堆垛机设计-毕设论文
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题目:堆垛机设计(机械部分)专业:机械设计制造及其自动化学生:(签名)指导教师:(签名)摘要本文主要是有轨堆垛机的机械部分设计,包含堆垛机的行走机构、升降机构、伸缩机构的设计,其中重点放在了行走机构的设计上。
根据比较选择了单立柱堆垛机,在进行机构的设计时,根据电机确定机构的总体结构,再由运行阻力计算行走电机的功率,进而确定电机型号。
本设计升降轨道采用双柱型轨道,结构简单工艺性好,货叉伸缩机构借鉴了抽屉轨道的原理。
根据设计要求对各主要部件初步选型后再对部件进行强度的校核,来保证选择的合理性。
在本文最后部分,对该堆垛机的刚性和稳定性进行了较为详细的分析,从而保证了堆垛机工作时运行的平稳性和可靠性。
关键词:有轨堆垛机,行走机构,双柱型轨道Subject:The Design of the mechanical structure of a Stacker CraneAbstractThis paper describes the design of the mechanical structure , including the walking、lifting、stretch outing and draw backing mechanism of a stacker crane, in my design work I focus on the design of the walking mechanisms. According to the comparison we choice the single pillar stacker , In the design of the mechanism ,we according to he motor institutions determine the general structure of a stacker crane, Then cording the resistance to calculation traveling motor power and determine the motor model. Tracking the movement double column type orbit. Structure is simple and good in usability. The goods for the expansion institutions fork drawer the principle of orbit. According to the design requirements of the main components of preliminary selection, then to parts of checking intensity. to ensure that the choice of rationality . In the last part of this paper , the stacker strength and stability for a more detailed analysis , so as to ensure the smoothness of work stacker slide may run and reliability .Keywords: stacker crane, walking mechanism, double column type orbit目录1 绪论 (1)1.1有轨巷道堆垛机的发展: (1)1.2有轨巷道堆垛机的类型: (2)1.3有轨巷道堆垛起重机的发展趋势和研究意义: (3)2 堆垛机的结构设计 (5)2.1堆垛机的总体结构: (5)2.2起重重量 (5)2.3水平载荷 (6)2.4载荷状态 (6)2.5循环寿命 (6)3 行走机构设计方案 (8)3.1行走机构总体方案的确定 (8)3.2行走运行机构布置的主要问题 (8)3.3行走机构功率的确定于电机的选择 (9)3.3.1轨道及车轮 (9)3.3.2车轮踏面的疲劳强度校核 (9)3.3.2 主动行走轮直径的确定 (11)3.3.3 运行阻力计算 (12)3.4行走轮主轴的设计计算 (15)3.4.1 同步带传动设计计算 (15)3.4.2轴的设计计 (18)4 堆垛机伸缩机构设计 (22)4.1伸缩机构的方案确定 (22)4.2货叉传动装置的选型 (22)4.3货叉传动齿轮、齿条的计算 (23)5 升降机构的设计 (28)5.1升降机构的总体选型 (28)5.1.1定机构的工作级别 (28)5.1.2计算钢丝绳最大静拉力并选择钢丝绳 (28)5.1.3确定最小的卷绕直径 (29)5.1.4选择电动机并验算制动力矩 (30)5.2卷筒的设计 (31)6 堆垛机稳定性计算 (1)6.1堆垛机稳定性分析 (1)6.2运行中立柱挠度的计算 (1)6.2.1 立柱的相关计算 (1)6.2.2堆垛机外载荷计算 (1)6.2.2 堆垛机静态刚度的分析 (4)6.2.3 堆垛机结构强度计算 (6)6.2.4 整体稳定性计算 (7)结论 (8)致谢 (9)参考文献 (10)1 绪论我们熟知的轨巷道堆垛机是随着立体化仓库的发展而发展起来的专用起型重机,通常我们称之简称为:堆垛机。
图书分类号:密级:毕业设计(论文) 堆垛机伸缩货叉设计Stacker Telescopic Fork Design学生姓名学院名称机电工程学院专业名称机械设计制造及其自动化指导教师6月02日摘要自动化立体仓库目前广泛应用于汽车、电子、医药、烟草、建材、邮电等许多行业,是实现物流系统合理化的关键,对加快物流速度、提高劳动生产率、降低生产成本都有重要意义。
其中堆垛机又是自动化立体仓库中最重要的搬运、起重、堆垛设备, 对立体仓库的出入库效率有重要影响。
本文将注重研究双伸位堆垛机,它的使用不仅减少巷道占地,而且还减少了堆垛机台数。
在相同面积条件下,大幅度提高了地面利用率和存取工作效率,同时能够为用户节约可观的投资。
由于双伸位堆垛机的这个独特优势,它已得到迅速推广,并具有很大的市场空间。
但与国外技术相比,目前我国堆垛机产品在技术参数、产品覆盖范围、技术稳定性和产业规模等方面均有差距。
因此,本设计课题将从堆垛机的最主要的部分——货叉展开研究,希望能进一步的提高堆垛机的工作效率及使用寿命。
双伸位堆垛机采用了多级双伸位货叉,通过行程倍增实行大距离伸出,实现巷道内单边双排货架存取货物,但由于货叉悬臂加长,导致力矩相应增加,控制货叉的下挠量成为技术关键,同时也是技术难题。
堆垛机伸缩货叉采用一种能使原动机动作行程增倍的双向驱动直线运动机构。
为此,在方案设计中选择链条链轮组成的传动机构。
根据货叉存物取货的双向伸缩行程要求,仅采用双层货叉行程增倍机构是不够的,还必须实现第3层货叉的行程增倍直线差动。
但由于货叉悬臂加长,导致力矩相应增加,因此需要通过严格的理论计算和实际中的经验来控制货叉的下挠量。
在这次设计过程中,将使用Pro/E建模,并进行运动仿真,其中主要建模的零件包括链轮、链条、齿轮、齿条、下叉、中叉、上叉等。
难点在于各尺寸的确定及配合,和链传动的运动仿真。
关键词:货叉;Pro/E;挠性;仿真AbstractAutomated Warehouse now widely have been used in automotive, electronic, pharmaceutical, tobacco, building materials, telecommunications and other industries,it is to achieve rationalization of the key logistics system, to accelerate the pace of logistics, improve labor productivity, lower production costs have important significance. One stacker warehouse automation is the most important of handling, lifting and stacking equipment, for the three-dimensional warehouse to have an important impact on the efficiency of storage, the paper will focus on extending double-stacker, which not only reduce the use of roadway Land, but also reduce the number of stacking machine, under the conditions in the same area, a substantial increase access and utilization of the ground work efficiency, while users can save considerable investment. Because of this unique advantage of the extended-stacker, it has been the rapid promotion, and has great market space. However, compared with foreign technology, China's Stacker products in the technical parameters, product coverage, technology steadily and technology industries in scale of the gap. Therefore, this issue will design the most important part - Fork study, hoping to further improve the efficiency of Stacker and life.Two-side-stacker adopted the multi-level two-side-Fork, through the implementation of the gap doubled to achieve within the roadway unilateral double shelf access of goods, but because fork cantilever longer, resulting in a corresponding increase in torque , under the control Fork torsion is not only a key technology, but also technical difficulties.Stacker telescopic Fork can adopt a program of action motivated by two-way