【正文】 架式、移動貨架式和揀選貨架式。 （2）移動貨架式：移動貨架式由電動貨架組成，貨架可以在軌道上行走，由控制裝置控制貨架合攏和分離。 　?。?）貫通式：為了提高倉庫利用率，可以取消位于各排貨架之間的巷道，將個體貨架合并在一起，使每一層、同一列的貨物互相貫通，形成能一次存放多貨物單元的通道，而在另一端由出庫起重機取貨，成為貫通式倉庫。 　?。?）水平旋轉式倉庫的貨架：這類倉庫本身可以在水平面內沿環(huán)形路線來回運行。需要提取某種貨物時，只需在操作臺上給予出庫指令。 （4）垂直旋轉貨架式倉庫：與水平旋轉貨架式倉庫相似，只是把水平面內的旋轉改為垂直面內的旋轉。但在此文設計中因為我們的設計要求在四米以內所以會用到。同時輥道（滾筒）輸送機具有輸送能力強，輸送距離遠，拆裝方便，結構簡單易于維護，能方便地實行程序化控制?！　　　?四自由度機械手的結構及運動　　四自由度機械手為圓柱坐標型，可實現(xiàn)X軸伸縮、Z軸升降、底盤、腕回轉功能。最大回轉角小于等于300176。它由機架（上橫梁、下橫梁、立柱）、水平行走機構、提升機構、載貨臺、貨叉及電氣控制系統(tǒng)構成。堆垛機的配置可高可低，視具體情況而定。以下將分析不同類型的堆垛機對儲存能力的影響。 傳統(tǒng)的巷道堆垛機通常是采用三級貨叉來對貨物單元進行存取的，要求在貨物單元下面要留出足夠空間（150～200mm）供貨叉（100～120mm）伸縮。 空間得到了很好的利用，提高了立體倉庫的儲存密度。 通常，一臺堆垛機負責左右兩排貨架貨物的存取，然而，對于有些立庫物料流量不是太大，存儲的品種不是太多，但要求儲存量較大的情況下，巷道堆垛機可采取五級雙深式貨叉方案。 四級或五級雙深貨叉的結構比較復雜，要求制造精度高、貨叉的整體剛性和強度好，比三級貨叉的制造費用相對高一些，同時，為了躲避貨叉，靠近巷道兩側貨架牛腿與牛腿之間留的空間要大一些，但由于節(jié)省了一臺堆垛機和一個巷道，就整個立體庫的總體造價而言，還是降低了很多。此結構貨叉主體是可往復運動的傳送帶，兩側的夾持機構實質上是兩個可伸縮的三級普通貨叉。 對于大儲存量、流量要求不高的高架立體倉庫，采用小車式巷道堆垛機方案能滿足這一要求。 穿梭板小車自帶充電電池，采用無線通信，可以同堆垛機完全分離，這就使一臺堆垛機可以帶多臺穿梭板小車，而且在貨格深度方向上可存放3～6個甚至更多個貨物單元，從而提高了出入庫能力和立體庫儲存密度。對于不同用途的物料，應選擇不同的堆垛機的式樣，確立相應的立體庫儲存模式。 對于儲存的物料品種不是太多，流量要求不是太大，但庫存量要求較大時，可選擇雙深式巷道堆垛機立庫模式，對于儲存量要求特別大，存儲時間長，出入庫流量很小，且同一貨格深度方向內各貨位可以只存儲同一品種物料，此時我們通常選擇穿梭板式和小車式巷道堆垛機立體庫模式。因為我們的設計要求所以我們選擇了雙深式巷道堆垛機和推拉式的貨叉巷道堆垛機兩種進行更為詳細的選擇。②貨格的尺寸：貨格的尺寸取決于貨物單元與貨架立柱、橫梁（牛腿）之間的間隙大小，同對，在一定程度上也受到貨架結構型式及其它因素的影響。包括：旋轉式貨架、移動式貨架、裝配式貨架、調節(jié)式貨架、托盤貨架、進車式貨架、高層貨架、閣樓式貨架、重力式貨架、屏掛式貨架等。 貨物運送到位，機械手取貨放入傳送帶，傳送帶運動，將貨物送入堆垛機臺面，有堆垛機將貨物送入貨架。流通倉庫是銷售公司為調節(jié)生產(chǎn)者和消費者之間的不平衡而建立的。另外, 還有一種司機只能通過手柄或按鈕開關控制運行和起升的動作, 而存放在左右貨架內的物品由司機直接用手揀選(即揀選式) , 這對存放輕小物品、入出庫又不頻繁的倉庫是適用的。人向設定器發(fā)出入、出庫指令后, 堆垛機即能自動地完成全部的出、入庫作業(yè)。庫存管理: 它能迅速、及時地通過外部輸出設備, 制作包括庫存目錄表、日報表、月報表、出庫預報表、缺貨目錄表等庫存管理所需的文件報表。直接數(shù)字控制方式: 計算機發(fā)出的指令是直接由數(shù)字通道向順序控制器或職能機構控制回路輸出, 它發(fā)出的指令可以僅是入、出庫區(qū)別和貨架地址, 也可以包括職能機構完成入、出庫作業(yè)的全部邏輯控制。倉庫內至少要分為三個區(qū)域：第一，大量存儲區(qū)，即以整箱或棧板方式儲存；第二，小量存儲區(qū)，即將拆零商品放置在陳列架上；第三，退貨區(qū)，即將準備退換的商品放置在專門的貨架上。３）．儲存商品不可直接與地面接觸。 ６）．商品儲存貨架應設置存貨卡，商品進出要注意先進行出的原則。 ８）．倉儲存取貨原則上應隨到隨存、隨需隨取，但考慮到效率與安全，有必要制訂作業(yè)時間規(guī)定。5 控制系統(tǒng)設計 自動化立體庫的自動控制系統(tǒng)有集中控制、分離式控制和分布式控制3 種形式，本設計采用的是集中控制。