【正文】 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。堆垛機(jī)的配置可高可低，視具體情況而定。一般有以下幾種會(huì)用到，從中我們將分析出具體我們用哪種貨架。 以上幾種常見的堆垛機(jī)類型與立庫(kù)存儲(chǔ)密度的關(guān)系，說(shuō)明了立體倉(cāng)庫(kù)的存儲(chǔ)能力與巷道堆垛機(jī)的存取貨物型式密切相關(guān)，不同種類的物料涉及到的貨物單元型式以及相關(guān)流量均有不同，這些變化導(dǎo)致巷道堆垛機(jī)類型的不同，最終立體倉(cāng)庫(kù)結(jié)構(gòu)也就不同。推拉式巷道堆垛機(jī)的取貨方法是在貨叉上設(shè)有鏈?zhǔn)綕L輪推拉裝置，左右微伸、微縮，滾輪接觸到貨箱后，鏈?zhǔn)綕L輪轉(zhuǎn)動(dòng)，滾輪通過拉動(dòng)貨物單元貨箱上的溝槽或拉環(huán)，在鏈條的帶動(dòng)下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了貨箱的推拉運(yùn)動(dòng)，即存取作業(yè)。貨架的設(shè)計(jì)是立體倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要內(nèi)容，它直接影響到立體倉(cāng)庫(kù)面積和空間的利用率。（1）新型倉(cāng)庫(kù)貨架。 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。流通倉(cāng)庫(kù)是銷售公司為調(diào)節(jié)生產(chǎn)者和消費(fèi)者之間的不平衡而建立的。在 自動(dòng)化控制系統(tǒng)出現(xiàn)問題時(shí)我們將會(huì)采用手動(dòng)控制。另一種控制方式是, 把倉(cāng)庫(kù)內(nèi)全部機(jī)械設(shè)備(堆垛機(jī)、運(yùn)輸機(jī)等) 的控制電器集中到一個(gè)控制室, 操作員在控制室發(fā)出的入、出庫(kù)指令, 通過有線或無(wú)線傳輸方式來(lái)交換機(jī)械和控制器間的信息, 從而自動(dòng)地完成入、出庫(kù)作業(yè), 即所謂的“無(wú)人倉(cāng)庫(kù)”即“自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)”。庫(kù)存管理: 它能迅速、及時(shí)地通過外部輸出設(shè)備, 制作包括庫(kù)存目錄表、日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表、出庫(kù)預(yù)報(bào)表、缺貨目錄表等庫(kù)存管理所需的文件報(bào)表。倉(cāng)庫(kù)內(nèi)至少要分為三個(gè)區(qū)域：第一，大量存儲(chǔ)區(qū)，即以整箱或棧板的方式儲(chǔ)存；第二，小量存儲(chǔ)區(qū)，即將拆零商品放置在陳列架上；第三，退貨區(qū)，即將準(zhǔn)備退換的商品放置在專門的貨架上。３） 儲(chǔ)存商品不可直接與地面接觸。 ６） 商品儲(chǔ)存貨架應(yīng)設(shè)置存貨卡，商品進(jìn)出要注意先進(jìn)行出的原則。 ８） 倉(cāng)儲(chǔ)存取貨原則上應(yīng)隨到隨存、隨需隨取，但考慮到效率與安全，有必要制訂作業(yè)時(shí)間規(guī)定。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的建筑物和倉(cāng)庫(kù)本身是有壽命極限的，設(shè)計(jì)和制造時(shí)一定要達(dá)到基本的使用年限。這三部分的使用年限是不相同的。優(yōu)質(zhì)品價(jià)高，自然使用年限也長(zhǎng)。如果開機(jī)時(shí)間率取100%，每日8h，平均作業(yè)循環(huán)時(shí)間為3min，則 8h/日x20次/h=160次/日這樣每月開機(jī)次數(shù)為4000次/月，每年為48000次/年，^5次，這個(gè)開機(jī)次數(shù)小于10^6次，為中等級(jí)作業(yè)時(shí)間率。