喜歡就充值下載吧，，資源目錄下展示的全都有，，下載后全都有，dwg格式的為CAD圖紙，有疑問咨詢QQ：414951605 或1304139763 目 錄 1倉儲(chǔ)物流及其自動(dòng)化倉庫 1.1 自動(dòng)化倉庫簡介 1 1.1.1自動(dòng)化倉庫的發(fā)展及構(gòu)成 1 1.2自動(dòng)化立體倉庫的優(yōu)越性 5 1.3自動(dòng)化倉庫的分類 5 1.4自動(dòng)化倉庫的應(yīng)用范圍 5 2自動(dòng)化倉庫系統(tǒng)和功能分析 2.1系統(tǒng)分析 6 2.2功能分析 6 3自動(dòng)化倉庫總體方案確定 3.1方案的擬定 8 3.2方案分析 8 3.3方案確定 9 3.3.1自動(dòng)化立體倉庫輔助系統(tǒng)的確定 10 3.3.2自動(dòng)化立體倉庫的總體布局 10 3.4方案所解決的問題 10 4.自動(dòng)化倉庫存儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4.1參數(shù)選擇及確定 12 4.1.1存儲(chǔ)物品特性確定 12 4.1.2托盤選型及設(shè)計(jì) 12 4.1.3存儲(chǔ)單位尺寸確定 13 4.1.4倉庫規(guī)模確定 13 4.2立體倉庫構(gòu)造尺寸確定 13 4.2.1貨架層尺寸確定及計(jì)算 13 4.3倉庫貨架力學(xué)分析 18 4.3.1單元鋼質(zhì)貨架柱平面外穩(wěn)定性計(jì)算 18 5.堆跺機(jī)控制部分設(shè)計(jì) 5.1工藝過程分析 23 5.1.1工藝過程 23 5.1.2.PLC選型 25 5.2 PLC控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 27 5.2.1接線圖 27 5.2.2總體結(jié)構(gòu)框圖 27 5.2.3手動(dòng)程序設(shè)計(jì) 28 5.2.4顯示及其設(shè)定顯示程序設(shè)計(jì) 29 5.2.5自動(dòng)程序編寫 31 5.3相關(guān)選型 39 6.輸送系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6.1 重力式滾筒輸送機(jī) 41 6.1.1應(yīng)用范圍 42 6.1.2選用設(shè)計(jì) 43 6.1.3骨架型式 43 6.2動(dòng)力輸送機(jī) 44 6.2.1動(dòng)力式滾筒輸送機(jī) 44 6.2.2運(yùn)輸系統(tǒng)設(shè)計(jì) 45 6.2.3傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)： 50 6.2.4輥筒軸校核 53 6.2.5鍵聯(lián)接校核 60 6.3無動(dòng)力輥?zhàn)虞斔蜋C(jī)大體設(shè)計(jì) 60 6.3.1傾斜角確定 60 6.3.2阻力計(jì)算 61 6.3.3輸送速度校核 61 6.3.4出入庫口尺寸設(shè)計(jì)及考慮 61 7. 自動(dòng)化倉庫檢測識(shí)別控制裝置設(shè)計(jì) 7.1 檢測控制裝置設(shè)計(jì) 63 7.2識(shí)別裝置設(shè)計(jì) 64 8 自動(dòng)化倉庫管理系統(tǒng)設(shè)計(jì) 致謝 66 參考文獻(xiàn) 67 III 1.倉儲(chǔ)物流及自動(dòng)化倉庫 1.1 自動(dòng)化倉庫簡介 自動(dòng)化立體倉庫是物料搬運(yùn)、倉儲(chǔ)科學(xué)的一門綜合科學(xué)技術(shù)工程。它以高層立體貨架為主要標(biāo)志，以成套先進(jìn)的搬運(yùn)設(shè)備為基礎(chǔ)，以先進(jìn)的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)為主要手段，實(shí)現(xiàn)搬運(yùn)、存取機(jī)械化、自動(dòng)化，儲(chǔ)存管理現(xiàn)代化的新型倉庫。它具有占地面積小、儲(chǔ)存量大、周轉(zhuǎn)快的優(yōu)點(diǎn)，是集信息、存儲(chǔ)、管理于一體的高技術(shù)密集型機(jī)電一體化產(chǎn)物。 隨著科學(xué)技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代物流技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)出現(xiàn)了一種新型倉儲(chǔ)方式——自動(dòng)化立體倉庫.它是以高層貨架為主體，以成套搬運(yùn)設(shè)備為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)控制技術(shù)為手段的高效率物流、大容量存儲(chǔ)的機(jī)電一體化高科技集成系統(tǒng)。它集機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)、通信、網(wǎng)絡(luò)、傳感器和自動(dòng)控制等多種技術(shù)于一體，以搬運(yùn)機(jī)械化、控制自動(dòng)化、管理微機(jī)化、信息網(wǎng)絡(luò)化為特征，成為現(xiàn)代化物流設(shè)計(jì)中產(chǎn)品生產(chǎn)與存儲(chǔ)的樞紐。 自動(dòng)化立體倉庫又稱自動(dòng)化倉庫、現(xiàn)代智能庫、高層貨架倉庫等，是近年來國際上迅速發(fā)展起來的一種新型倉儲(chǔ)設(shè)施，是在不直接進(jìn)行人工干預(yù)的情況下能自動(dòng)存儲(chǔ)和取出物料的系統(tǒng)。 自動(dòng)化立體倉庫在現(xiàn)代物流系統(tǒng)中的作用是顯而易見的，將自動(dòng)化倉庫技術(shù)應(yīng)用到物流領(lǐng)域中，充分利用自動(dòng)化倉庫的優(yōu)勢和特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)倉庫信息管理自動(dòng)化和物品入出庫作業(yè)的自動(dòng)化，為提高貨物的流通效率發(fā)揮重要的作用。國內(nèi)外各個(gè)行業(yè)采用自動(dòng)化倉庫的情況己經(jīng)充分證明，使用自動(dòng)化立體倉庫能夠產(chǎn)生巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。在貨物流通領(lǐng)域中采用自動(dòng)化倉庫技術(shù)，也將獲得巨大的經(jīng)濟(jì)效益。 1.1.1自動(dòng)化倉庫的發(fā)展及構(gòu)成 高層貨架倉庫簡稱高架倉庫。一般是指采用幾層、十幾層乃至幾十層高的貨架儲(chǔ)存單元貨物，用相應(yīng)的物料搬運(yùn)設(shè)備進(jìn)行貨物入庫和出庫作業(yè)的倉庫。由于這類倉庫能充分利用空間儲(chǔ)存貨物，故常形象地將其稱為“立體倉庫”。（如圖1.1） 圖1.1 自動(dòng)化立體倉庫示意圖 自動(dòng)化倉庫最早產(chǎn)生于60年代的美國，到現(xiàn)在大致經(jīng)歷了四代的發(fā)展，并逐步向第五代過渡： 1950年美國首先產(chǎn)生了手動(dòng)控制的橋式堆垛起重機(jī)，這種起重機(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，與此同時(shí)也提出了高層貨架的新概念，被認(rèn)為是自動(dòng)化倉庫的雛形。 1960年左右在美國開始出現(xiàn)了沒有大梁的由人工操作的巷道式堆垛機(jī)。隨著立體倉庫的發(fā)展，巷道式堆垛機(jī)逐漸代替了橋式堆垛機(jī)。