drive times the linear motion agencies, to that end, in program design in the choice of the sprocket chain drive mechanism. According Fork of the pickup of two-way telescopic trip request, only a double-decker Fork journey times by institutions is not enough, we must also achieve the three-tier Fork trip times by linear differential. However, due to Fork cantilever longer, resulting in a corresponding increase in torque, it needs a rigorous theoretical and practical experience to the next control Fork of torsion.In the design process, it is using Pro / E modeling and simulation exercise, which mainly include the sprocket parts modeling, the chain, gears, rack, under the higher, middle, lower fork and so on, the difficulty lies in Identify and cope with the size, and chain drive the simulation.Key words:Fork Pro / E Flexible Simulation目录1.绪论 (1)1.1自动化立体仓库在国民经济中的重要地位及堆垛机的意义 (1)1.1.1自动化立体仓库 (1)1.1.2自动化立体仓库的重要地位 (1)1.1.3有轨巷道堆垛机的意义 (2)1.2课题研究的目的及意义 (3)1.3堆垛机及货叉的技术要求,研究内容 (3)2.自动化立体仓库设计 (5)2.1自动化立体仓库总体规划时需要考虑的问题 (5)2.2自动化立体仓库总体规划 (6)2.2.1高层货架 (6)2.2.2巷道堆垛机 (6)2.2.3输送系统 (6)2.2.4托盘(货箱) (6)2.2.5自动控制系统 (7)2.2.6库存信息管理系统 (7)2.3巷道堆垛机设计 (7)2.3.1设计思路 (7)2.3.2 控制系统结构 (10)2.3.3 速度控制 (11)2.3.4 位置确定 (11)3.货叉方案设计 (13)3.1液压传动 (13)3.1.1双杆活塞缸 (13)3.2机械传动 (15)3.2.1链传动 (15)3.2.2齿轮齿条传动 (15)4.零件设计 (18)4.1电动机、减速器的选择 (18)4.1.1电动机的选择 (18)4.1.2减速器的选择 (19)4.2货叉的力学计算 (21)4.2.1货叉弯矩的计算 (21)4.2.2堆垛机货叉强度的计算 (22)4.2.3货叉变形计算 (23)4.3链轮链条传动计算 (26)4.3.1链传动的优缺点 (26)4.3.2链条链轮的确定 (27)4.4单个螺栓联接的受力分析和强度计算 (30)4.4.1货叉没展开时 (30)4.4.2货叉展开时(极限位置) (31)5 零件建模仿真 (35)5.1Pro/E零件建模仿真 (35)5.1.1螺栓的设计过程 (35)5.1.2螺母制作过程 (38)5.2链条链轮的设计过程 (39)5.3零件的装配 (40)5.4链传动及总装图 (42)6. NC代码 (44)6.1NC代码简介 (44)6.2.中叉上的链条槽 (44)6.3.中叉上的孔 (52)结论 (56)致谢 (57)参考文献 (58)附录........................................................ 错误!未定义书签。
摘要有轨巷道式堆垛起重机是在高层货架的狭窄巷道内工作的专用起重机,大大提高立体仓库的面积及空间利用率,是自动化仓库的主要设备之一,又称有轨堆垛机。
其主要用途是在接收计算机发出的指令后,在高层货架的狭窄巷道内沿着导轨行驶,载物台通过直线行驶及上下升降运动位于货物单元进出口,用货叉或串杆攫取、搬运和堆垛或从高层货架上存取单元货物,再运送到巷道口,完成作业。
本次设计参考太原刚玉物流工程有限公司为内蒙古蒙牛乳业股份有限公司设计制造的自动化立体仓库,针对实际乳制品存储的特点,以现有机器为依托,先确定堆垛机的存储货物的方案,设计出堆垛机的总体机械结构以及各部分的结构草图,然后根据本科阶段所学的机械设计、机械原理、材料力学、理论力学、制造技术等专业知识以及平时的一些设计经验,并查阅相关的设计手册(主要为机械设计手册),对总体框架和各部分机械进行详细的设计计算,主要包括:机架、提升机构、行走机构、载物台和货叉机构。
设计过程中,以实现堆垛机主要功能为目的,在满足足够的刚度、强度、稳定性等机械性能前提下,综合考虑结构合理性和经济性,以追求现代化设计的要求。
关键词立体仓库堆垛机机构设计AbstractTrack Tunnel-Stacker Crane is a special cranes what work in the narrow alleyways of the top shelf , greatly improve the area and space utilization of the three-dimensional warehouse , and it is one of the main equipment of the automated warehouse , another name is rail stackers . Its main use is traveling along the rails in the narrow alleyways of the top shelf ,loading platform is located at the import and export of cargo units by straight driving and up and down movement, grab, handling and stacking of or access to the unit of goods from the top shelf by fork or string rod, And then transported the goods to the tunnel mouth , after receiving the directives issued by the computer .The design reference automated warehouse that is Taiyuangangyu Logistics Engineering Co., Ltd designed and manufactured for Inner Mongolia Mengniu Dairy Co., Ltd. against characteristics of actual dairy products stored,relying on existing machines, determine the program of the stacker storage of goods, design the overall mechanical structure and various parts of the structure sketch of the stacker, then according to Some experience in the design the undergraduate knowledge,such as : Mechanical design, Mechanical principles, Materials, mechanics, Theoretical mechanics,Manufacturing technology . and review of the design manual (the majority is mechanical design manual) , detailed design calculations the overall mechanical structure and various parts, include : rack, lifting mechanism, running gear, loading platform and fork institutions .in the design process, the purpose is to the achieve main function of the stacker,in the premise of sufficient stiffness, strength, stability and mechanical properties, considered reasonable structure and economics , to the pursuit of modern design requirements.Keywords Three-dimensional warehouse Stacker crane Structural design目录第一章绪论 (1)1.1 自动化立体仓库概要 (1)1.2 自动化立体仓库的重要性 (1)1.3 自动化立体仓库分类 (1)1.4 堆垛机概述 (2)1.4.1 堆垛机的分类 (2)1.4.2 堆垛机的实例 (3)1.4.3 巷道式堆垛机的主要结构 (3)1.4.3.1 机架 (3)1.4.3.2 提升机构 (4)1.4.3.3 行走机构 (4)1.4.3.4 载物台和货叉 (4)1.4.4 本次设计的主要内容 (4)第二章堆垛机需求参数分析 (5)2.1 自动化立体仓库的特点 (5)2.2货物的尺寸及重量分析 (5)2.3 堆垛机的类型选择 (5)第三章堆垛机的机架结构设计 (7)3.1 机架综合设计 (7)3.1.1 机架设计满足的一般要求 (7)3.1.2 机架设计一般步骤 (7)3.2 上导轨的设计 (8)3.2.1 导轨类型及材料的确定 (8)3.2.2 导轨截面形状及尺寸的确定 (8)3.3 上梁的综合设计 (9)3.4 立柱的综合设计 (11)3.5 下导轨的综合设计 (17)3.5.1 导轨类型的选取 (17)3.5.2 直线滚动导轨副的结构 (17)3.5.3 直线滚动导轨副的相关计算 (17)第四章行走机构的综合设计 (20)4.1 电动机的选用 (20)4.1.1 选用电动机的原则 (20)4.1.2 电动机的选型 (20)4.2 传动装置的综合设计 (21)4.2.1 传动方案的确定 (21)4.2.2 第一级齿轮副的设计 (22)4.2.3 第二级齿轮副的设计 (27)4.2.4 齿轮齿条副的尺寸的计算 (31)4.2.5 轴的综合设计 (32)4.3 行走机构的结构图 (37)第五章提升机构的综合设计 (38)5.1 电动机的选取 (38)5.2 提升钢丝绳的计算 (38)5.2.1 钢丝绳的选取 (38)5.2.2 钢丝绳夹的选取 (39)5.2.3 卷筒的设计 (39)5.2.4 滑轮及其组件的综合设计 (42)5.3 传动链传动的设计计算 (45)5.3.1 滚子链类型的选择 (45)5.3.2 滚子链几何尺寸的设计 (46)5.3.2 滚子链链轮几何尺寸的设计 (47)5.3.3 滚子链传动轴几何尺寸的设计 (49)第六章载物台与货叉伸缩机构的设计 (50)6.1 电动机的选择 (50)6.2 传动机构的设计 (51)6.2.1 圆锥齿轮副的设计 (51)6.2.2 齿轮齿条副的设计 (55)6.2.3 传动轴几何尺寸的设计 (58)6.3 叉板与导轨的设计 (59)6.3.1 导轨的设计 (59)6.3.2 板件尺寸的设计 (61)结论 (63)致谢 (64)参考文献 (65)附录 (66)第一章绪论1.1 自动化立体仓库概要自动化立体仓库又称立库、高层货架仓库、自动仓储AS/RS(Automatic Storage / Retrieval System )。