所謂部分壽命，就是某產(chǎn)品的主體部分的性能和功能都不變，但其中某些零件已經(jīng)破損，必須更換新的零件，如堆垛機(jī)的機(jī)體是完好的，但其車輪、車軸、制動(dòng)器等因?yàn)槟p和腐蝕而不能使用了。經(jīng)驗(yàn)證明，物流系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)10年左右，許多零部件在不同程度上都有磨損，應(yīng)及時(shí)更換零部件。具體為一個(gè)PLC控制堆垛機(jī)，這種方式即降低了成本，又避免了貨叉取送貨時(shí)，行走電機(jī)突然動(dòng)作的可能，保證了堆垛機(jī)的安全，也在無(wú)形中對(duì)周圍的人的安全保護(hù)加以強(qiáng)化了，同時(shí)還增加了堆垛機(jī)的平穩(wěn)性，另一個(gè)PLC控制機(jī)械手進(jìn)行正確的貨物取放，這樣使得整個(gè)倉(cāng)庫(kù)存取系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，且操作簡(jiǎn)單，極具人性化。它以PLC為中心，通過通信接口，接受來(lái)自上位機(jī)的任務(wù)信號(hào)，采集設(shè)備傳感系統(tǒng)的各種信息，通過PLC的控制軟件、控制PLC的輸出、控制設(shè)備的各向運(yùn)動(dòng)、對(duì)貨物進(jìn)行存、取作業(yè)，實(shí)現(xiàn)貨物的流轉(zhuǎn)與存儲(chǔ)。分揀系統(tǒng)也是由紅外線感應(yīng)器先完成貨物的識(shí)別，然后由控制器控制電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)及電磁鐵的離合，最終完成貨物的分揀。7 PLC可編程控制器 PLC概述及三菱PLC的特點(diǎn) 可編程控制器是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合計(jì)算機(jī)技術(shù)，自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)而展起來(lái)的一種新型工業(yè)控制裝置，它將傳統(tǒng)繼電器控制技術(shù)和現(xiàn)代計(jì)算機(jī)信息處理兩者的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)成為工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中最重要，應(yīng)用最多的控制設(shè)備，并已躍居工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化三大支柱（可編程控制器、機(jī)器人、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造）的首位。⑧擴(kuò)展功能⑨遠(yuǎn)程I/O功能，遠(yuǎn)程I/O功能是指通過遠(yuǎn)程I/O單元將分散在遠(yuǎn)距離的各種輸入、輸出設(shè)備與PLC主機(jī)相連接，進(jìn)行遠(yuǎn)程控制、接收輸入信號(hào)、輸出信號(hào)。當(dāng)?shù)財(cái)U(kuò)展只用一些僅安裝有I／0模塊及為保證其工作的其它模塊的底板或機(jī)架接人基本配置形成的，可使PLC的控制規(guī)模較可觀地?cái)U(kuò)大。編程裝置作用： 編程裝置用來(lái)生成用戶程序，并對(duì)它進(jìn)行編輯、檢查和修改。為了使可編程控制器的輸出及時(shí)地響應(yīng)隨時(shí)可能變化的輸入信號(hào)，用戶程序不是只執(zhí)行一次，而是反復(fù)不斷地重復(fù)執(zhí)行，直到可編程控制器停機(jī)或切換一到STOP工作狀態(tài)。