1963年美國的一個(gè)食品廠在倉庫工作中采用電子計(jì)算機(jī)，成為世界上最早的全自動(dòng)化倉庫，20世紀(jì)60年代產(chǎn)生的第一代機(jī)械式立體倉庫系統(tǒng)中，操作人員可通過一些電器按鈕和開關(guān)來控制一些機(jī)械設(shè)備進(jìn)行人、出庫作業(yè)，實(shí)現(xiàn)了搬運(yùn)的機(jī)械化；此后，從1963年開始，在歐洲各國，由于用地緊張，開始計(jì)劃建造2530米的高層自動(dòng)化倉庫。從1967年開始，相繼完成了一些計(jì)算機(jī)管理和計(jì)算機(jī)控制的全自動(dòng)化倉庫。在日本，從1967年開始安裝了高度為2025米的高層堆垛機(jī)，1969年出現(xiàn)了聯(lián)機(jī)全自動(dòng)化倉庫。此后，日本的自動(dòng)化倉庫技術(shù)和設(shè)備的臺(tái)數(shù)都有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，在各個(gè)部門都安裝了各種各樣的堆垛機(jī)。 1970年安裝了由貨架支承式變?yōu)榈孛嬷С惺降母叨冗_(dá)40米的堆垛機(jī)。70年代美國還提出了采用50米高堆垛機(jī)的可能性[15]。到了70年代末期，隨著可編程控制器PLC、自動(dòng)存取、自動(dòng)導(dǎo)向小車、條形碼閱讀器等設(shè)備在立體倉庫中的應(yīng)用，第二代自動(dòng)化倉庫系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了控制自動(dòng)化。 到本世紀(jì)80年代末，計(jì)算機(jī)技術(shù)的異軍突起及其在自動(dòng)化倉庫系統(tǒng)中的成功應(yīng)用，導(dǎo)致了第三代集成化立體倉庫系統(tǒng)的誕生，形成了由管理級(jí)、監(jiān)控級(jí)、控制級(jí)組成的三級(jí)分布式控制結(jié)構(gòu)，上位管理機(jī)協(xié)調(diào)控制整個(gè)倉庫系統(tǒng)的出、人庫作業(yè)和庫存管理，并且與上位工廠計(jì)算機(jī)信息管理網(wǎng)相聯(lián)結(jié)，實(shí)現(xiàn)管理微機(jī)化。 進(jìn)入90年代后，堆垛機(jī)在使用范圍和性能上有了很大的發(fā)展，還出現(xiàn)了第四代智能型立體倉庫系統(tǒng)，該類倉庫系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)出、人庫任務(wù)和倉庫信息的全自動(dòng)處理，而且還可根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃報(bào)表分析、制定出所需材料與勞動(dòng)力，并依據(jù)物資的現(xiàn)有庫存量提出外購建議，當(dāng)某些物資庫存量不能滿足生產(chǎn)需要時(shí)，系統(tǒng)還可根據(jù)現(xiàn)有在庫物資適當(dāng)修改生產(chǎn)計(jì)劃，并上報(bào)工廠相關(guān)部門，諸如此類人工智能已逐步融入了立體倉庫系統(tǒng)中；此外，隨著電子數(shù)據(jù)交換技術(shù)的日臻完善。目前，自動(dòng)化倉庫系統(tǒng)逐步向第五代“3I" (Intelligent, Integrated, Information)倉庫系統(tǒng)過渡。 美國學(xué)者J.A.White將自動(dòng)化技術(shù)在倉儲(chǔ)領(lǐng)域(包括立體倉庫)中的發(fā)展分為五個(gè)階段[19]：人工倉儲(chǔ)階段、機(jī)械化倉儲(chǔ)階段、自動(dòng)化倉儲(chǔ)階段、集成化倉儲(chǔ)階段和智能化階段。其中智能自動(dòng)化倉儲(chǔ)在九十年代后期以及二十一世紀(jì)的若干年內(nèi)，將是倉庫自動(dòng)化技術(shù)的主要發(fā)展方向。 第一階段是人工倉儲(chǔ)技術(shù)階段，在這一階段，物資的輸送、存儲(chǔ)、管理和控制主要依靠人工實(shí)現(xiàn)，至今國內(nèi)外生產(chǎn)和服務(wù)行業(yè)中的許多環(huán)節(jié)都是這一技術(shù)的實(shí)例，它具有直觀、便于聯(lián)系、減少了過程銜接之間問題等優(yōu)點(diǎn)。 第二階段是機(jī)械化倉儲(chǔ)技術(shù)階段，它包括通過各種各樣的傳送帶、工業(yè)輸送車、機(jī)械手、吊車、堆垛機(jī)和升降機(jī)來移動(dòng)和搬運(yùn)物料，用貨架、托盤和移動(dòng)式貨架存儲(chǔ)物料，通過人工操作機(jī)械存取設(shè)備，用限位開關(guān)、螺旋機(jī)械制動(dòng)和機(jī)械監(jiān)視器等控制設(shè)備的運(yùn)行。這一階段經(jīng)歷的時(shí)間比較長。 第三階段是自動(dòng)化倉儲(chǔ)技術(shù)階段，這時(shí)只是各個(gè)設(shè)備的局部自動(dòng)化并各自獨(dú)立應(yīng)用。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，工作的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向物資的控制和管理要求實(shí)時(shí)、協(xié)調(diào)和一體化，信息自動(dòng)化技術(shù)逐漸成為倉儲(chǔ)自動(dòng)化技術(shù)的核心。 第四階段是集成自動(dòng)化階段，在七十年代末和八十年代，自動(dòng)化技術(shù)被越來越多地應(yīng)用到生產(chǎn)和分配領(lǐng)域，“自動(dòng)化孤島”被集成，在集成化系統(tǒng)中，整個(gè)系統(tǒng)的有機(jī)協(xié)作，使總體效益和生產(chǎn)的應(yīng)變能力大大超過各部分獨(dú)立效益的總和。 第五階段是智能自動(dòng)化倉儲(chǔ)技術(shù)階段，人工智能技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了自動(dòng)化向更高級(jí)的階段智能自動(dòng)化方向發(fā)展。現(xiàn)在，智能自動(dòng)化倉儲(chǔ)技術(shù)還處于初級(jí)發(fā)展階段，到二十一世紀(jì)倉儲(chǔ)技術(shù)的智能化將具有更廣闊的前景。 1.1.2國外立體倉庫的發(fā)展現(xiàn)狀 目前，自動(dòng)化立體倉庫在發(fā)達(dá)國家已相當(dāng)普遍，以自動(dòng)化功能齊全的立體倉庫取代傳統(tǒng)的普通房式倉庫己成為世界倉儲(chǔ)建設(shè)發(fā)展的潮流。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，美國擁有各種類型的自動(dòng)化立體倉庫20000多座，日本擁有38000多座，德國擁有10000多座，英國有4000多座，前蘇聯(lián)有1500多座。高度達(dá)40米以上的巨型立體倉庫數(shù)量越來越多。發(fā)展至今，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。 在總體設(shè)計(jì)方面，國外已有采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的(CAD)即根據(jù)約束條件來確定最佳的貨架高度、巷道數(shù)量、貨架尺寸和堆垛機(jī)數(shù)量以及出入庫運(yùn)行系統(tǒng)的參數(shù)，并用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)來考核倉庫的功能。貨架在國外已系列化、標(biāo)準(zhǔn)化，對(duì)貨架的承載能力(包括抗震)進(jìn)行了很多實(shí)驗(yàn)研究(包括破壞性實(shí)驗(yàn))，貨架計(jì)算采用計(jì)算機(jī)程序。堆垛機(jī)產(chǎn)品已經(jīng)走入系列化，運(yùn)行噪聲低，備有各種安全保護(hù)裝置，調(diào)速性能好。一般都具有完善的貨物位置檢測和貨物尺寸檢測。