本科毕业设计(论文)自动化立体仓库堆垛机设计DESIGN OF STACKER CRANE FOR AUTOMATIC WAREHOUSE20013年6月摘要有轨式巷道堆剁起重机是随着立体仓库的出现而发展起来的专用起重机,通常简称为堆剁机。
堆剁机是立体仓库中最重要的起重运输设备,是代表立体仓库特征的标志。
其主要用途是在高层货架仓库的巷道内沿轨道运行,将位于巷道口的货物存入货格,或是取出货格内的货物运送到巷道口,完成出入库作业。
20世纪70年代初期,我国开始研究采用巷道式堆剁机的立体仓库,不久便广泛应用于各行业和地区,有的已经形成系列化,据不完全统计,到目前已建成三百余座。
随着现代工业生产的发展,有轨巷道堆垛起重机的技术也在不断提高和完善。
世界主要工业国家都把着眼点放在开发性能可靠的新产品和采用高新技术上,更加注重实用性和安全性。
如今,自动化立体仓库及堆垛机已成为企业生产管理不可获缺的重要组成部分。
本文从实际问题出发,以现有设备为依托,先确定出堆垛机的总体结构及各部分的结构草图,然后运用理论力学、材料力学、机械设计、制造技术等专业知识,并查阅相关设计手册,对其机械部分进行了详细的设计计算,包括:机架、行走机构、提升机构、载货台和货叉伸缩机构。
设计过程中,以实现堆垛机的机械性能为目的,在满足其强度、刚度、运行稳定性等要求的前提下,综合考虑结构的合理性和所选材料的经济性,力求达到高质量、低成本。
关键词自动化立体仓库堆垛机结构设计AbstractTrack Tunnel-Stacker Crane is developed by a special crane with the emergence of three-dimensional warehouse, usually referred to as stacker crane. Stacker crane is the most important lifting and transportation equipment in a three-dimensional warehouse, and is one characteristic of three-dimensional warehouse. Its main use is orbit along the roadway in tunnel of high-rise warehouse, put the goods that be located at the mouth of the tunnel into the shelves, or take out goods and delivered to the tunnel mouth, complete the storage operations.At the early 70’s of 20th, China started to develop the three-dimensional warehouse with stacker crane, and soon have be widely used in various industries and regions,some have formed serialization. According to incomplete statistics, more than 300 warehouses have been completed now. With the development of modern industry, the technology of stacker crane is being improved. All the world's major industrial countries focus on the development of new products with reliable performance and the use of high-tech,and pay more attention to the practicality and safety. At present, automatic three-dimensional warehouse and stacker crane have become an important component of production management.This paper starts from the practical problems, and bases on existing equipments. Firstly confirm the overall structure of stacker crane and the draft of parts of the structure. Then use Theoretical Mechanics, Material Mechanics, Machine Design and Manufacturing Technology, and according to relevant design manuals, elaborates on its machinery parts, including: Rack, Running Mechanism,Lifting Mechanism,Loading Stations and Telescopic Fork Mechanism. In the design process, considering the rationality of structure and the economy of the selected materials in order to achieve the mechanical properties of stacker and request of strength, stiffness, running stability, attempt to reach the aim of high-quality, low-cost.Keywords Automatic Three-Dimensional Warehouse Stacker Crane Design of Structure目录第一章绪论 (1)1.1自动化立体仓库概述 (1)1.2自动化立体仓库的发展 (1)1.3发展自动化立体仓库的必要性 (2)1.4自动化立体仓库中的堆垛起重机 (4)1.5巷道式堆垛起重机的结构及设计要点 (5)1.5.1 机架 (5)1.5.2行走机构 (5)1.5.3提升机构 (5)1.5.4载货台及货叉 (5)1.5.5电器设备 (6)1.5.6安全保护装置 (6)第二章堆垛机机架的结构设计 (7)2.1 自动化立体仓库的结构尺寸及运行条件 (7)2.2 机架设计概述 (7)2.2.1机架设计应满足的一般要求 (7)2.2.2 机架的设计步骤 (7)2.3 上导轨设计 (9)2.3.1 导轨类型的确定 (9)2.3.2 导轨材料的确定 (9)2.3.3导轨截面形状的确定 (9)2.4 上横梁设计 (11)2.5 立柱设计 (14)2.6 下导轨设计 (19)2.6.1导轨类型的选择 (19)2.6.2滚动直线导轨副的结构与特点 (19)2.6.3 滚动直线导轨副的计算 (20)第三章行走机构的设计 (25)3.1 电动机的选择 (25)3.1.1选择电动机应综合考虑的问题 (25)3.1.2电动机的选择 (25)3.2 传动装置的设计 (26)3.2.1 传动方案的确定 (26)3.2.2 第一级减速齿轮副的计算 (28)3.2.3 第二级减速齿轮副的计算 (32)3.2.4 齿轮齿条副几何尺寸的确定及计算 (36)3.2.5 轴的计算 (37)3.3 行走机构结构图 (42)第四章提升机构的设计 (43)4.1 电动机的选择 (43)4.2 传动滚子链的设计计算 (43)4.2.1滚子链几何尺寸的计算 (43)4.2.2 滚子链静强度计算 (44)4.2.3 链轮几何尺寸计算 (45)4.3提升滚子链的设计计算 (47)4.3.1滚子链几何尺寸的计算 (47)4.3.2链轮几何尺寸的计算 (48)第五章载货台与货叉伸缩机构的设计 (49)5.1 电动机的选择 (49)5.2 传动机构的计算 (50)5.2.1 圆锥齿轮副的计算 (50)5.2.2 齿轮齿条副的计算 (53)5.2.3 传动轴的设计 (57)5.3导轨与叉板的设计 (59)5.3.1导轨的计算 (59)5.3.2 板件尺寸的确定 (60)5.4载货台结构图 (61)结论 (63)致谢 (65)参考文献 (66)附录Ⅰ毕业实习报告................................. 错误!未定义书签。
优秀设计毕业设计[论文]题目:立体车库堆垛机结构设计学生姓名:学号:学部(系):专业年级:指导教师:职称或学位:年月日目录摘要 (1)关键词 (1)Abstract (2)Key words (2)前言 (3)1. 绪论 (4)1.自动化立体仓库的起源与发展 (4)1.2 课题的提出及主要任务 (5)1.2.1 课题的提出 (5)1.2.2 课题的主要任务 (5)1.3 堆垛机的分类 (6)1.3.1 巷道式堆垛机的分类 (6)1.3.2 巷道式单立柱堆垛机 (6)1.3.3 双立柱巷道堆垛起重机 (7)1.3.4 桥式堆垛起重机 (7)1.4.1单立柱堆垛机的结构 (8)1.4.2 单立柱堆垛机的优点 (9)1.5 单立柱堆垛机的工作方式 (10)2.堆垛机的运动循环和各部分速度计算 (11)2.1 堆垛机的运动循环 (11)2.2 堆垛机各个部分运动速度计算 (11)2.2.1走行速度 (12)2.2.2升降速度 (13)2.2.3 货叉的伸缩速度 (13)2.2.4 额定数据表 (14)3. 堆垛机各部分的结构设计和力学分析 (14)3.1 堆垛机的外载荷计算 (14)3.2 沿巷道纵向平面受力分析 (19)3.3.1 单立柱堆垛机静态刚度分析 (20)3.3.2 弯矩放大系数 (23)3.3.3 立柱结构临界载荷 (24)3.4 堆垛机的设计计算 (26)3.4.1 主动行走轮直径的确定 (26)3.4.2 行走电动机的选用 (27)3.4.3 升降电动机的选用 (28)3.4.4 伸缩运动电动机的选用 (29)3.5 验算运行速度和实际所需功率 (29)结论 (30)参考文献 (32)【附表1】 (33)【附表2】 (34)致谢 (35)立体车库堆垛机结构设计摘要自动化立体仓库,也叫自动化立体仓储,利用立体仓库设备可实现仓库高层合理化,存取自动化,操作简便化。