在內(nèi)部處理階段，可編程控制器檢查CPU模塊內(nèi)部的硬件是否正常，將監(jiān)控定時(shí)器復(fù)位，以及完成一些別的內(nèi)部工作。在輸入處理階段，可編程控制器把所有外部輸入伸展路的接通/斷開（ON/OFF）狀態(tài)主動(dòng)性主輸入映像寄存器。在沒有跳轉(zhuǎn)指令時(shí)，CPU從第一個(gè)條指令開始，逐條順序執(zhí)行用戶程序，直到用戶程序結(jié)束周期的輸入處理階段被子讀入。 　　在輸出處理階段，CPU將輸出映像寄存器的“0”/“1”‘狀態(tài)傳送到輸出鎖存器?！　　】删幊炭刂破髟赗UN工作狀態(tài)時(shí)，執(zhí)行一次圖73所示的掃描操作所示的掃描操作所需的晨間稱為掃描周期，其典型值為1—100ms。　　輸入/輸出滯后時(shí)間又稱系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間，是指從可編程控制器的外部輸入信號(hào)發(fā)生變化的時(shí)刻起至它控制的有關(guān)外部輸出信號(hào)發(fā)生變化是時(shí)刻之間的時(shí)間間隔。輸出模塊的滯后時(shí)間與模塊開關(guān)元件的類型有關(guān)，繼電器型輸出電路的滯后時(shí)間一般最大在10ms左右；雙向可控硅型輸出電路的滯后時(shí)間在負(fù)載接通時(shí)的滯后時(shí)間約為1ms，負(fù)載由導(dǎo)通到斷開時(shí)的最大滯后時(shí)間為10ms，晶體管型輸出電路的滯后時(shí)間一般在1ms左右。 PLC對(duì)機(jī)械手的控制，按預(yù)定的程序軌跡及其它要求，實(shí)現(xiàn)抓取、搬運(yùn)工作或操縱工具的自動(dòng)化裝置。驅(qū)動(dòng)全部采用步進(jìn)電機(jī)控制，夾爪采用氣動(dòng)方式控制。腕回轉(zhuǎn):176。(2) 運(yùn)動(dòng)流程根據(jù)實(shí)際需要而定，如上升逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)下降順時(shí)針旋轉(zhuǎn)返回，還可以有其他工作流程。75 機(jī)械手工作的電路原理圖(1) 四相八拍的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器本驅(qū)動(dòng)器的輸入信號(hào)共有3路，分別是:步進(jìn)脈沖信號(hào)CP、方向電平信號(hào)DIR、脫機(jī)信號(hào)FREE。a) 步進(jìn)脈沖信號(hào)CP步進(jìn)脈沖信號(hào)CP用于控制步進(jìn)電機(jī)的位置和速度，也就是說(shuō),驅(qū)動(dòng)器每接受一個(gè)CP脈沖就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一個(gè)步距角，改變CP脈沖的頻率,能改變步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，控制CP脈沖的個(gè)數(shù)，則可以使步進(jìn)電機(jī)精確定位。為低電平時(shí)，電機(jī)反轉(zhuǎn)。它可以為步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器或伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器輸出脈沖，以控制運(yùn)動(dòng)部件的位置和速度。l 脈沖速率得變化:控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)階梯式自動(dòng)加減速,加速度為每毫秒1~999每秒脈沖。l 間隙補(bǔ)償:0~9999個(gè)脈沖。位控單元有自己的微處理器和存儲(chǔ)器，還有脈沖發(fā)生器和I/O接口。