國外立體倉庫普遍采用抗干擾能力強(qiáng)、工作可靠的可編程控制器來控制巷道堆垛機(jī)和出入庫系統(tǒng)，并且用計(jì)算機(jī)進(jìn)行貨位管理和庫存管理，倉庫管理計(jì)算機(jī)與上級(jí)管理機(jī)聯(lián)網(wǎng)并能與控制系統(tǒng)相接，實(shí)現(xiàn)在線控制。 現(xiàn)在國外各發(fā)達(dá)國家在自動(dòng)化倉庫技術(shù)中投入大量資金，在倉庫自動(dòng)化過程各個(gè)環(huán)節(jié)即輸入、儲(chǔ)運(yùn)、輸出上采用新技術(shù)。這些新技術(shù)集中有以下幾種: 自動(dòng)導(dǎo)向小車系統(tǒng)、磁性導(dǎo)軌裝置、激光掃描儀、條形碼識(shí)別、命令揀選系統(tǒng)、儲(chǔ)運(yùn)機(jī)器人、機(jī)械手、智能卡車。 1.1.3立體倉庫在我國的發(fā)展 在我國，立體倉庫的發(fā)展是從70年代初期開始的，是在消化吸收德國西馬克—特蘭斯普蘭股份公司專有技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的。我國進(jìn)人80年代以來，一些交通運(yùn)輸部門，物資儲(chǔ)存部門以及現(xiàn)代大中型企業(yè)對(duì)老式倉庫進(jìn)行了技術(shù)改造，開始采用自動(dòng)化立體倉庫，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前我國擁有立體倉庫500余座，在15米以上的大型立體倉庫100多座，其中全自動(dòng)化的立體倉庫有30多個(gè)。 1980年由北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化研究所等單位研制建成我國第一座自動(dòng)化立體倉庫，并在北京汽車制造廠投產(chǎn)。從此以后，立體倉庫在我國得到了迅速的發(fā)展。1995年建成的儀征化纖工業(yè)聯(lián)合公司滌綸長絲自動(dòng)化立體倉庫是日前由國內(nèi)獨(dú)立設(shè)計(jì)和制造的綜合自動(dòng)化程度最高的立體倉庫高度。這些立體倉庫廣泛使用在機(jī)器制造業(yè)、電器制造業(yè)、航空港、輕工和化工企業(yè)、商儲(chǔ)業(yè)、軍需部門等各行各業(yè)。目前我國有能力承接立體倉庫設(shè)計(jì)任務(wù)的單位已達(dá)數(shù)十家。 近些年我國自動(dòng)化倉庫技術(shù)發(fā)展很快，已實(shí)現(xiàn)了與其它信息決策系統(tǒng)的集成，并正在做智能控制和模糊控制的研究工作。盡管如此，至今在我國己建成的集成化倉儲(chǔ)系統(tǒng)還不多，我國的自動(dòng)化立體倉庫與國外發(fā)達(dá)國家相比，無論是從數(shù)量上還是從建設(shè)水平上都有著比較大的差距。 (4)研究開發(fā)和創(chuàng)新能力還不強(qiáng)。 1.1.4 未來的發(fā)展趨勢 a.自動(dòng)化程度不斷提高，近年來采用可編程控制器(PLC)和微機(jī)控制搬運(yùn)設(shè)備的倉庫和采用計(jì)算機(jī)管理與PLC聯(lián)網(wǎng)控制的全自動(dòng)化倉庫在全部立體倉庫中的比重不斷增加。 b.大型自動(dòng)化倉庫系統(tǒng)己不再是發(fā)展方向。為了適應(yīng)工業(yè)發(fā)展的新形勢，出現(xiàn)了規(guī)模更小，反應(yīng)速度更快，用途更廣的自動(dòng)化倉庫系統(tǒng)。 c.在堆垛機(jī)方面，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。 d.應(yīng)用領(lǐng)域日趨廣泛，從制造工廠、商場、機(jī)場、港口、軍需部門到地下室冷庫等各行各業(yè)均有采用。倉庫存儲(chǔ)貨物品種也日益多樣化，除了大多數(shù)仍是制成品外，儲(chǔ)存品種越來越多。 e.提高倉庫運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性與安全性。在倉庫自動(dòng)控制與信息傳輸中采用高可靠性的硬、軟件，增強(qiáng)抗干擾能力。國外自動(dòng)化倉庫這方面發(fā)展的一個(gè)方向是普遍采用掃描技術(shù)，使貨物的存取和發(fā)送信息做到快速、實(shí)時(shí)、可靠和準(zhǔn)確。 f.在揀選作業(yè)自動(dòng)化方面，各國正加緊研究開發(fā)可供實(shí)用的揀選自動(dòng)化設(shè)備和系統(tǒng)，但尚未真正達(dá)到能可靠實(shí)用階段。 g.在一些生產(chǎn)企業(yè)，立體倉庫己不僅僅簡單地作為物料的儲(chǔ)存的倉庫，而且與生產(chǎn)企業(yè)的工藝流程緊密結(jié)合，成為生產(chǎn)物流的一個(gè)組成部分。如柔性加工系統(tǒng)(FIMS)中的自動(dòng)化倉庫就是一個(gè)典型例子。 h.隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，人工智能技術(shù)，特別專家系統(tǒng)在自動(dòng)化倉庫中的應(yīng)用日益增多。 自動(dòng)化立體庫的基本組成: 自動(dòng)化立體倉庫基本由以下部分組成: 高層貨架（>12 m）:用于存儲(chǔ)貨物的鋼結(jié)構(gòu)。目前主要有焊接式貨架和組合式貨架兩種基本形式。 托盤（貨箱）：用于承載貨物的器具，亦稱工位器具。 巷道堆垛機(jī)(10到25m之間):用于自動(dòng)存取貨物的設(shè)備。按結(jié)構(gòu)形式分為單立柱和雙立柱兩種基本形式；按服務(wù)方式分為直道、彎道和轉(zhuǎn)移臺(tái)車上行走三種基本形式。 輸送機(jī)系統(tǒng):立體庫的主要外圍設(shè)備，負(fù)責(zé)將貨物運(yùn)送到堆垛機(jī)或從堆垛機(jī)將貨物移走。輸送機(jī)種類非常多，常見的有輥道輸送機(jī)，鏈條輸送機(jī)，升降臺(tái)，分配車，提升機(jī)，皮帶機(jī)等。 AGV系統(tǒng):即自動(dòng)導(dǎo)向小車。根據(jù)其導(dǎo)向方式分為感應(yīng)式導(dǎo)向小車和激光導(dǎo)向小車。 自動(dòng)控制系統(tǒng):驅(qū)動(dòng)自動(dòng)化立體倉庫系統(tǒng)各設(shè)備的自動(dòng)控制系統(tǒng)。目前以采用現(xiàn)場總線方式為控制模式為主。 庫存信息管理系統(tǒng):亦稱中央計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)。是全自動(dòng)化立體倉庫系統(tǒng)的核心。目前典型的自動(dòng)化立體倉庫系統(tǒng)均采用大型的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（如ORACLE，SYBASE等）構(gòu)筑典型的客戶機(jī)/服務(wù)器體系，可以與其他系統(tǒng)（如ERP系統(tǒng)等）聯(lián)網(wǎng)或集成。 自動(dòng)化倉庫的構(gòu)成 土建設(shè)施 機(jī)械設(shè)施 電氣設(shè)施。 1.2自動(dòng)化立體倉庫的優(yōu)越性 自動(dòng)化立體倉庫其優(yōu)越性是多方面的: 提高倉庫的管理水平 提高倉庫的出入庫頻率 提高倉庫單位面積的庫存量 對(duì)于企業(yè)來說,可從以下幾個(gè)方面得到體現(xiàn)： 提高空間利用率 便于形成先進(jìn)的物流系統(tǒng)，提高企業(yè)生產(chǎn)管理水平 加快貨物的存取節(jié)奏，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率 減少庫存資金積壓 現(xiàn)代化企業(yè)的標(biāo)志 1.3自動(dòng)化倉庫的分類 按建筑形式分為整體(>12m)和分離式(<10m)。 