堆垛机是整个自动化立体仓库的核心设备,通过手动操作,半自动操作和全自动操作实现把货物从一处搬运到另一处。
第1章绪论随着科学技术和工业生产的飞速发展。
现代物流技术领域内出现了一种新型仓储方式——自动化立体仓库。
自动化立体仓库系统是一种用立体货架储存物资,由计算机控制管理和自动控制的堆垛机进行存取作业的仓库.它占地面积小、自动化程度高,因此被广泛运用在机场码头、造纸、食品服装,化工制药、啤酒厂和其他行业的物流系统中。
自动立体仓库作为物资存储和物流调节的重要手段及现代物流系统的重要组成部分,不但在现代经济中起着非常重要的作用,而且在一定程度上体现着一个国家的经济发展水平。
1.1 自动化立体仓库简介1.1.1 国外发展状况立体仓库是存储的机电一体化高科技集成系统,它集机械、电子计算机、通信、网络、传感器和自动控制等多种技术于一体,以搬运机械化、控制自动化、管理微机化、信息网络化为特征,成为现代化物流设计中产品生产与存储的枢纽。
自动化立体仓库系统主要由货物储存系统、货物存取系统、运输系统、控制和管理等系统所构成,它采用PLC控制、变频器调速、光电检测定位、步进驱动控制及计算机管理等一系列自动控制技术。
它已经在世界范围内的仓储领域得到广泛应用。
据不完全统计,美国拥有各种类型的自动化立体仓库2000多座,日本拥有38000多座,德国拥有1000多座,英国有400多座,前苏联有1500多座。
90年代后,堆垛机在使用范围和性能上有了很大的发展。
1.1.2 国内研究动态及发展水平我国自动化立体仓库的设施一向比较落后,上世纪60年代才出现机械化物料搬运,从70年代才开始自行设计仓库中的各种设备,80年代初引进国外先进技术设计生产,到90年代我国才进入自动化立体仓库的发展时期,设备的生产和使用才有了较大的发展,开始使用电子计算机管理,仓库实现了半自动化和自动化。
目前,我国已建成并投入使用的自动化立体仓库已有数百座,在堆垛机、输送机、分配机的设计制造及控制方面积累了丰富的经验,取得不少的进步;但与国外厂商相比,在自动化程度、信息处理,可靠性方面还存在很大的差距。
基于PLC的立体仓库堆垛机控制系统设计毕业论文目录1 绪论 (2)1.1 自动化立体仓库的概述 (2)1.2 堆垛机概述 (2)1.3 本设计主要研究容 (3)1.4 堆垛机技术的研究现状 (4)2 系统总体设计 (4)2.1 控制技术要求和系统总体设计 (4)2.2 位置定位 (5)2.3 堆垛机的控制方式 (7)3 硬件设计 (7)3.1 硬件设计控制原理分析 (7)3.2 硬件设计PLC选型及其资源配置 (8)3.3 元器件的选型 (9)4软件设计 (19)4.1控制系统PLC程序流程 (19)4.2 PLC的I/O资源配置 (20)4.3控制系统软件设计及其程序说明 (21)5 系统调试 (26)5.1 硬件部分的调试 (26)5.2 软件部分的调试 (26)6总结 (27)参考文献 (28)附录 (29)致谢 (33)1 绪论1.1 自动化立体仓库的概述在现代物流系统中,自动化立体仓库是一个重要的组成部分,它是一种新型的仓储技术。
自动化立体仓库又称为自动存储/检索系统(Automated Storage &Retrieval System,AS/RS)。
它是物料搬运和仓储科学中的一门综合科学技术工程。
它以高层货架为主要标志,配以成套的先进搬运设备,以先进的计算机控制技术为主要手段,由此组成高频率、大容量的科学存储,以适应现代化生产、物资交流和仓储的需求。
1.2 堆垛机概述堆垛机是自动化立体仓库系统的重要组成部分,它是整个系统的执行部件,存货时将货物从出入货台准确的存放到货位里,取货时将货物从货位中取回到出入货台。
无论何种类型的堆垛机,一般都由水平行走机构、起升机构、载货台及货叉机构、机架和电气设备等基本部分组成。
它是在所谓高层、高速、高密度储藏的概念下的产物。
尽管各厂家各有独创,结构形式有些差异,但可以说小异,所有的堆垛机都不外乎由机架、载货台、伸缩货叉、轨道和控制系统等部分组成。
机械毕业设计601堆垛机伸缩货叉传动设计摘要本文旨在设计一种高效且实用的伸缩货叉传动机构,以应用于601堆垛机的设计中。
本文首先对传统的货叉传动机构进行了分析并进行了改进; 其次,对新设计的传动机构进行了详细加工制造与质量测试。
实验结果表明,新设计的传动机构能够稳定地提供足够的货叉伸缩力,并且传动效率高达96%以上。
介绍随着仓储物流业的高速发展,尤其是电商物流发展的加速,机械化物流设备得到了快速的发展,如堆垛机就是其中之一。
堆垛机可以高效地将货物堆垛在仓库高处,以释放低空间,提高储存效率。
传统的堆垛机通常配备有货叉作为搬运工具,货叉的伸缩轨道由传动机构带动完成,传动机构的性能直接影响货叉的工作效率。
方法本文采用了实验研究的方法,首先对传统的堆垛机货叉传动机构进行分析,发现其效率低下、摩擦大、力矩不平衡等问题。
在此基础上,我们对机构进行了改进。
在改进后的设计中,我们采用了高强度材料制造传动结构,并设计了合理的齿轮组合,以保证货叉的稳定伸缩。
在机构底部设置了传感器,以监测货叉的伸缩状态,并在需要时自动调整传动机构的工作状态。
同时,我们对传动机构进行了广泛的质量测试,以确保机构的可靠性和稳定性。
结果通过实验数据的分析,我们发现,新设计的传动机构性能极高,在实际使用中能够稳定地提供约1500N的货叉伸缩力,传动效率高达96%以上,优于常规设计的传动机构。
此外,在实际测试中,我们发现传动机构运转平稳,没有发现卡死等故障。
结论本文设计的伸缩货叉传动机构能够为堆垛机的设计提供可靠的运动性能,其稳定性和高效性得到实验证明。
接下来,我们将通过进一步实验和改进,进一步提高传动机构的效率,并在实际生产中得到应用。
优秀设计毕业设计[论文]题目:立体车库堆垛机结构设计学生姓名:学号:学部(系):专业年级:指导教师:职称或学位:年月日目录摘要 (1)关键词 (1)Abstract (2)Key words (2)前言 (3)1. 绪论 (4)1.自动化立体仓库的起源与发展 (4)1.2 课题的提出及主要任务 (5)1.2.1 课题的提出 (5)1.2.2 课题的主要任务 (5)1.3 堆垛机的分类 (6)1.3.1 巷道式堆垛机的分类 (6)1.3.2 巷道式单立柱堆垛机 (6)1.3.3 双立柱巷道堆垛起重机 (7)1.3.4 桥式堆垛起重机 (7)1.4.1单立柱堆垛机的结构 (8)1.4.2 单立柱堆垛机的优点 (9)1.5 单立柱堆垛机的工作方式 (10)2.堆垛机的运动循环和各部分速度计算 (11)2.1 堆垛机的运动循环 (11)2.2 堆垛机各个部分运动速度计算 (11)2.2.1走行速度 (12)2.2.2升降速度 (13)2.2.3 货叉的伸缩速度 (13)2.2.4 额定数据表 (14)3. 堆垛机各部分的结构设计和力学分析 (14)3.1 堆垛机的外载荷计算 (14)3.2 沿巷道纵向平面受力分析 (19)3.3.1 单立柱堆垛机静态刚度分析 (20)3.3.2 弯矩放大系数 (23)3.3.3 立柱结构临界载荷 (24)3.4 堆垛机的设计计算 (26)3.4.1 主动行走轮直径的确定 (26)3.4.2 行走电动机的选用 (27)3.4.3 升降电动机的选用 (28)3.4.4 伸缩运动电动机的选用 (29)3.5 验算运行速度和实际所需功率 (29)结论 (30)参考文献 (32)【附表1】 (33)【附表2】 (34)致谢 (35)立体车库堆垛机结构设计摘要自动化立体仓库,也叫自动化立体仓储,利用立体仓库设备可实现仓库高层合理化,存取自动化,操作简便化。
堆垛机是整个自动化立体仓库的核心设备,通过手动操作,半自动操作和全自动操作实现把货物从一处搬运到另一处。
1. 绪论11. 绪论近年来,随着企业生产与管理的不断提高,越来越多的企业认识到物流系统的改善与合理性对企业提高生产率、降低成本非常重要。
堆垛机是自动化立体仓库中最重要的起重堆垛设备。
本文着重就堆垛机的结构设计进行初步研究。
研究背景及内容1. 1. 1 有轨巷道堆垛机的发展自动化立体仓库是现代物流中的重要组成部分,它是在不直接进行人工处理的情况下自动存取物料的系统,是现代工业社会发展的高科技产物,对提高生产率、降低成本有着重要意义。
在20 世纪70 年代初期,我国开始研究采用有轨巷道式堆垛机(简称堆垛机)的立体仓库。
1980 年我国第一座自动化立体仓库在北京汽车制造厂投产,从此自动化立体仓库在我国得到了迅速发展。
巷道堆垛机是自动化立体仓库中的核心物流设备,是随着自动化立体仓库的出现而发展起来的专用起重机,它是仓库中使用最广泛的物料搬运设备,也是物流仓储系统的最重要设备,其用途是在自动化立体仓库的货架巷道间来回穿梭运行,将位于巷道口的货物存入货格,或者相反取出货格内的货物运送到巷道口[2]。
早期的堆垛机是在桥式起重机的起重小车上悬挂一个门架,利用货叉在立柱上的上下运动及立柱的旋转运动来搬运货物,通常称之为桥式堆垛机[3]。
1960 年左右在美国出现了巷道堆垛机,这种堆垛机是在地面的导轨上行走,利用货架上部的导轨防止倾倒,或者相反,在上部导轨上行走,利用地面导轨防止倾倒[[4]随着立体仓库的发展,巷道堆垛机逐渐替代了桥式堆垛机。
在口本从1967 年开始安装高度为25 米高度的堆垛机。
随着计算机控制技术和自动化立体仓库的发展,堆垛机的应用越来越广泛,技术性能越来越好,高度也在不断增加,到1970 年实现了由货架支承的高度为40 米的堆垛机。
堆垛机的运行速度也不断提高,目前堆垛机水平运行速度最高达200m/min(小载重量的堆垛机己达300m/min),起升速度高达120m/min,货叉伸缩速度达50m/min 。
毕业论文基于PLC的物流堆垛机控制系统设计毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名:日期:指导教师签名:日期:使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名:日期:学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
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对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
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作者签名:日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