位控單元根據(jù)PC發(fā)出的控制指令和接收到的78FX2N的結(jié)構(gòu)框圖外部輸入信號(hào)，由自身的CPU執(zhí)行具體的定位算法，并依執(zhí)行的結(jié)果控制脈沖發(fā)生器輸出脈沖數(shù)及頻率。 機(jī)械手流程圖及FX2N模塊的數(shù)據(jù)區(qū)設(shè)置 啟動(dòng)后機(jī)械手的流程 (1) 首先進(jìn)行機(jī)械手的伸縮、升降、轉(zhuǎn)盤和抓手的重啟動(dòng)和原點(diǎn)搜索。(5) 機(jī)械手的升降進(jìn)行原點(diǎn)搜索。(9) 再次對(duì)機(jī)械手的升降進(jìn)行原點(diǎn)搜索。本程序已經(jīng)投入使用，一切工作常。當(dāng)方式選擇開關(guān)置于“返回原位”（X514接通）時(shí)，按下復(fù)位按鈕（X507）時(shí)被置位，在“手動(dòng)操作”（X510）接通時(shí)，S600復(fù)位。若機(jī)械手工作在自動(dòng)工作方式下，當(dāng)初始狀態(tài)器S600被置位后按下啟動(dòng)按鈕，輔助繼電器M575工作，狀態(tài)器的狀態(tài)可以一步一步的向下傳遞，即可進(jìn)行轉(zhuǎn)換。圖7—12狀態(tài)器轉(zhuǎn)換啟動(dòng)梯形圖3）. 狀態(tài)器轉(zhuǎn)換禁止梯形圖。在“步進(jìn)”工作方式時(shí)，M574應(yīng)始終工作，此時(shí)，禁止任何狀態(tài)轉(zhuǎn)換。PLC在啟動(dòng)時(shí)，用初始化脈沖M71和M574自保持，以此禁止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)換，直到按下啟動(dòng)按鈕?！笆謩?dòng)操作時(shí)”按下放松按鈕時(shí)，機(jī)械手卡抓松開，當(dāng)松開放松按鈕時(shí)，機(jī)械手卡爪在液壓缸作用下自動(dòng)加緊并保持；按下上升按鈕，上升輸出Y435保持接通；按下下降按鈕，Y436保持接通；在上限位按下慢進(jìn)按鈕，慢進(jìn)輸出Y430接通，至行程開關(guān)SQ7閉合，小車停止；快進(jìn)、快退、慢退情況同慢進(jìn)。在“返回原位”狀態(tài)下，“夾緊”與“下降”動(dòng)作應(yīng)被停止，上限位未動(dòng)作時(shí)，應(yīng)進(jìn)行“上升”；上限位動(dòng)作時(shí)，“右行”動(dòng)作應(yīng)停止，并左行至左限圖715 返回原位梯形圖本文介紹了三菱公司生產(chǎn)的FX2N位置控制單元模塊在機(jī)械手步進(jìn)控制中的設(shè)計(jì)應(yīng)用。整個(gè)系統(tǒng)的主要設(shè)備有:全自動(dòng)堆垛機(jī)、四自由度機(jī)械手、立體倉(cāng)庫(kù)、輥道輸送機(jī)。在物體傳送過程中，物體的質(zhì)地直接在鐵/非鐵識(shí)別傳感器上顯示，顏色識(shí)別也是直接顯示，而讀入的條碼將輸入至計(jì)算機(jī)或PLC中，作為物體區(qū)別于其他物體的代碼存入物流信息系統(tǒng)。（3） 性能特性:（4） l 磁通電流控制FCC改善了動(dòng)態(tài)響應(yīng)和電動(dòng)機(jī)的控制特性（5） l 快速電流限制FCL功能實(shí)現(xiàn)正常狀態(tài)下的無(wú)跳閘運(yùn)行（6） l 內(nèi)置的直流注入制動(dòng)（7） l 復(fù)合制動(dòng)功能改善了制動(dòng)特性 l 多點(diǎn)V/f 特性（8） l 加速/減速斜坡特性具有可編程的平滑功能（9） l 具有比例積分PI控制功能的閉環(huán)控制?。?0） 其安裝圖如717所示。模擬輸入信號(hào)源采用輸入電壓:0至10V，分別通過I/O模塊的輸出端接到變頻器的4端子上控制輥道輸送帶的轉(zhuǎn)速。它包括微小的電子元件，在簡(jiǎn)單的高質(zhì)量監(jiān)控應(yīng)用場(chǎng)合, 能夠通過它的模擬輸出很快地刷新數(shù)據(jù)提交給PLC處理。