按貨物存取形式分為單元貨架式，移動(dòng)貨架式和揀選貨架式。 按貨架構(gòu)造形式分為單元貨架式，貫通式，水平循環(huán)式和垂直循環(huán)式倉庫。 按所起的作用分為生產(chǎn)性倉庫和流通性倉庫。 按自動(dòng)化倉庫與生產(chǎn)聯(lián)接的緊密程度分為獨(dú)立型，半緊密型和緊密型倉庫。 1.4自動(dòng)化倉庫的應(yīng)用范圍 自動(dòng)化高架倉庫應(yīng)用范圍很廣，幾乎遍布所有行業(yè)。自動(dòng)化所先后參加了第二汽車制造廠立體庫、上海虹橋機(jī)場國際貨運(yùn)立體庫、天水長城開關(guān)廠FMS板材立體庫、上海寶鋼總廠備件立體庫、國家863計(jì)劃中CIMS實(shí)驗(yàn)工程立體庫、濟(jì)南第一機(jī)床廠中央立體庫、株洲南方航空動(dòng)力機(jī)械有限公司物流系統(tǒng)、儀征化纖股份公司滌綸長絲立體庫、廣東震德塑料機(jī)械廠有限公司零部件自動(dòng)化立體庫等四十余座自動(dòng)化倉庫的建設(shè), 這些自動(dòng)化倉庫都達(dá)到了當(dāng)時(shí)的國內(nèi)最高水平, 有的達(dá)到了國際先進(jìn)水平。 2.自動(dòng)化倉庫系統(tǒng)和功能分析 2.1系統(tǒng)分析 自動(dòng)化倉庫系統(tǒng): 巷道堆垛機(jī)系統(tǒng);輸送機(jī)系統(tǒng);信息識(shí)別系統(tǒng);管理系統(tǒng);出入庫系統(tǒng). 輸送系統(tǒng)輸送能力大，運(yùn)距長，結(jié)構(gòu)簡單。輸送和裝卸的不同運(yùn)動(dòng)階段之間互相轉(zhuǎn)換的橋梁，正是輸送把物的運(yùn)動(dòng)的各個(gè)階段聯(lián)成為連續(xù)的“流”，使物流的概念名副其實(shí)。 信息識(shí)別可以通過聲，光磁，電子等多種介質(zhì)存儲(chǔ)。具體實(shí)行時(shí)，是在自動(dòng)化輸送設(shè)備的關(guān)鍵部位配制自動(dòng)化識(shí)別裝置。將每一處所獲取的信息通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)傳輸，并進(jìn)行統(tǒng)一的處理。以實(shí)現(xiàn)在整個(gè)自動(dòng)化倉庫對(duì)貨物的信息跟蹤。 管理系統(tǒng)主要功能是：出入庫處理，庫存管理等。 2.2功能分析 a存儲(chǔ)和保管的功能 倉庫具有一定的空間,用于容納物品.現(xiàn)代倉庫常常不僅是一個(gè)物品存儲(chǔ)的場所,還 應(yīng)有相應(yīng)的設(shè)備,根據(jù)存儲(chǔ)物品的特征來保管好存儲(chǔ)的物品.例如,一些存儲(chǔ)揮發(fā)性溶劑的倉庫,必須有通風(fēng)設(shè)備以防止空氣中揮發(fā)性物質(zhì)含量過多而引起爆炸;有些存儲(chǔ)精密儀器的倉庫,需要防潮、防塵、恒溫,所以應(yīng)設(shè)置空調(diào),恒溫控制設(shè)備;還要防止在搬運(yùn)和堆放時(shí)碰壞、壓壞物品.隨著搬運(yùn)機(jī)具和操作方法的不斷改進(jìn),保護(hù)物品的措施和手段日趨完善,這樣就真正起到了儲(chǔ)存和保管作用. b調(diào)節(jié)供需功能 現(xiàn)代化大生產(chǎn)形式是多種多樣的.從生產(chǎn)和消費(fèi)的連續(xù)性來看,各種產(chǎn)品都有不同的特點(diǎn).有些產(chǎn)品的生產(chǎn)是均衡的,還有一些產(chǎn)品生產(chǎn)是不均衡的,而消費(fèi)是均衡不斷進(jìn)行的.要使生產(chǎn)和消費(fèi)協(xié)調(diào)起來,這就需要倉庫起到“蓄水池”的調(diào)節(jié)作用. c貨物運(yùn)輸能力調(diào)節(jié)功能 各種運(yùn)輸工具的運(yùn)輸能力是不一樣的.船舶的運(yùn)輸能力大,海運(yùn)一般是萬噸級(jí)的,江河船也有幾百噸至幾千噸,汽車的運(yùn)輸能力很小,一般每輛車裝4到10噸.它們之間的運(yùn)輸銜接是不平衡的,這種運(yùn)輸能力也是通過倉庫進(jìn)行調(diào)節(jié)銜接的. 自動(dòng)化倉庫除了全部具備,而且更能充分實(shí)現(xiàn)上述功能.它明顯的節(jié)省倉庫用地面積和充分利用空間,容易實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的控制和管理,較好地適合特殊場合的需要.由于自動(dòng)化倉庫的出現(xiàn),已由保管型向流通型轉(zhuǎn)變.自動(dòng)化倉庫提高了倉庫存取作業(yè)自動(dòng)化程度,物流系統(tǒng)更加方便和合理.擴(kuò)大了存儲(chǔ)系統(tǒng)的綜合利用和作業(yè)范圍,而增加了分揀、轉(zhuǎn)運(yùn)、陪送、包裝、流通加工、信息處理等設(shè)施,能夠全面為生產(chǎn)和商業(yè)流通服務(wù). 總之,自動(dòng)化倉庫使原來的“靜態(tài)倉庫”變成了“動(dòng)態(tài)倉庫”。 3.自動(dòng)化倉庫總體設(shè)計(jì)方案確定 隨著經(jīng)濟(jì)全球化步伐的加快，物流供應(yīng)鏈中蘊(yùn)藏的巨大潛力越來越引起人們的注意。而物流中心則是物流供應(yīng)鏈中重要的樞紐之一。它是接受并處理下游用戶的訂貨信息，對(duì)上游供應(yīng)方的大批量貨物進(jìn)行集中儲(chǔ)存、加工等作業(yè)，并向下游進(jìn)行批量轉(zhuǎn)運(yùn)的設(shè)施和機(jī)構(gòu)。而實(shí)現(xiàn)這些功能的直接執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括：自動(dòng)倉儲(chǔ)設(shè)備（自動(dòng)化立體倉庫）,其它貨架（平面托盤貨架與流動(dòng)貨架等）,各種輸送機(jī)（輥道輸送機(jī)、鏈條輸送機(jī)、皮帶輸送機(jī)、升降移載機(jī)、提升機(jī)等）,各種分揀設(shè)備無人臺(tái)車（AGV、RGV、LGV）其它各種輔助設(shè)備.作為物流中心的重要組成部分，自動(dòng)化立體倉庫（Automatic Storage ＆ Retrieval System）直接影響到企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者制定的戰(zhàn)略和計(jì)劃、指揮和調(diào)整企業(yè)的行動(dòng)。 3.1方案的擬定 A托盤貨架，前移式叉車方案； B托盤貨架，巷道式有軌堆垛機(jī)方案； C水平移動(dòng)式貨架，前移式叉車方案。 3.2方案分析 貨架的設(shè)計(jì)是立體倉庫設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要內(nèi)容，它直接影響到立體倉庫面積和空間的利用率。貨架的形式有很多，而用在自動(dòng)化立體倉庫的貨架一般有：橫梁式貨架、牛腿式貨架、流動(dòng)式貨架等。設(shè)計(jì)時(shí)，可根據(jù)貨物單元的外形尺寸、重量及其它相關(guān)因素來合理選取。 托盤貨架是最常用的選取式貨架，可以自由選取存放在貨架任意位置的托盤貨物。托盤貨架的主要特點(diǎn)是：可以任意調(diào)整組合；架設(shè)施工簡單費(fèi)用經(jīng)濟(jì)。此類貨架在倉庫中得到廣泛的使用，甚至連一些倉庫超市也用這種貨架，作為展示及存儲(chǔ)用；存物形式為托盤。 水平移動(dòng)式貨架易控制，安全可靠。每排貨架有一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，由裝置于貨架下的滾輪沿鋪設(shè)于地面上的軌道移動(dòng)。其突出的優(yōu)點(diǎn)是提高了空間的利用，一組貨架只需一個(gè)通道，而固定式托盤貨架的一個(gè)通道，只服務(wù)于通道內(nèi)兩側(cè)的兩排貨架。