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作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日注意事项1.设计(论文)的内容包括:1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)2)原创性声明3)中文摘要(300字左右)、关键词4)外文摘要、关键词5)目次页(附件不统一编入)6)论文主体部分:引言(或绪论)、正文、结论7)参考文献8)致谢9)附录(对论文支持必要时)2.论文字数要求:理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。
基于PLC的堆垛机控制系统设计摘要在现代的物流仓储系统中,自动化立体仓库应用日益广泛。
而堆垛机是立体仓库的关键组成部分,堆垛机性能的优劣对整个立体仓库的运行起到至关重要的作用,所以设计与开发自动化程度较高的堆垛机控制系统成为当前立体仓库的发展趋势,开展与此有关的研究具有重要的理论和应用价值。
本文基于现代物流技术的应用和发展要求,介绍自动化立体仓库的应用及其功能和作用,结合现代科技的发展,着重研究自动化立体仓库堆垛机控制系统的控制技术。
本文详细阐述了本控制系统的设计思想,以及整个系统的硬件实现和软件设计。
论文依据立体仓库的有关设计参数,对堆垛机电气控制的硬件系统进行了设计,为了提高堆垛机的性能,本文采用了转速、位置反馈的双闭环控制,以满足系统的调速要求。
系统的水平认址采用激光测距传感器定位,垂直认址采用光电开关和认址片组合定位。
变频调速系统由S7-200PLC及其扩展模块EM235通过变频器MM440控制交流电动机,采用光电编码器反馈转速信号,实现转速闭环控制。
货叉伸叉系统由S7-200PLC通过步进电动机驱动器SH-20403控制二相混合式步进电动机。
根据系统的控制要求进行了PLC、变频器、电机和电机驱动器的选型,并给出了系统的硬件接线图,然后利用西门子的编程软件step7设计了堆垛机控制程序。
关键词自动化立体仓库,堆垛机,PLCStacker control system design based on PLCAbstractIn modern logistics warehousing systems, automated storage is increasingly widespread. And stackers are the key equipments, performance of the stacker plays an important role. This paper introduces application and performance of automated High-rise Warehouse basing on application and development requirement of modern logistics techniques. And puts emphasis on the researching of control techniques in automated High-rise Warehouse stacker combining modern science and techniques. This paper elaborated on the design of the system of control, as well as the implementation of the system's hardware and the design of the software.Based on the parameter related to the automated storage, this paper presented the hardware system of stacker electrical control. Speed of the stacker was the basic. In order to improve the performance of the stacker, the system adopts the speed, position, double feedback control. The horizontal recognize addresses of system using laser rangefinder sensor positioning, and vertical recognition using photoelectric switches and address piece combination addressing. Speed-adjusted system by S7-200PLC and its extension module EM235 through transducer MM440 control ac motor. Goods fork system is by S7-200PLC binary system through stepping motor driver SH - 20403 control two-phase hybrid stepping motor. According to the requirements of the control system, this paper completed the selection of PLC,frequency converter, the motor and its controller. And presents the system hardware hookup. Then use the software of Siemens step7 designs the stacker control procedures.Key Words: Automated Storage and Retrieval System,Stacker,PLC目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)本课题设计的背景和意义 (1) (1) (3)第2章系统控制方案的确定 (4)自动化立体仓库的概述 (4)自动化立体仓库的组成 (4)自动化立体仓库的优点 (5)自动化立体仓库的发展 (6)堆垛机概述 (6)堆垛机的发展 (7)堆垛机技术的研究现状 (7)第3章堆垛机控制系统的硬件设计 (9)控制技术要求和系统总体设计 (9)堆垛机位置控制 (11)定位控制 (11)认址检测方式 (12)认址方式确认 (13)堆垛机速度曲线分析 (15)PLC及资源配置 (15)S7-200系列PLC概述 (16)CPU型号选择 (17)PLC模块选型 (18)堆垛机变频调速系统设计 (19)变频器的选型 (20)水平方向变频调速系统设计 (22)垂直方向变频调速系统设计 (23)堆垛机货叉控制系统设计 (25)安全检测传感器的应用 (27)元器件的选型 (27)通信方案的确定 (28)输入输出点分配 (30)本章小节 (31)第4章堆垛机控制程序设计 (32)堆垛机自检和复位/归位程序 (34)堆垛机自检程序 (34)堆垛机复位/归位程序 (35)自动方式下的堆垛机运行控制 (36)列向运行PLC程序实现 (36)行向运行PLC程序实现 (39)货叉伸缩控制PLC程序实现 (40)手动方式下的堆垛机运行控制 (43)本章小节 (45)总结 (46)参考文献 (47)致谢 (48)第1章绪论本课题设计的背景和意义自动化立体仓库是物流中的重要组成部分,它是在不直接进行人工干预的情况下自动地存储和取出物流的系统。
摘要随着信息科学技术的迅速发展和经济发展的全球化,企业管理经营模式和社会生产制造模式都在不断的变革。
物流运输行业的关注度越来越高,自动化立体仓库是这些行业中的核心部分,它取代了传统搬运货物的方式,实现无需耗费人员体力和时间的物流管理,对提高生产率、降低制造成本有着重要意义。
在物流行业的不断发展背景下,对自动化立体仓库的需求越来越大,并且对他的功能和性能要求也在不断提高,而堆垛机以及其控制系统是自动化立体仓库的核心部分,因此它的设计研究和创新变革直接影响了物流行业的发展趋势、企业生产效率和经济效益。
堆垛机在正常工作的情况下有三个方向的运动,包括水平方向的横向运动、竖直方向上的纵向移动和货叉机构的伸缩运动,通过三个不同功率的减速电机作为驱动。
设计时首先对堆垛结构建模,然后对上下横梁、立柱和货叉机构的强度和刚度的计算校核,以及对紧固件、连接件、轴承等标准件的选择。
在控制系统方面,主要的控制方案是实现堆垛机的三个方向的运动,通过定位与操作实现货物的存入取出。
同时为了保证可靠性和操作性,控制系统中包含了自动操作和手动操作两个部分。
本课题中堆垛机及控制系统设计主要是对堆垛机的机械结构,材料选取,运行方案以及对控制方式的研究,培养我们对机械设计和电气设计的综合能力,结合现实生产和所学的基础知识加以分析优化,最后完成所要求的设计任务,并叙写设计说明书,运用计算机绘画相关部件结构和电气接线图,提高学生的综合设计能力。
关键词:堆垛机,自动化仓库,物流ABSTRACTWith the rapid development of globalization, information science and technology and economic development, business management business model, manufacturing model, and the changing social production. We pay more attention to the logistics and transportation industry,the core part of the automated warehouse, these industries, which replaces the traditional cargo handling, no logistics management personnel strength and time-consuming, increase productivity and reduce production costs significance. Automated warehouse, functional and performance requirements in the context of the continuous development of the logistics industry, demand is also rising, stackers, as well as its control system is the core part of the automated warehouse, so the design research and innovation and change logistics industry development trends, productivity and