(nèi)容6
第五章 總結(jié)與展望7
參考文獻(xiàn)8
第一章 前言
1.1緒論
隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，市場的急劇擴(kuò)大，對物流體系提出了新的要求，使得現(xiàn)代物流系統(tǒng)快速發(fā)展，自動(dòng)化立體倉庫得到了廣泛使用。其中，堆垛機(jī)是自動(dòng)化立體倉庫的主要組成部分，它承擔(dān)著運(yùn)輸與搬運(yùn)貨物，使得貨物在立體倉儲系統(tǒng)中可以按照既定的程序自動(dòng)存取貨物。本課題主要論述了自動(dòng)化立體倉庫中堆垛機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理、速度設(shè)計(jì)原理、控制功能原理以及堆垛機(jī)精確定位的方法，以及自動(dòng)化立體倉庫中貨架系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理。分析近年來自動(dòng)化立體倉庫的發(fā)展?fàn)顩r，對堆垛機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算分析，包括強(qiáng)度校核、剛度校核、穩(wěn)定性校核，判斷其能否滿足預(yù)定的工作狀態(tài)。對堆垛機(jī)進(jìn)行速度分析，要求其能滿足準(zhǔn)確的停車速度與工作速度，滿足在存取貨物時(shí)要求的水平運(yùn)行速度和貨叉升降與伸縮速度。本文也介紹了自動(dòng)化立體倉庫的控制系統(tǒng)，做出了控制系統(tǒng)框圖，并對其作用功能、實(shí)現(xiàn)路徑和要求做出了詳細(xì)的說明。本文也對自動(dòng)化立體倉庫貨架系統(tǒng)做出了詳細(xì)的設(shè)計(jì)，確定了貨架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，對貨架系統(tǒng)也進(jìn)行了強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性進(jìn)行了校核。
自動(dòng)化立體倉庫是物流系統(tǒng)中商品貨物存貯的一種不可替代的角色，它的智能化程度高、工作效率高，可以實(shí)現(xiàn)對貨物的自動(dòng)搬運(yùn)及其放置。這種自動(dòng)化倉庫以堆垛機(jī)和貨架系統(tǒng)為主要組成組成部分，這種智能化的自動(dòng)化立體倉庫可以實(shí)現(xiàn)存取貨物的機(jī)械化和自動(dòng)化。利用本身的優(yōu)勢，可以大大減少人力物力的成本，解放生產(chǎn)力，在貨物運(yùn)輸?shù)倪^程中可以自動(dòng)存取貨物。
第二章 自動(dòng)化立體倉庫國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r
自動(dòng)化立體倉庫由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、高層貨架、堆垛機(jī)、輸送機(jī)和其它外圍設(shè)備構(gòu)成。工業(yè)發(fā)達(dá)的國家物流工程技術(shù)非常先進(jìn)和成熟，基本實(shí)現(xiàn)了規(guī)格化和標(biāo)準(zhǔn)化，因此，自動(dòng)化立體倉庫的生產(chǎn)成本低、交貨期短。和工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比，雖然我國物流工程技術(shù)發(fā)展很快，但差距仍然較大，特別是在標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、技術(shù)化、理論計(jì)算和設(shè)計(jì)制造等方面尤其突出。