所以在相同的空間里，移動(dòng)式貨架的存儲(chǔ)能力比一般固定式貨架高的多。移動(dòng)式貨架的特點(diǎn)是：節(jié)省場地面積，地面利用可達(dá)80%；可直接存取每一項(xiàng)貨物，不受先進(jìn)先出的限制；使用高度可達(dá)12m，單位面積的存儲(chǔ)量比托盤貨架可提升2倍左右；機(jī)電裝置多、維護(hù)困難；建造成本高、施工速度慢。 叉車是一種用來裝卸、搬運(yùn)和堆碼單元貨物的車輛。它具有適用性強(qiáng)，機(jī)動(dòng)靈活，效率高的優(yōu)點(diǎn)。叉車的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為平衡重式、前移式、插腿式、側(cè)面叉車等。其中前移式叉車的門架可以前后移動(dòng)的叉車。運(yùn)行時(shí)門架后移，使貨物重心位于前后輪之間，運(yùn)行穩(wěn)定，具有不需要平衡重，自重輕，降低直角通道寬和直角堆跺寬，適用于車間、倉庫內(nèi)工作。按操作可分為：站駕駛、座駕駛。這種叉車采用電池為動(dòng)力，不會(huì)污染周圍空氣。由于在庫內(nèi)作業(yè)，地面條件好，故一般采用實(shí)心輪胎，車輪直徑比較小。在取貨或卸貨時(shí)，貨叉隨著門架前移到前輪以外。但運(yùn)行時(shí)，門架縮回到車體內(nèi)，使叉車整體是平衡重。車體尺寸較小，轉(zhuǎn)彎半徑也小。在巷道內(nèi)作業(yè)時(shí)，巷道寬道比平衡重式叉車小的多，從此可以提高倉庫面積利用。 堆垛機(jī)是整個(gè)自動(dòng)化立體倉庫的核心設(shè)備，通過手動(dòng)操作、半自動(dòng)操作或全自動(dòng)操作實(shí)現(xiàn)把貨物從一處搬運(yùn)到另一處。它由機(jī)架（上橫梁、下橫梁、立柱）、水平行走機(jī)構(gòu)、提升機(jī)構(gòu)、載貨臺(tái)、貨叉及電氣控制系統(tǒng)構(gòu)成。 a.堆垛機(jī)形式的確定：堆垛機(jī)形式多種多樣，包括單軌巷道式堆垛機(jī)、雙軌巷道式堆垛機(jī)、轉(zhuǎn)巷道式堆株機(jī)、單立柱型堆垛機(jī)、雙立柱型堆垛機(jī)等等。 b.堆垛機(jī)速度的確定：根據(jù)倉庫的流量要求，計(jì)算出堆垛機(jī)的水平速度、提升速度及貨叉速度。 c.其它參數(shù)及配置：據(jù)倉庫現(xiàn)場情況及用戶的要求選定堆垛機(jī)的定位方式、通訊方式等。堆垛機(jī)的配置可高可低，視具體情況而定。 巷道式有軌堆垛機(jī)起重重量在2噸以下，有的達(dá)4到5噸，使用這種設(shè)備的倉庫高達(dá)40多米、大多數(shù)在10米25米之間。它的主要用途是：在立體倉庫的貨架巷道間來回穿梭運(yùn)行，位于巷道口的貨物存入貨格；或者相反取出貨格內(nèi)的貨物運(yùn)送到巷道口。 3.3方案確定 綜上所述：方案B適合在車間等環(huán)境下工作，同時(shí)也符合本次倉庫設(shè)計(jì)。同時(shí)也要滿足以下幾點(diǎn)： a、明確自動(dòng)化立體倉庫與上游、下游銜接的工藝過程; b、物流要求：上游進(jìn)入倉庫的最大入庫員、向下游轉(zhuǎn)運(yùn)的最大出庫量以及所要求的庫容量； c、物料的規(guī)格參數(shù)：物料的品種數(shù)、物料包裝形式、外包裝尺寸、重量、保存方式及其它物料的其它特性； d、立體倉庫的現(xiàn)場條件及環(huán)境要求； e、用戶對(duì)倉庫管理系統(tǒng)的功能要求； f、其它相關(guān)的資料及特殊要求。 3.3.1自動(dòng)化立體倉庫輔助系統(tǒng)的確定 根據(jù)物流圖，合理選擇輸送機(jī)的類型，包括：輥道輸送機(jī)、鏈條輸送機(jī)、皮帶輸送機(jī)、升降移載機(jī)、提升機(jī)等。同時(shí)，還要根據(jù)倉庫的瞬時(shí)流量合理確定輸送系統(tǒng)的速度。 根據(jù)倉庫的工藝流程及用戶的一些特殊要求，可適當(dāng)增加一些輔助設(shè)備，包括：手持終端、叉車、平衡吊等。 初步設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)及倉庫管理系統(tǒng)（WMS）的各功能模塊 根據(jù)倉庫的工藝流程及用戶的要求，合理設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)及倉庫管理系統(tǒng)（WMS）。控制系統(tǒng)及倉庫管理系統(tǒng)一般采用模塊化設(shè)計(jì)，便于升級(jí)和維護(hù)。 在有條件的情況下，對(duì)整套系統(tǒng)進(jìn)行仿真模擬，可以對(duì)立體倉庫的貯運(yùn)工作進(jìn)行較為直觀的描述，發(fā)現(xiàn)其中的一些問題和不足，并作出相應(yīng)的更正，以優(yōu)化整個(gè)AS/RS系統(tǒng)。 3.3.2自動(dòng)化立體倉庫的總體布局 自動(dòng)化立體倉庫包括：入庫暫存區(qū)、檢驗(yàn)區(qū)、碼垛區(qū)、儲(chǔ)存區(qū)、出庫暫存區(qū)、托盤暫存區(qū)、不合格品暫存區(qū)及雜物區(qū)等。規(guī)劃時(shí)，立體倉庫內(nèi)不一定要把上述的每一個(gè)區(qū)都規(guī)劃進(jìn)去，可根據(jù)用戶的工藝特點(diǎn)及要求來合理劃分各區(qū)域和增減區(qū)域。同時(shí)，還要合理考慮物料的流程，使物料的流動(dòng)暢通無阻，這將直接影響到自動(dòng)化立體倉庫的能力和效率。 3.4方案所解決的問題 由于本次設(shè)計(jì)沒有和相關(guān)的實(shí)際情況相聯(lián)系，也沒有相關(guān)的說明，結(jié)合個(gè)人能力和時(shí)間限制，依任務(wù)書的要求和分析上述資料中的一般的自動(dòng)化立體倉庫的設(shè)計(jì)方法和步驟，將自動(dòng)化立體倉庫的總體設(shè)計(jì)方案確定如下： （1）本次設(shè)計(jì)主要解決的問題有: 自動(dòng)化倉庫中的堆垛機(jī)的自動(dòng)控制。 自動(dòng)化立體倉庫的構(gòu)造尺寸及基本布局。 自動(dòng)化立體倉庫的運(yùn)輸線路的大體設(shè)計(jì)。 計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 （2）解決的思路與方法如下: a綜合考慮對(duì)堆垛機(jī)的自動(dòng)控制要求擬采用PLC自動(dòng)控制器配合相關(guān)的檢測裝置來控制其相關(guān)動(dòng)作。 通過對(duì)堆垛機(jī)動(dòng)作的分析理出相應(yīng)的工藝路線，結(jié)合相關(guān)的要求統(tǒng)計(jì)輸入輸出點(diǎn)的個(gè)數(shù)再進(jìn)行PLC的選型，結(jié)合堆垛機(jī)的工作方式設(shè)計(jì)合理的控制面板，對(duì)堆垛機(jī)的行走方向和升降方向準(zhǔn)停位置的確定采用光電開關(guān)加奇偶校驗(yàn)來保證其精度，為了能使堆垛機(jī)能平穩(wěn)的運(yùn)行，對(duì)行走方向和升降方向的電機(jī)調(diào)速采用兩臺(tái)變頻器來對(duì)相應(yīng)的速度進(jìn)行控制。結(jié)合整個(gè)控制過程對(duì)堆垛機(jī)動(dòng)作的相應(yīng)執(zhí)行進(jìn)行手動(dòng)和自動(dòng)、單周期和連續(xù)控制的PLC程序設(shè)計(jì)。 b對(duì)自動(dòng)化立體倉庫構(gòu)造尺寸及基本布局的設(shè)計(jì)。 根據(jù)自動(dòng)化立體倉庫存放的貨物的特性選用合適的存儲(chǔ)容器，本次采用托盤式的存儲(chǔ)容器，然后根據(jù)相關(guān)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)來設(shè)計(jì)托盤。