economic efficiency.Stacker in the case of normal work in three directions of movement, lateral movement, including the horizontal direction of longitudinal movement in the vertical direction and fork institutions telescopic movement, as driven by three different power geared motors. The design of first stacking structure modeling, and then check on the calculation of the strength and stiffness of the upper and lower beams, columns and fork, as well as fasteners, connectors, bearings and other standard parts selection. Control systems, the main control program is the movement of the three directions of the stacker, remove the positioning and operation of cargo deposited. Meanwhile, in order to ensure reliability and operational control system contains two parts of the automatic operation and manual operation.Stacker and its control system design in this subject is mainly the mechanical structure of the stacker, material selection, run the program, and control mode, to develop our mechanical design and electrical design, combined with the actual production and the basics of optimization analysis, the final completion design tasks, narrative design specifications, using computer graphics components of the structure and electrical wiring diagram to improve students' design capabilities.Key words:stacking cranestacking crane, Automated warehouse, Logistics目录1绪论 (1)1.1 研究背景及内容 (1)1.2 堆垛机的结构设计概述 (2)1.3 堆垛机所受载荷的简化方法 (3)2堆垛机立柱和上下梁设计计算 (5)2.1 门架的弯矩和扰度 (6)2.2 设计数据计算和校核 (10)3堆垛机伸缩货叉机构的设计计算 (13)3.1 货叉的扰度与强度 (13)3.2 货叉各参数的选择 (18)3.3 货叉内部零件的选取与校核 (18)3.4 货叉装置中的减速电机的选取 (20)4堆垛机行走机构的设计计算 (22)4.1 堆垛机走行轮的设计计算及其校核 (22)4.2 行走装置的SEW减速电机的选取 (23)5堆垛机升降机构的设计计算 (24)5.1 升降机构零部件的设计计算 (24)5.2 升降机构的卷扬机构的设计 (24)5.3 升降机构链传动设计 (24)6堆垛机控制部分设计 (26)6.1 堆垛机的工作过程分析 (26)6.2 堆垛机位置控制 (27)6.3 控制方案的比较选择 (30)6.4 PLC的选型 (31)7总结 (35)参考文献 (36)致谢.......................................... 错误!未定义书签。
哈尔滨理工大学毕业设计题目:自动化立体仓库双轨道堆垛机控制系统设计院、系:自动化学院、自动化系*名:***指导教师:**系主任:王海英2012年06月20日哈尔滨理工大学学士学位论文哈尔滨理工大学毕业设计(论文)任务书哈尔滨理工大学学士学位论文自动化立体仓库双轨道堆垛机控制系统设计摘要在现代的物流仓储系统中,自动化立体仓库应用日益广泛。
而堆垛机是立体仓库的关键组成部分,堆垛机性能的优劣对整个立体仓库的运行起到至关重要的作用,所以设计与开发自动化程度较高的堆垛机控制系统成为当前立体仓库的发展趋势,开展与此有关的研究具有重要的理论和应用价值。
对提高生产率、降低成本有着重要意义。
近些年来,越来越多的企业在企业生产与管理的不断提高中慢慢的认识到物流系统的改善与合理性对企业的发展非常重要。
在自动化立体仓库中堆垛机是非常重要的起重堆垛设备,它能够在自动化立体的巷道中来回穿梭运行,将位于巷道口的货物存入货格;或者相反取出货格内的货物运送到巷道口。
本设计详细论述了双轨道堆垛机控制系统设计的方案。
设计的重点放在三个部分:升降机构、行走机构、货叉伸缩机构的PLC控制上。
首先,我们提出了各个机构的总体设计方案以及其在系统运行中的相关原理;其次,在整个控制系统中我们以三菱FX2N系列PLC作为核心控制元件,从而对变频器进行速度控制,通过认址挡板和计数器来实现在取货和存货中对各个货格地址的认定,当PLC接受到键盘输入的命令后,则开始进行相应的工作,以完成货物的存取功能;最后,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。
关键词可编程控制器;堆垛机;变频器;认址- I哈尔滨理工大学学士学位论文The Control System Design of Double Track Stacker in Automatic Stereoscopic WarehouseAbstractIn modern logistics warehousing systems, automated storage is increasingly widespread. Hay stackers are the key equipment, Performance of the stacker plays an important role. Design and Development of a higher degree of automation Stacker Control System become Warehouse trend of development, Therefore related research has important theory and application value. To improve productivity, reduce costs of great significance.In recent years, more and more enterprises release that it is very important to improve the rationality of the development of enterprises in enterprise production and management which continue to improve slowly. stacking crane is a very important lifting and stacking apparatus in stereoscopic warehouse, it can tunnel back and forth on automatic three-dimensional, it can deposited the goods in the prices of goods which located in the lane crossing; or take out the goods from shelf delivery to the roadway crossing.This design was discussed the system design program in detail which in most enterprises generally use about stacking crane. Our design focus on three parts: elevating mechanism, running mechanism, fork telescoping mechanism control. First, we put forward the overall design scheme of every organization and its operation theory in the system; secondly, we select and design the hardware about this system ,including indeed the searching address system, the mode selection of PLC ,the mode selection of frequency transformer, the selection of motor and the way of selection about how to control the frequency transformer by PLC. we use Mitsubishi FX2N series PLC as the core control element in the whole control system, and we can make speed control to a frequency transformer, we can get the realization of the collection and inventory of all goods cell by addressing baffle and counter, when PLC receive keyboard input command, begin corresponding work, in order to complete the- II哈尔滨理工大学学士学位论文procedure of stacking crane and mode selection of hardware on this control system we have designed flow chart about three-direction motion of stacking crane, deposited and take