下面以一個(gè)輥道為例介紹一下軟件編程，表2是輥道1輸送機(jī)部分高速運(yùn)轉(zhuǎn)情況下的I/O(輸入/輸出)表，其它輥道以及低速運(yùn)轉(zhuǎn)的控制與之相同。整個(gè)過程的實(shí)現(xiàn)是通過建立一個(gè)二維坐標(biāo)系，包含水平運(yùn)行（X）、垂直升降（Y），從而確定立體倉(cāng)庫(kù)某個(gè)貨位的位置，在PLC程序中建立貨位坐標(biāo)數(shù)據(jù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)貨物的出庫(kù)、入庫(kù)、倒庫(kù)的操作。堆垛機(jī)接受指令成功后，會(huì)根據(jù)指令要求運(yùn)行到相應(yīng)的貨位，完成一次作業(yè)。存貨方式采用一個(gè)個(gè)貨格組成高層貨架。 原材料。由于立體貨架全部采用鋼結(jié)構(gòu)，精度必須要得到保證，因此下料不能用氣割，只能用機(jī)械設(shè)備下料，來(lái)保證在冷狀態(tài)下料無(wú)變形。、模具、胎具化。立柱制造全部采用連續(xù)焊接結(jié)構(gòu)，焊縫高度為56毫米，嚴(yán)格按照工藝要求進(jìn)行焊接。產(chǎn)品精度高，型材截面結(jié)構(gòu)合理，外型美觀。一是在貨架的設(shè)計(jì)中每排貨架的兩端和中部都設(shè)計(jì)了加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，在貨架的背部設(shè)計(jì)了加強(qiáng)筋；二是在貨架的頂部采用了水平連接梁，將貨架連成一體，形成一個(gè)比較合理且抗震性能良好的空間框架結(jié)構(gòu)，使用壽命在25年以上。綜合考慮選取z=15設(shè)計(jì)功率Pd: Pd=Ka*P其中 Ka工況系數(shù) P傳遞功率查表得 Ka= P=故Pd=Ka*P= KW特定條件下單排鏈條傳遞的功率Po： Po= 其中 Kz小鏈輪齒數(shù)系數(shù) 查表得Kz= Kp排數(shù)系數(shù) 查表得Kz=所以 Po= = KW鏈條節(jié)距：根據(jù)Po和n1選取查圖得 P=為使傳動(dòng)平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)緊湊，選用小節(jié)距單排鏈；驗(yàn)算小鏈輪軸孔直徑： Dk≤Dkmax其中 Dkmax鏈輪軸空最大許用直徑查表得 Dkmax=15 Dk=10 故符合要求。 這里的電機(jī)轉(zhuǎn)速都用速度控制器控制，防止出現(xiàn)速度過快或過慢出現(xiàn)的問題，及其帶來(lái)的安全隱患。 自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)可以實(shí)現(xiàn)倉(cāng)庫(kù)作業(yè)機(jī)械化、自動(dòng)化、減少勞動(dòng)強(qiáng)度，比普通倉(cāng)庫(kù)節(jié)省2/3勞動(dòng)力。由于貨物分別在貨架的獨(dú)立格內(nèi)，彼此互不堆壓，所以在存取時(shí)互不干擾。雖然不是那么的成熟，但是也是我做的最大的一次設(shè)計(jì)，最用心做的一次，所以也是成就感最好的一次?？傊?，這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我的收獲很大。這對(duì)我來(lái)說(shuō)這是一個(gè)很陌生的 概念，,因?yàn)槲业纳詈烷啔v都太少，說(shuō)沒見過不為過，說(shuō)沒聽過更不為過,剛拿到課題我在苦笑。誠(chéng)如我所說(shuō)在同學(xué)和老師幫助和 講解下我 完成了 一稿。 王宵 段智敏 自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的設(shè)計(jì)[J] 沈陽(yáng)工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào) 2004年6月 第23卷8.