對(duì)于貨架的結(jié)構(gòu)和尺寸也采用相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)來設(shè)計(jì)，（參照現(xiàn)有的貨架來設(shè)計(jì)）再對(duì)進(jìn)行相應(yīng)的受力分析來最終定型。 c自動(dòng)化立體倉庫的運(yùn)輸線路的大體設(shè)計(jì)。 根據(jù)對(duì)運(yùn)輸線路布局的設(shè)計(jì)，合理劃分出入庫的通道，采用滾筒輸送機(jī)和鏈?zhǔn)絺鲃?dòng)的輥?zhàn)虞斔蜋C(jī)及換向裝置（萬向回轉(zhuǎn)臺(tái)）的組合來實(shí)現(xiàn)。 d計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)可采用條形碼技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。 用ACCESS軟件來建立一個(gè)適合倉庫管理的數(shù)據(jù)庫，把即將入庫和已經(jīng)出庫的物品通過條碼技術(shù)來記錄，實(shí)時(shí)的對(duì)相關(guān)的操作進(jìn)行編輯。 結(jié)合上述的思路，將總體布局圖表示如圖3.1： 3.1 總體布局圖 4.自動(dòng)化倉庫存儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4.1參數(shù)選擇及確定 由于本次設(shè)計(jì)任務(wù)書中沒有涉及到對(duì)自動(dòng)化倉庫中貨物性質(zhì)、種類等相關(guān)的要求，故本次設(shè)計(jì)依據(jù)參考資料中的一些常用的技術(shù)參數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行設(shè)計(jì)。 4.1.1存儲(chǔ)物品特性確定 存儲(chǔ)物品名稱：A、B、C、D 存儲(chǔ)物品種類：成品 存儲(chǔ)物品性質(zhì)：一般物品 存儲(chǔ)物品包裝：紙箱 存儲(chǔ)物品所用容器：托盤 4.1.2托盤選型及設(shè)計(jì) 考慮到托盤的用途擬采用四口型的平托盤，取其為標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)格。 其規(guī)格為： 其載重量定為： 托盤的構(gòu)造簡圖如下： 圖4.1 托盤的構(gòu)造簡圖 對(duì)托盤有如下要求： 要求托盤的長度和寬度的制造誤差為：兩對(duì)角線誤差 對(duì)其基本尺寸可以參考資料自動(dòng)化立體倉庫設(shè)計(jì) 對(duì)其插口高度定為：其托盤高度定為： 托盤的材料選用鋼制托盤。 由于鋼在時(shí)的密度為： 4.1.3存儲(chǔ)單位尺寸確定 容器重量：（托盤）因托盤并不是實(shí)的，故在計(jì)算其質(zhì)量的時(shí)候可以乘以一個(gè)系數(shù)來確定。 ，（這里取托盤的充實(shí)系數(shù)k為：0.36） 存儲(chǔ)物的尺寸范圍：最大： 最?。? 每一庫存平均單位重量： 4.1.4倉庫規(guī)模確定 構(gòu)造形式為：分離式 性質(zhì)：生產(chǎn)性倉庫 初步擬定貨架的規(guī)模為： 4.2立體倉庫構(gòu)造尺寸確定 對(duì)存儲(chǔ)單元的貨態(tài)尺寸進(jìn)行分析后，可以仿照型立體倉庫貨架的構(gòu)型來進(jìn)行設(shè)計(jì).(按存儲(chǔ)物的尺寸的最大值來進(jìn)行設(shè)計(jì)) 4.2.1貨架層尺寸確定及計(jì)算 貨架層根據(jù)所處的位置的不同，其可以分為：底層、標(biāo)準(zhǔn)層、橫梁層和頂層。根據(jù)貨物的最大高度（含托盤）查資料自動(dòng)化立體倉庫設(shè)計(jì)中表貨物高度和貨架層的關(guān)系可以知道貨架的總高度為： 查資料自動(dòng)化立體倉庫設(shè)計(jì)表：型單元貨物與層之間的關(guān)系可以知道其各層尺寸分別為： 最下層： 1層： 2層： 3層: 4層: 5層: 6層: 7層: 8層: 9層： 10層： 11層: 12層: 其中頂層高度為：，橫梁層高度為：，標(biāo)準(zhǔn)層高度為：， 底層高度為：。 現(xiàn)將貨架層高度尺寸的布局表示如下： 圖4.2 貨架層高度尺寸的布局圖 貨架寬度的確定： 圖4.3 貨架寬度示意圖 據(jù)最大貨物的寬度來計(jì)算其相關(guān)的尺寸如下： 堆垛機(jī)的過道寬： 貨架面板寬： 貨架的寬度: 貨架總寬(包括加強(qiáng)肋): 貨架跨度的計(jì)算: 圖4.4 貨架跨度示意圖 根據(jù)圖示尺寸的標(biāo)注，和參考資料自動(dòng)化立體倉庫設(shè)計(jì)表貨架跨度的計(jì)算表可以計(jì)算出相關(guān)的尺寸：由于貨架的總高為：故： 立柱的厚度： 貨架和貨物之間的間隙： 貨架跨度： 貨架的總長的確定： 貨架各部分尺寸表示如下圖： 圖4.5 貨架各部分尺寸示意圖 貨架的總長： 其中為貨架的列數(shù)： 貨架的上軌道長度： 查參考資料自動(dòng)化立體倉庫設(shè)計(jì)表貨架各部分尺寸表可以查出： 貨架下軌道長度：查參考資料自動(dòng)化立體倉庫設(shè)計(jì)表貨架各部分尺寸表可得到： 自動(dòng)化立體倉庫貨架與建筑物的距離的確定：（見圖4.6） 圖4.6 倉庫貨架與建筑物的距離示意圖 圖4.7倉庫貨架與建筑物的距離示意圖 高層貨架擬定采用矩形管材、焊接方式、立體結(jié)構(gòu)、組合型整體鋼質(zhì)貨架，庫區(qū)貨架布置4個(gè)巷道、8排、20列、12層總計(jì)1920個(gè)貨位，庫內(nèi)有機(jī)械設(shè)備：矩形鋼管焊接牛腿貨架一套、堆垛機(jī)四臺(tái)、庫前輸送小車2臺(tái)及鋼質(zhì)托盤1920個(gè)。庫中機(jī)械設(shè)備控制系統(tǒng)全部采用先進(jìn)的可編程序控制器控制和渦流制動(dòng)調(diào)速器變速運(yùn)行。 4.3倉庫貨架力學(xué)分析 4.3.1單元鋼質(zhì)貨架柱平面外穩(wěn)定性計(jì)算 ①．一個(gè)貨物對(duì)地的重力： ?。? ②．貨架立柱截面積、牛腿截面相關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算：（如圖4.8） 立柱的截面積：（H=100；B=80；h=94；b=74；t=3；） 立柱的截面慣性矩及： （4.1） ③．立柱的截面回轉(zhuǎn)半徑： （4.2） ④．立柱截面抵抗矩： （4.3） 牛腿截面相關(guān)參數(shù)計(jì)算：（見圖4.9） 牛腿截面積：（H=60；B=30；h=54；b=24；t=3；） 牛腿截面慣性矩： （4.4） 牛腿截面抵抗矩： 綜上可以將管材的截面相關(guān)計(jì)算列入下表： 表4.1 相關(guān)計(jì)算列表 名稱 截面尺寸 截面積 慣性矩 抵抗矩 回轉(zhuǎn)半徑 t H h B b 立柱 3 100 94 80 74 1044 1544732 30894.64 38.47(32.35) 牛腿 3 60 54 30 24 504 225072 7502.4 無 牛腿截面應(yīng)力分析 （參見圖4.9） 計(jì)算牛腿截面力矩 從圖2中可以看出，作用于牛腿上的力為:；，此時(shí)，對(duì)柱軸的距離為200，故： 牛腿截面應(yīng)力：（材質(zhì)為：，其屈服強(qiáng)度為： （4.5） 圖4.8 立柱截面示意圖 圖4.9 牛腿示意圖 貨架柱截面受力分析： 貨架立柱全高17.03m,下段根部和地面±0.00處的予埋鐵板直焊固定.因此，平面貨架立柱裝配后整體穩(wěn)定牢固，其設(shè)置5道水平拉桿，按受力分析，柱片的下段柱截面受力最大，故作為貨架柱驗(yàn)算截面標(biāo)準(zhǔn)段。 (1) 貨架下段立柱計(jì)算（參見圖4.10（a）） 圖3.11（a）為貨架下段在荷載1～12層不對(duì)稱條件下計(jì)算草圖，軸力荷載；柱身有1～3 層因牛腿引起的力矩(參見圖4.9） 圖4.11（b）為貨架下段在載荷1～12層對(duì)稱條件下計(jì)算草圖，軸力荷載，此時(shí) （圖4.11（b））下段細(xì)長比 （查材料力學(xué)資料） （4.6） (2) 柱截面在（圖4.11（a））條件下，軸方向應(yīng)力：（參見圖4.8） 將相關(guān)的值（見表4.1）代入公式如下: （4.7） 其中當(dāng)時(shí)，截面軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)； 圖4.10 受力示意圖（a.b） 圖4.11 受力示意圖(a.b) 柱截面在（圖4.11(b)）條件下，軸方向應(yīng)力： （4.8） 綜上，貨架立柱截面分別在( 圖4.11(a)(b))條件下應(yīng)力為：72.26和49.31其均小于故安全。 5.堆跺機(jī)控制部分設(shè)計(jì) 5.1工藝過程分析 5.1.1工藝過程 堆垛機(jī)的動(dòng)作根據(jù)不同的工作方式而略有不同，其大體上可以分為三種工作方式：入庫、出庫、倒庫。各種動(dòng)作的執(zhí)行必須搭配好各種檢測裝置。 入庫：原點(diǎn)→在相應(yīng)的位置取貨物→列向移動(dòng)→縱向移動(dòng)→橫向移動(dòng)→貨叉的微降→橫向反方向移動(dòng)到橫向原點(diǎn)→縱向反方向移動(dòng)到下限→列向反方向移動(dòng)到原點(diǎn) 出庫：原點(diǎn)→列向移動(dòng)→縱向移動(dòng)→橫向移動(dòng)→貨叉的微抬→橫向反方向移動(dòng)到橫向原點(diǎn)→縱向反方向移動(dòng)到下限→列向反方向移動(dòng)到原點(diǎn)→在相應(yīng)的位置放貨物 倒庫：原點(diǎn)→列向移動(dòng)到取貨的位置→縱向移動(dòng)到取貨的位置→橫向移動(dòng)到取貨的位置→橫向微抬→橫向反方向移動(dòng)到橫向原點(diǎn)→縱向反方向移動(dòng)到下限→列向移動(dòng)到新的放貨位置→縱向移動(dòng)到新的位置→橫向移動(dòng)到新的位置→貨叉的微降→橫向反方向移動(dòng)到橫向原點(diǎn)→縱向反方向移動(dòng)到下限→列向反方向移動(dòng)到原點(diǎn) 而其中的各種檢測元件可以視為一開關(guān)量，其在堆跺機(jī)（堆 跺機(jī)示意如圖5.1）上的布局及數(shù)量可以初步設(shè)計(jì)如下： 圖5.1 堆跺機(jī)的示意圖 a.在軌道的列向、縱向、橫向分別設(shè)置限位開關(guān)，共計(jì)6個(gè)。 在堆跺機(jī)的動(dòng)作方向上設(shè)置的傳感器有： b.減速傳感器：使堆跺機(jī)的動(dòng)作平穩(wěn)、防止沖擊、振動(dòng)，一般成對(duì)使用。 c.位置傳感器：檢測堆跺機(jī)的運(yùn)行位置。 d.緊急停止傳感器：進(jìn)入緊急停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，切斷動(dòng)力電源使機(jī)械停止運(yùn)轉(zhuǎn)。 e.超限傳感器：貨物尺寸是否超出貨臺(tái)的尺寸。 f.貨態(tài)檢測傳感器：檢測貨物尺寸是否在規(guī)格之內(nèi)。（是否超出、傾斜等） g.貨臺(tái)傳感器：貨臺(tái)上是否有貨。 h.貨架上有無貨物傳感器。（其裝在貨叉上） 各種傳感器在堆跺機(jī)上的位置布局大體如下： 貨臺(tái)俯視圖： 圖5.1傳感器布置圖 貨臺(tái)側(cè)視圖： 圖5.2 傳感器布置圖 堆垛機(jī)側(cè)視圖： 圖5.3 傳感器布置圖 控制要求： 為了滿足要求，堆跺機(jī)的控制應(yīng)設(shè)置如下幾種工作方式： a.手動(dòng)工作方式：對(duì)其每一步有單獨(dú)的控制。 b.單周期工作方式：對(duì)其設(shè)定出、入庫等操作后，使其完成一個(gè)周期的動(dòng)作返回原點(diǎn)。 c.連續(xù)工作方式：對(duì)其設(shè)定相關(guān)的操作后，能使其連續(xù)的工作。 停車方式也有兩種： a.正常停車：執(zhí)行完相關(guān)的操作后，使其返回原點(diǎn)，自動(dòng)停機(jī)。 b.緊急停車：在發(fā)生故障以后或在緊急的狀態(tài)下停車，排除故障后手動(dòng)回到原點(diǎn) 5.1.2.PLC選型 輸入信號(hào)： a.軌道的列向、縱向、橫向的限位開關(guān)共需要6個(gè)端子。 b.位置傳感器信號(hào)需要7個(gè)輸入端子。 c.減速傳感器信號(hào)需要1個(gè)輸入端子。 d.緊急停止傳感器信號(hào)需要1個(gè)輸入端子。 e.檢測貨架上的有無貨物需要（左、右）2個(gè)輸入端子。 f.檢測貨臺(tái)上有無貨物需要1個(gè)輸入端子。 g.超限傳感器需要4個(gè)輸入端子。 h.貨態(tài)檢測傳感器需要3個(gè)輸入端子。 i.工作方式的選擇開關(guān)：手動(dòng)、單周期、連續(xù)種工作方式共需要3個(gè)輸入端子。 j.手動(dòng)操作有動(dòng)作：前、后、左、右、上、下貨架左右8個(gè)輸入端子。 k.自動(dòng)工作方式需要啟動(dòng)、正常停車、緊急停車三個(gè)按紐也需要3個(gè)輸入端子。 l.為了設(shè)定相應(yīng)的出庫、入庫地址添加一地址設(shè)定及其顯示控制，需要輸入點(diǎn)12個(gè)。 m.增加方式選擇輸入點(diǎn)3個(gè)。 n.增加行走方向和上升方向的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)編碼器的觸點(diǎn)2個(gè)。 o.增加手動(dòng)速度控制方式點(diǎn)3個(gè)。 輸出信號(hào)： a.PLC的輸出用于控制堆跺機(jī)的上升、下降、前移、后移、左移、右移的電機(jī)線圈，需要個(gè)1原點(diǎn)指示燈和報(bào)警燈合計(jì)需要輸出信號(hào)5個(gè)。 b.增加3個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)向輸出點(diǎn)。（電機(jī)1、2、3的反轉(zhuǎn)） c.增加運(yùn)行電機(jī)中、低速、起升電機(jī)低速輸出點(diǎn)3個(gè)。 為了使故障能夠快速有效的解決，添加顯示裝置，其中故障類型可以作如下處理： 1．入庫貨格占位。 2．出庫貨格無貨。 3．載貨臺(tái)貨物不正或倒塌。 4．地址行走超限。 5．認(rèn)址出現(xiàn)故障報(bào)警。 初步計(jì)算其輸入點(diǎn)數(shù)共有57個(gè)，輸出點(diǎn)數(shù)共有39個(gè)。 根據(jù)所需要的總點(diǎn)數(shù)并需要有一定的備用量，結(jié)合經(jīng)濟(jì)性和實(shí)際性，可以初步選用，其輸入和輸出各64點(diǎn)，繼電器輸出類型。 圖5.4 控制面板示意圖 5.2 PLC控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 5.2.1接線圖 根據(jù)所選的PLC型號(hào)及其輸入/輸出端子的分配可畫出其輸入、輸出端子分配的接線圖，如下圖所示： 圖5.5 輸入輸出分配示意圖 5.2.2總體結(jié)構(gòu)框圖 為了方便編程，將手動(dòng)和自動(dòng)程序分別編出相對(duì)獨(dú)立的程序段來用條件跳轉(zhuǎn)指令來進(jìn)行選擇，整個(gè)控制系統(tǒng)的程序結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示： 圖5.6 整個(gè)控制系統(tǒng)的程序結(jié)構(gòu)框圖 5.2.3手動(dòng)程序設(shè)計(jì) 手動(dòng)程序的設(shè)計(jì)可以按照普通繼電器程序來設(shè)計(jì)。 