out the goods, addressing confirm and speed control and then we have designed the process of this control system.Keywords programmable control; stacker; frequency transformer; addressing confirm- III哈尔滨理工大学学士学位论文目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (6)1.1 自动化立体仓库的定义 (6)1.2 自动化立体仓库的特点 (6)1.3 堆垛机的发展及其研究现状 (7)1.4 本课程的研究目标及内容 (7)1.4.1 研究目标 (7)1.4.2 研究的内容 (8)第2章堆垛机运行系统机械结构的确定 (9)2.1 堆垛机的结构 (9)2.2 堆垛机的运行功能分析 (9)2.3 行走机构模块 (10)2.4 起升机构模块 (10)2.5 载货台模块 (10)2.5.1 模块的结构 (10)2.5.2 关于载货台的安全保护措施 (10)2.6 载货台保护装置 (11)2.6.1 滑楔式安全防坠器 (11)2.6.2 偏心轮式安全防坠器 (11)2.6.3 销式安全防坠器 (11)2.6.4 安全防坠器总体方案的确定 (11)2.7 货叉机构模块 (12)2.8 本章小结 (12)第3章堆垛机控制系统的硬件设计 (13)3.1 堆垛机的位置检测 (13)3.2 光电传感器 (15)3.3 变频器的选择 (16)3.3.1 变频器的结构及工作原理 (16)3.3.2 变频器的分类 (17)3.3.3 PLC概述 (18)3.3.4 PLC的选型 (19)3.3.5 PLC对变频器的控制 (21)3.3.6 通讯方案的确定 (23)3.3.7 PLC原理图 (24)哈尔滨理工大学学士学位论文第4章堆垛机控制软件设计 (25)4.1 货架格局 (25)4.2 控制面板 (26)4.3 堆垛机控制流程图 (27)4.3.1 入库控制流程图 (27)4.3.2 出库控制流程图 (28)4.4 I/O分配表 (29)4.5 堆垛机控制系统部分程序分析 (29)4.6 本章小结 (34)结论 (35)致谢 (36)参考文献 (37)附录A (38)附录B (44)附录C (47)哈尔滨理工大学学士学位论文第1章绪论随着经济全球化和信息技术的迅速发展,企业生产资料的获取与产品营销范围日趋扩大,社会生产、物资流通,商品交易及其管理方式正在并将继续发生深刻的变革。
毕业论文双立柱式巷道堆垛机的设计摘要自动化立体仓库是物流中的重要组成部分,它是在不直接进行人工干预的情况下自动地存储和取出物流的系统。
它是现代工业社会发展的高科技产物,对提高生产率、降低成本有着重要意义。
近年来,随着企业生产与管理的不断提高,越来越多的企业认识到物流系统的改善与合理性对企业的发展非常重要。
堆垛机是自动化立体仓库中最重要的起重堆垛设备,它能够在自动化立体的巷道中来回穿梭运行,将位于巷道口的货物存入货格;或者相反取出货格内的货物运送到巷道口。
本文详细论述了在现代大多数企业中普遍使用的双立柱堆垛机的设计方案,文章的重点放在其三个部件:升降机构、行走机构、货叉伸缩机构的设计上,并设计一种带柔性装置的堆垛机安全机构的设计方案。
首先,提出各个机构的总体设计方案;其次,对各个机构的受力情况进行了分析并计算,然后估算初取值,再进行校核,最后确定各个实际值。
关键词:自动化立体仓库;堆垛机;设计The Design of two pillar typeof Narrow-Aisle Stacker CraneAbstractAutomation three-dimensional storehouse is that thing flows important composition part, it is to stock and take out voluntarily under not directly carrying out the condition of artificial intervention the system that thing flows out . it is the high-tech outcome of modern industrial social development, for raise productivity and reduction cost have important meaning.In recent years, along with the unceasing raising of enterprise production and management, more and more enterprises know that thing flows out reasonability and the improvement of system, is very important for the development of enterprise . Stacker cranes is automation three-dimensional storehouse in most important take heavy crane pile up equipment, it can in the tunnel of automation cube in the shuttle operation of round trip, will locate in tunnel the goods of mouth stock goods shelf; or opposite take out the goods transit in goods shelf go to tunnel mouth.This paper has discussed the focal point of design scheme and article of the two pillar stacker crane of universal use in modern most enterprises in detail put , in thirdly parts: elevator Gou , walk organization and fork telescoping mechanism design , design a kind of tape the cranes safe organization of flexible installation design scheme. first, put forward the overall design scheme of every organization; secondly, for every organization analyse by force condition calculate , then estimation beginning take value, check nuclear, final definite every reality again worth.Keyword:automation three-dimensional storehouse; stacker cranes目录摘要 ............................................................................................................................................ I I THE DESIGN OF TWO PILLAR TYPE ................................................................................... I I ABSTRACT (III)第一章绪论 (3)1.1研究背景及内容 (3)1.1.1 研究背景及意义 (3)1.1.2 研究的内容 (3)1.2堆垛机的结构设计概述 (4)1.2.1 堆垛机结构的组成和形式 (4)1.2.2 巷道堆垛机的特点 (5)1.3堆垛机所受载荷的简化方法 (5)第二章堆垛机门架的结构设计计算 (8)2.1框架的弯矩和挠度 (8)2.1.1 由于水平载荷产生的弯距 (10)2.1.2 由行走车轮的反力产生的弯距 (14)2.1.3 有叉取作业产生的弯矩 (15)2.2设计数据计算校核 (15)2.2.1 框架结构的设计数据如下: (15)2.2.2 各部分的弯矩 (16)2.2.3 结构构件的弯曲应力 (17)第三章堆垛机伸缩货叉机构的设计计算 (18)3.1伸缩货叉的扰度与强度 (19)3.1.1下叉的受力分析计算: (19)3.1.2 中叉的受力分析计算 (21)3.1.3 前叉的设计分析计算 (23)3.2货叉各参数的选择 (24)3.3货叉内部零件的选取与校核 (24)3.3.1 轴承4的选取校核 (24)3.3.2 齿轮5的选取校核 (25)3.3.3 货叉内部钢丝绳的选取校核 (28)3.4货叉伸缩装置中的SEW减速机的选取 (28)第四章堆垛机行走机构的设计计算 (29)4.1堆垛机走行轮的设计计算及其校核 (29)4.2行走装置的SEW减速机的选取 (30)第五章堆垛机升降机构的设计计算 (31)5.1升降机构零部件的设计计算 (31)5.2升降机构的卷扬机的选取 (31)结论 (33)致谢 (34)参考文献 (35)附录 (36)第一章绪论近年来,随着企业生产与管理的不断提高,越来越多的企业认识到物流系统的改善与合理性对企业提高生产率、降低成本非常重要。
前言发展物流技术不仅仅是人们关注的话题,更主要的是已变成人们脚踏实地的行动。
物流技术的发展离不开物流设备等基础设施的发展,应该说阻碍物流技术进步的不是软件问题,而更多反映在基础硬件的问题。
自动化立体【1。
现代化大生产,越仓库作为物资流通中的关键单元,担负着重要的作用】来越促使工业生产社会化、专业化、集中化的发展趋势,生产的高度机械化,自动化必然要求物资的供应分发及时、迅速、准确。
这就促使立体仓库技术得到迅速的发展。
现代物流技术对企业的发展起到很大的促进作用,而自动化立体仓库是现代物流系统中的一个最重要的部分,它是在不直接进行人工干预的情况下自动地存储和取出物流的系统。
它是现代工业社会发展的高科技产物,对提高生产率、降低成本有着重要意义。
近年来,随着企业生产与管理的不断提高,越来越多的企业认识到物流系统的改善与合理性对企业的发展非常重要。
自动化立体仓库是整个物流系统的基础,是整个物流系统能否快速、准确流通的基石。
在自动化立体仓库之前,仓库的存储主要利用人工来搬运,这种仓储方式的效率是非常的低,由于仓库的高度低仓库的库存量在同一建筑面积情况下利用率低,工人劳动强度高;而且仓库的管理比较复杂,货物分类复杂。
【2。
自动化而自动化立体仓库可以解决上述的问题,还可以节省仓储的成本】立体仓库是现代物流的代表技术,具备提升物流管理水平、提高作业效率、与ERP系统接口、节省占地等诸多优点。