自動(dòng)化立體倉庫在現(xiàn)代化企業(yè)中發(fā)揮了巨大的作用。它在汽車、摩托車、家用電器、電子計(jì)算機(jī)、電器、電子、醫(yī)藥、機(jī)床、化工等制造業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。這是因?yàn)椋詣?dòng)化立體倉庫能夠加速商品流通、減少商品損壞、降低流通成本、節(jié)約土地面積、節(jié)約人力和財(cái)力。此外，它還提高了庫存周轉(zhuǎn)率、經(jīng)營靈活性和工作效率。它以最快速度、最低價(jià)格和最佳服務(wù)質(zhì)量來滿足用戶需求，從而獲得最大利益。目前，自動(dòng)化化立體倉庫在歐美發(fā)達(dá)國家已經(jīng)相當(dāng)普遍，自動(dòng)化倉庫在設(shè)計(jì)、制造、自動(dòng)化控制和計(jì)算機(jī)管理方面的技術(shù)也日趨成熟。
第三章 研究主體
3.1自動(dòng)化立體倉庫的分類
自動(dòng)化立體倉庫可以根據(jù)貨架結(jié)構(gòu)分為整體式和分離式，整體式這種倉庫的貨架及其主要結(jié)構(gòu)均與房屋的屋頂和墻壁固連一起。分離式這種倉庫是獨(dú)立建在屋內(nèi)。
當(dāng)存儲方式分類，可以分為單裝載單元、雙裝載單元和多裝載單元，其中單裝載單元在貨架貨位的深度方向只能存儲一個(gè)裝載單元。雙裝載單元在貨架貨位的深度方向能存儲兩個(gè)裝載單元，多裝載單元在貨架深度方向可存儲多個(gè)裝載單元。
3.2自動(dòng)化立體倉庫的最佳參數(shù)選擇
確定自動(dòng)化立體倉庫的最佳高度是非常重要的，因?yàn)楦叨戎苯佑绊懻嫉孛娣e、長度、寬度、起重運(yùn)輸機(jī)械的裝卸效率及其技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的選擇。而影響貨架高度選擇的因素是：貨物吞吐量和貨物周轉(zhuǎn)率（儲存期），以及訂貨發(fā)送時(shí)的配套方式，此方式取決于每一批貨物的品種數(shù)目和單位數(shù)量。德國專家認(rèn)為，貨架的最佳高度在20m，美國克拉克公司認(rèn)為，貨架高度在20m左右的單位費(fèi)用最低。同時(shí)，貨架的最佳長度L在80m到120m為宜。
3.3自動(dòng)化立體倉庫常用貨架托盤
常用托盤有三種，即鋼制托盤、樹脂托盤和木制托盤。貨物重量大的采用鋼制托盤，一般重量采用樹脂托盤，比較經(jīng)濟(jì)實(shí)用。木制托盤在反復(fù)使用之后容易變形和破損，使用壽命不長。裝在托盤上的貨物總尺寸一般與托盤尺寸相同，也可以比托盤略微小一些。在非常特殊的情況下也可以比托盤略微大一些。常用裝載方法有如下5種：
1）完全緊密型：裝在托盤上的物品之間完全緊貼著，沒有一點(diǎn)間隙。
2）中空型：把物品裝在托盤上之后，在各物品中間形成一個(gè)對稱的小空間。
3）非對稱型：把物品裝在托盤上之后，在各物品中間形成一個(gè)非對稱的空間。
4）周空型：把物品堆積在托盤上之后，物品與托盤四周留有一定的空間。
5）不規(guī)則型：為了提高托盤裝載率，裝載的物品形狀不是正方形或者長方形。
3.4堆垛機(jī)
自動(dòng)化立體倉庫巷道式堆垛起重機(jī)（簡稱堆垛機(jī)）是自動(dòng)化立體倉庫中應(yīng)用最廣泛的貨物搬運(yùn)設(shè)備，也是物流倉儲系統(tǒng)的最重要設(shè)備。堆垛機(jī)性能的好壞和技術(shù)水平的高低，將直接影響到國內(nèi)和國際的貿(mào)易發(fā)展。
體現(xiàn)堆垛機(jī)動(dòng)態(tài)性能優(yōu)劣的指標(biāo)主要有：運(yùn)行速度、提升速度、貨叉速度、平穩(wěn)性、振動(dòng)與噪聲、認(rèn)址精度等等。這些是反映堆垛機(jī)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。近些年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步、物流行業(yè)在全世界范圍的蓬勃發(fā)展，自動(dòng)化立體倉庫的應(yīng)用領(lǐng)域和范圍得到了極大的擴(kuò)展，自動(dòng)化立體倉庫的技術(shù)水平和倉儲機(jī)械設(shè)備的動(dòng)態(tài)性能也在不斷提高。堆垛機(jī)是物流的載體，它在高層貨架巷道往返運(yùn)行，將貨物存入或取出，從而實(shí)現(xiàn)物資的流動(dòng)。它是自動(dòng)化立體倉庫中的關(guān)鍵設(shè)備。為實(shí)現(xiàn)物流的高效率，必須提高堆垛機(jī)的存取效率。