默認(rèn)情況下，電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)均指高速運(yùn)行。 下圖即為堆跺機(jī)控制系統(tǒng)的手動(dòng)程序： 圖5.7 堆跺機(jī)控制系統(tǒng)的手動(dòng)程序梯形圖 5.2.4顯示及其設(shè)定顯示程序設(shè)計(jì) 在這里要說明： 因?yàn)樨浖芤?guī)模的限制，列顯示數(shù)碼管1只顯示1、2、3，而層數(shù)碼管也只顯示1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12；報(bào)警的數(shù)碼管只顯示1、2、3、4、5；這樣可以做到和實(shí)際聯(lián)系起來，減少不必要的麻煩。（以下只對(duì)其中列顯示數(shù)碼管2的輸入及顯示進(jìn)行程序的設(shè)計(jì)，其它數(shù)碼管的程序和其基本相同，在這里就不再列舉了。） 圖5.8 數(shù)碼管示意圖 在下表中，其中“+”表示通電，空白表示未通電。 表5.1 真值表 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 (a)Y5 + + + + + + + + (b)Y6 + + + + + + + (c)Y7 + + + + + + + + (d)Y8 + + + + + + + (e)Y9 + + + + + (f)Y10 + + + + + + + (g)Y11 + + + + + + + M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 根據(jù)按鍵的要求，當(dāng)同時(shí)按下兩個(gè)鍵是數(shù)碼管只是顯示先按下的鍵，故此梯形圖中需要加相關(guān)的自鎖和互鎖裝置來實(shí)現(xiàn)要求，綜合考慮后可以編寫出如下的梯形圖 輸入按鍵的梯形圖： 圖5.9輸入按鍵的梯形圖 數(shù)碼顯示梯形圖： 圖5.10數(shù)碼顯示梯形圖 5.2.5自動(dòng)程序編寫 由于自動(dòng)程序可以分為3個(gè)部分：出庫、入庫、倒庫，故對(duì)其進(jìn)行分別編寫 對(duì)入庫、出庫、倒庫的操作過程中，其必須加上報(bào)警子程序。 入庫程序如下圖所示： 其SFC圖： 圖5.11 入庫SFC圖 入庫程序的梯形圖及程序如下： 圖5.12入庫程序的梯形圖 相關(guān)程序： 第 35 頁 共68 頁 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 1.LD X14 2.AND X12 3.OUT Y3 4.SET S0 5.STL S0 6.LD X0 7.AND X17 8.SET S20 9.STL S20 10.OUT Y0 11.LD X57 12.AND X23 13.AND X25 14.AND X19 15.SET S21 16.STL S21 17.OUT Y1 18.LD X58 19.AND X26 20.AND X52 21.AND X9 22.AND X21 23.SET S22 24.LD X58 25.AND X26 26.AND X52 27.AND X10 28.AND X22 29.SET S23 30.STL S22 31.OUT Y3 32.LD X15 33.AND X22 34.SET S24 35.STL S24 36.OUT Y42 37.LD X53 38.SET S26 39.STL S23 40.OUT Y42 41.LD X16 42.AND X21 43.SET S25 44.STL S25 45.OUT Y3 46.LD X53 47.SET S26 48.STL S26 49.OUT Y2 50.LD X14 51.AND X18 52.SET S27 53.STL S27 54.ANI X12 55.OUT Y40 56.LD X12 57.AND M0 58.SET S20 59.LD X12 60.ANI M0 61.SET S0 62.RET 63.LD X2 64.ZRST(FNC40) 65. S0 66． S27 第 41 頁 共 68 頁 出庫程序：經(jīng)過分析，在出庫和入庫的時(shí)候其程序基本相同。（只是入庫的時(shí)候堆垛機(jī)先從貨臺(tái)上取貨物，而出庫的時(shí)候卻是直接進(jìn)入倉庫，并不先取貨，在出庫的時(shí)候比入庫多了一把相應(yīng)的貨物放到貨臺(tái)上，故在這里略去出庫程序的編寫，其基本和出庫相似。） 倒庫程序如下圖所示： 其SFC圖： 圖5.13 倒庫SFC圖 倒庫程序的梯形圖及程序如下： 圖5.14 倒庫程序的梯形圖 相關(guān)程序： 1.LD X14 2.AND X12 3.OUT Y3 4.SET S0 5.STL S0 6.LD X0 7.AND X17 8.SET S20 9.STL S20 10.OUT Y0 11.LD X57 12.AND X23 13.AND X25 14.AND X19 15.SET S21 16.STL S21 17.OUT Y1 18.LD X58 19.AND X26 20.AND X52 21.AND X9 22.AND X21 23.SET S22 24.LD X58 25.AND X26 26.AND X52 27.AND X10 28.AND X22 29.SET S23 30.STL S22 31.OUT Y3 32.LD X15 33.AND X22 34.SET S24 35.STL S24 36.OUT Y42 37.LD X53 38.SET S26 39.STL S23 40.OUT Y42 41.LD X16 42.AND X21 43.SET S25 44.STL S25 45.OUT Y3 46.LD X53 47.SET S26 48.STL S26 49.OUT Y2 50.LD X14 51.AND X17 52.SET S20 53.LD X14 54.AND X18 55.SET S27 56.STL S20 57.OUT Y0 58.LD X57 59.AND X23 60.AND X25 61.AND X19 62.SET S21 63.STL S27 64.OUT Y40 65.LD X57 66.AND X23 67.AND X25 68.AND X19 69.SET S21 70.STL S21 71.OUT Y1 72.LD X58 73.AND X26 74.AND X52 75.AND X9 76.AND X21 77.SET S22 78.LD X58 79.AND X26 80.AND X52 81.AND X10 82.AND X22 83.SET S23 84.STL S22 85.OUT Y3 86.LD X15 87.AND X22 88.SET S24 89.STL S24 90.OUT Y42 91.LD X53 92.SET S26 93.STL S23 94.OUT Y42 95.LD X16 96.AND X21 97.SET S25 98.STL S25 99.OUT Y3 100.LD X53 101.SET S26 102.STL S26 103.OUT Y2 104.LD X14 105.AND X18 106.SET S27 107.STL S27 108.ANI X12 109.OUT Y40 110.LD X12 111.AND M0 112.SET S20 113.LD X12 114.ANI M0 115.SET S0 116.RET 117.LD X2 118.ZRST(FNC40) 119. S0 120. S27 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 5.3相關(guān)選型 考慮到自動(dòng)化立體倉庫的位置精度的要求擬采用增量式旋轉(zhuǎn)編碼器。綜合考慮相關(guān)的要求采用E6B2—CWZ6C（500P/R）旋轉(zhuǎn)編碼器。其基本特征有：直線輸出含附屬的耦合器，容許的最大旋轉(zhuǎn)數(shù)為6000r/min（查相關(guān)的