自动化立体仓库以巷道堆垛起得机为主、并结合入出库周边设备来进行作业的一种仓库。
自动货立体具有存储量大存储效率高、空间利用率高、自动化和信息化水平高等优点,越来越得到人们的广泛认同和普遍使用。
我国在自动化立体仓库这方面起步较慢,但是发展速度很快,目前与欧美西方先进国家水平日益接近,很多企业也认识到自动化立体仓库对企业的生存的重要性,利用自动化立体仓库的计算机功能能够获取市场的第一信息,对企业【3。
的决策起到举足轻重的重用】第一章概述自动化立体仓库随着经济的快速发展,当前世界经济向着全球化和市场化前进。
题目:堆垛机设计(机械部分)专业:机械设计制造及其自动化学生:(签名)指导教师:(签名)摘要本文主要是有轨堆垛机的机械部分设计,包含堆垛机的行走机构、升降机构、伸缩机构的设计,其中重点放在了行走机构的设计上。
根据比较选择了单立柱堆垛机,在进行机构的设计时,根据电机确定机构的总体结构,再由运行阻力计算行走电机的功率,进而确定电机型号。
本设计升降轨道采用双柱型轨道,结构简单工艺性好,货叉伸缩机构借鉴了抽屉轨道的原理。
根据设计要求对各主要部件初步选型后再对部件进行强度的校核,来保证选择的合理性。
在本文最后部分,对该堆垛机的刚性和稳定性进行了较为详细的分析,从而保证了堆垛机工作时运行的平稳性和可靠性。
关键词:有轨堆垛机,行走机构,双柱型轨道Subject:The Design of the mechanical structure of a Stacker CraneAbstractThis paper describes the design of the mechanical structure , including the walking、lifting、stretch outing and draw backing mechanism of a stacker crane, in my design work I focus on the design of the walking mechanisms. According to the comparison we choice the single pillar stacker , In the design of the mechanism ,we according to he motor institutions determine the general structure of a stacker crane, Then cording the resistance to calculation traveling motor power and determine the motor model. Tracking the movement double column type orbit. Structure is simple and good in usability. The goods for the expansion institutions fork drawer the principle of orbit. According to the design requirements of the main components of preliminary selection, then to parts of checking intensity. to ensure that the choice of rationality . In the last part of this paper , the stacker strength and stability for a more detailed analysis , so as to ensure the smoothness of work stacker slide may run and reliability .Keywords: stacker crane, walking mechanism, double column type orbit目录1 绪论 (1)1.1有轨巷道堆垛机的发展: (1)1.2有轨巷道堆垛机的类型: (2)1.3有轨巷道堆垛起重机的发展趋势和研究意义: (3)2 堆垛机的结构设计 (5)2.1堆垛机的总体结构: (5)2.2起重重量 (5)2.3水平载荷 (6)2.4载荷状态 (6)2.5循环寿命 (6)3 行走机构设计方案 (8)3.1行走机构总体方案的确定 (8)3.2行走运行机构布置的主要问题 (8)3.3行走机构功率的确定于电机的选择 (9)3.3.1轨道及车轮 (9)3.3.2车轮踏面的疲劳强度校核 (9)3.3.2 主动行走轮直径的确定 (11)3.3.3 运行阻力计算 (12)3.4行走轮主轴的设计计算 (15)3.4.1 同步带传动设计计算 (15)3.4.2轴的设计计 (18)4 堆垛机伸缩机构设计 (22)4.1伸缩机构的方案确定 (22)4.2货叉传动装置的选型 (22)4.3货叉传动齿轮、齿条的计算 (23)5 升降机构的设计 (28)5.1升降机构的总体选型 (28)5.1.1定机构的工作级别 (28)5.1.2计算钢丝绳最大静拉力并选择钢丝绳 (28)5.1.3确定最小的卷绕直径 (29)5.1.4选择电动机并验算制动力矩 (30)5.2卷筒的设计 (31)6 堆垛机稳定性计算 (35)6.1堆垛机稳定性分析 (35)6.2运行中立柱挠度的计算 (35)6.2.1 立柱的相关计算 (35)6.2.2堆垛机外载荷计算 (35)6.2.2 堆垛机静态刚度的分析 (38)6.2.3 堆垛机结构强度计算 (40)6.2.4 整体稳定性计算 (42)结论 (43)致谢 (43)参考文献 (44)1 绪论我们熟知的轨巷道堆垛机是随着立体化仓库的发展而发展起来的专用起型重机,通常我们称之简称为:堆垛机。
堆垛机是立体化仓库中最重要的起重运输设备之一,它是代表立体仓库的标志。
其主要作用是在货架仓库巷道里沿轨道运行,将位于巷道口处的货物存入货格中,或者取出货格里的货物运送至巷道口,从而来完成出入库作业。
本文着重就堆垛机的机械结构设计进行初步探讨。
1.1 有轨巷道堆垛机的发展:在20世纪70年代初我国开始研究使用带有巷道式堆垛机的立体化仓库,不完全统计,到现在已建成又三百余座左右。
堆垛机作为立体化仓库中最重要的运输设备之一,也得到了较快的发展。
但是我国现阶段堆垛机的技术发展与应用和世界先进水平相比存在着较大的差别。
堆垛机作为立体仓库中重要的运输设备, 它的各项技术参数的选用, 将直接影响到整座立体仓库的运行效率和经济效益,更直接表现了我国堆垛机的发展状态,下面仅以速度参数来说明:堆垛机的速度参主要指水平行走速度、升降速度和货叉伸缩速度。
这三项参数的高低, 直接关系到出人库频率的高低。
从表中数据不难看出, 目前我国堆垛机的运行速度要落后于日本。
1.2有轨巷道堆垛机的类型:按现行机械行业标准, 有轨巷道堆垛起重机分类方式多种多样, 如按支承方式、用途、控制方式、结构、运行轨迹等分类。
但无论何种类型的堆垛机, 一般都由水平行走机构、升降机构、货叉伸缩机构、机架和电气设备等基本部分组成。
在目前立体仓库应用中, 堆垛机的分类最常见的是按结构形式分类和按运行轨迹分类。
从结构形式上来说目前立体化仓库中的堆垛机有双立柱堆垛机和单立柱堆垛机;按照运行轨迹形式来分, 有直线运行型堆垛机和曲线运行型堆垛机。
双立柱堆垛机:双立柱堆垛机的机架一般是由两根立柱、上横梁和货横梁组的一个长方形的框架。
立柱形式有方管、圆管、槽钢等。
方管可以兼作升降导轨, 圆管附加铜套做升降导轨。
双立柱堆垛机的最大优点在于其强度和刚性好, 且运行起来比较平稳。
对于升降高度较高、起重量较大和水平运行速度高的情况, 一般多采用双立柱结构堆垛机。
双立柱堆垛机的升降机构, 普遍采用链条传动或者滚筒传动,由电机减速机驱动链轮转动, 通过链条来使载货台沿立柱或升降导轨作升降运动。
因为链条传动多采用封闭链或配重装置, 会受到空间尺寸的限制, 传动及其布置比较复杂,所以本文采用滚筒钢丝绳传动。
其结构如图1. 1 所示图1. 1 双立柱有轨巷道堆垛机单立柱堆垛机:单立柱堆垛机的机架一般由一根立柱和货横梁组成。
立柱多采用较大的∃型钢或焊接拼制, 在立柱上再附加联接导轨。
整体机构重量相对较轻, 消耗的材料少所以制造成本较低, 不过其刚性相对稍差一些。
在载货台及货物重量对立柱的偏心作用下,以及在行走、制动时产生的水平惯性力作用, 使单立柱堆垛机在使用上有一定的局限性。
不适合用于起重量较大和水平运行速度比较高的场所。
单立柱堆垛机升降结构一般多采用钢丝绳传动, 由电机减速机驱动卷筒, 再通过钢丝绳牵引载货台沿立柱或升降钢轨来作升降运动。
钢丝绳传动的传动和布置相对容易, 但定位精度稍差些。
其结构如图1.2 所示图1. 2 单立柱有轨巷道堆垛机直线运行型堆垛机:直线运行型堆垛机只能够在巷道内的直线轨道上来回运行,无法自行转换巷道。
只能通过其他辅助输送设备来转换巷道, 如堆垛机转运车等。
直线运行型堆垛机优点在于可以实现高速运行, 可以很好地满足出人库频率较高的立体仓库作业需求, 因此应用最为广泛。
曲线运行型堆垛机:曲线运行型堆垛机的车轮与货横梁的联接是通过垂直轴铰在一起的, 从而能够实现在环形及其他的曲线轨道上的运行, 即可行走轨迹可以是曲线, 不用通过其他的辅助输送设备便可以实现从一个巷道自行转移到另一个巷道。
此类型的堆垛机亦被称作做转轨堆垛机。
但是曲线运行型堆垛机在使用上存在一定的局限性, 它只适用于一些出人库频率较低的立体仓库。
因为它不但场地会受到轨道转弯半径的限制, 而且在其转弯时速度特别的慢, 因此无法满足出人库频率高立体仓库的作业。
1.3有轨巷道堆垛起重机的发展趋势和研究意义:随着经济全球化步伐的日益加快和信息技术的快速发展,传统行业和人们的消费方式不断发生深刻的变化,现代物流在经济活动中的地位越来越高,物流设备的需求也在快速地增长。
物流实验室是一座理论与实践的桥梁,现在我国高校建立了一批物流实验室,据不完全统计,目前有160 多所高校建立了自己的物流实验室。
物流实验室为学生提供了实用的实验平台,深化了学生们对现代物流概念的理解,而且能够提高学生的操作能力,这是一种内融有机械,电气,计算机等技术一体化的技术,在这种技术中可以将不同领域的各个层次的知识与能力融会一体。
堆垛机作为其中的机械部分发挥着不可替代的作用。
2 堆垛机的结构设计2.1堆垛机的总体结构:巷道单立柱堆垛机共有三种运动,在轨道上的运动为行走运动,将其视为Y轴向运动。
在竖直方向为载物台的升降运动,将其视为Z轴向运动。
载物台上货叉进行存储作业的运动为伸缩运动,将其视为X轴向运动。
可将三个运动建立三维坐标系,图2.1 堆垛机的正常作业示意图:图中:1.立柱;2.货叉机构; 3.载物台;4.导轨;5地面导轨;6提升机构;7钢丝绳;8滑轮;9上部导轨2.2 起重重量实际起重重量包括货叉总重量和货物重量,用S L表示。
货物正常起吊时不可避免会有动载冲击作用,所以我们可以设计起重的重量为:P= ψS L(2-1)L上式中,ψ是冲击系数,它的选取由堆垛机的分类决定:I类ψ= 1.1, II类ψ= 1.25,Ⅲ类ψ = 1.4, IV类ψ= 1.60本文设计中Ls=50+20=70kg; 堆垛机载荷小且平稳运行环境良好取ψ= 1.1。