堆垛機(jī)主要由載貨臺、貨叉裝置、升降裝置、導(dǎo)軌、橫梁、立柱、鏈條、滑輪、電動(dòng)機(jī)等組成。初期的立體倉庫使用的堆垛機(jī)以橋式起重機(jī)為基礎(chǔ)，這種堆垛機(jī)是從起重機(jī)的大梁上懸掛一個(gè)門架(立柱)，利用門架的上下和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來搬運(yùn)貨物。
目前在堆垛機(jī)方面也不斷推出具有新的物理外形和更高性能的設(shè)備。最新的開發(fā)包括提高電子和控制技術(shù)，在使堆垛機(jī)具有更高定位精度的同時(shí)，提高搜索能力和運(yùn)行速度，以期獲得更短的操作周期和更大的生產(chǎn)能力。
現(xiàn)在運(yùn)用比較成熟的控制方式是用PLC（可編程控制器)作執(zhí)行機(jī)的控制器，或單片機(jī)控制，或由PLC配置通訊模塊聯(lián)機(jī)控制。由于PLC專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用設(shè)計(jì)，具有可靠性高、通用性強(qiáng)、維護(hù)工作量小等優(yōu)點(diǎn)。監(jiān)控機(jī)對堆垛機(jī)的控制通過與PLC通信實(shí)現(xiàn)。PLC由于體積小，可讀性好，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，編程簡單而在工程實(shí)際中大量應(yīng)用。PLC控制中堆垛機(jī)的認(rèn)址方式一般采用絕對認(rèn)址與相對認(rèn)址混合方式，位置定位通過兩對光電開關(guān)實(shí)現(xiàn)。
3.5貨架
自動(dòng)化立體倉庫貨架的種類有托盤式貨架、閣樓式貨架、旋轉(zhuǎn)式貨架、堆疊式貨架、懸臂式貨架等，目前大多數(shù)自動(dòng)化立體倉庫采用的貨架是托盤式貨架，其優(yōu)點(diǎn)是存取方便，揀取效率高。但是這種貨架的儲存密度較低，需要較多的通道。根據(jù)存取通道寬度可以分為傳統(tǒng)式通道、窄道式通道和超窄式通道。這種形式的貨架適用于品種中量、批量一般的儲存。
在選用托盤貨架時(shí)，應(yīng)考慮存儲單元的尺寸、重量和堆放層數(shù)，以便決定支柱和橫梁尺寸。
第四章 設(shè)計(jì)內(nèi)容
首先是自動(dòng)化立體倉庫總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，其次是堆垛機(jī)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，包括堆垛機(jī)的載貨臺、貨叉裝置、升降裝置、導(dǎo)軌、橫梁、立柱、鏈條、滑輪、電動(dòng)機(jī)裝置等等。第三是堆垛機(jī)的控制功能分析，比如速度計(jì)算和控制分析。最后是設(shè)計(jì)出自動(dòng)化立體倉庫的貨架系統(tǒng)，并對貨架系統(tǒng)進(jìn)行強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性進(jìn)行校核。
第五章 總結(jié)與展望
我國的自動(dòng)化立體倉庫與國外的差距是客觀存在的，我們應(yīng)充分利用后發(fā)優(yōu)勢，從高起點(diǎn)入手，消化吸收掉國外的先進(jìn)技術(shù)，盡快縮短同世界先進(jìn)國家在堆垛機(jī)制造水平上的差距，同時(shí)借助于國內(nèi)物流系統(tǒng)快速發(fā)展的需求，利用好近幾年國內(nèi)電氣控制發(fā)展以及新材料的研究成果，并結(jié)合國內(nèi)的實(shí)際情形，研制出獨(dú)具特色的具有世界水平的堆垛機(jī)，為實(shí)現(xiàn)我國高效物流等倉儲系統(tǒng)的發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
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