且操作簡單，極具人性化。一臺變頻器控制行走電機和貨叉電機互鎖，這種方式即降低了成本，又避免了貨叉取送貨時，行走電機突然動作的可能，保證了堆垛機的安全，也在無形中對周圍的人的安全保護加以強化了，同時還增加了堆垛機的平穩(wěn)性。同時通過通信接口，向上位機發(fā)送設備的實時狀態(tài)信息，以實現(xiàn)倉庫實時監(jiān)控系統(tǒng)對自動化立體倉庫所有設備的實時監(jiān)控功能。分揀系統(tǒng)也是由紅外線感應器先完成貨物的識別，然后由控制器控制電動機的運動及電磁鐵的離合，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 可編程控制器是以微處理器為基礎，綜合計算機技術，自動控制技術和通訊技術而展起來的一種新型工業(yè)控制裝置，它將傳統(tǒng)繼電器控制技術和現(xiàn)代計算機信息處理兩者的優(yōu)點結合起來成為工業(yè)自動化領域中最重要，應用最多的控制設備，并已躍居工業(yè)生產(chǎn)自動化三大支柱（可編程控制器、機器人、計算機輔助設計與制造）的首位。⑧擴展功能⑨遠程I/O功能，遠程I/O功能是指通過遠程I/O單元將分散在遠距離的各種輸入、輸出設備與PLC主機相連接，進行遠程控制、接收輸入信號、輸出信號。2．模塊以及底板或機架　箱體式PLC，除了CPU箱體，還有I／0擴展箱體，I／0箱體只有I／0板及電源，無CPU、內存等。遠程擴展所增加的機架可遠離當?shù)?，近的幾百米，遠的可達數(shù)千米。如三冗余配置，三套模塊同時工作，其結果是依三者的多數(shù)決定，這樣的系統(tǒng)故障率比無冗余的要低得多。PLC的硬件結構框圖1．編程設備一般有兩類：一類是專用的編程器，另一類是個人計算機。(4)高分辨率大屏幕彩色圖形監(jiān)控系統(tǒng)，用以顯示或監(jiān)視有關部分的運行狀態(tài)。手編器工業(yè)上用的各廠商的可編程序控制器的使用中，手編器曾是主要編程設備，后來出現(xiàn)了圖形輸入設備，又出現(xiàn)了計算機編程軟件。在運行狀態(tài)，可編程控制器通過執(zhí)行反映控制要老謀深算的用戶程序來實現(xiàn)控制功能。由于計算機執(zhí)行指令的速度極高，從外部輸入—輸出關系來，處理過程似乎是同時完成的?！　≡诳删幊炭刂破鞯拇鎯ζ髦性O置了一片區(qū)域用來存放輸入信號和輸出信號的狀態(tài)，它們分別稱為輸入映像寄存器和輸出映像寄存器，可編程控制器梯形圖中別的編程元件也有支應的映像存儲器?？删幊炭刂破鞯挠脩舫绦蛴扇舾蓷l指令組成，指令在存儲器中按步序號順序排列。在執(zhí)行指令時從輸入映像寄存器或別的元件映像寄存器中將有關編程元件的“0”/“1”狀態(tài)傳送到寄存器中，因此，各編程元件的映像寄存器（輸入映像寄存器除外）的內容隨著程序的執(zhí)行而變化?！　∪籼菪螆D中輸出繼電器的線圈“斷電”，對應的輸出映像寄存器為“0”狀態(tài)，在輸出處理階段后，繼電器型輸出模塊中對就的硬件繼電器的線圈斷電，其常開觸點斷開外部負載斷電，停止工作，某一編程元件對應的映像寄存器為“1”狀態(tài)時，稱該編程元件為ON映像寄存器為“0”狀態(tài)時，稱該 編程元件為OFF。當用戶程序較長時，指令執(zhí)行時間在掃描周期中占相當大的比例。濾波電路的時間常數(shù)決定了輸入濾波時間的長短，其典型值為10ms左右。要求輸入輸出信號之間的滯后時間盡量短的系統(tǒng)，可選用掃描速度快的可編程序控制器。2 四自由度機械手的結構及運動四自由度機械手為圓柱坐標型，可實現(xiàn)X軸伸縮、Z軸升降、底盤、腕回轉功能。最大回轉角小于等于300176。其作用是保護運行時不會因為過限而造成機械上的損壞。其電路原理圖如圖2所示。如果VCC不是+5V則需外部另加限流電阻R，保證給驅動器內部光耦提供815mA的驅動電流。此信號為高電平時，電機正轉。(2) FX2N模塊的工作原理C200FX2N是C200PC用于位置控制的智能單元。l 脈沖速率:1~99990個/s。也可高速或接近現(xiàn)有速度搜索原點。b) 系統(tǒng)配置77為FX2N的結構框圖。另一方面又通過I/O連接器接收外部開關量輸入及輸出脈沖。FX2N接收外部的操作按鈕、限位開關的信號，輸出脈沖信號，用戶通過PC向NC111設置參數(shù)及發(fā)出命令，F(xiàn)X2N即可自動根據(jù)現(xiàn)場的檢測信號和PC的命令來調整控制輸出，達到準確定位。(4) 抓手電磁閘啟動，抓手抓緊，抓起貨物A。(8) 抓手電磁閘再次啟動，抓手放松，貨物A放下。其它流程與大體相似，只是在脈沖個數(shù)上的設置有所不同。 79機械手的制梯形圖總體構成圖機械手的制梯形圖總體構成初始化狀態(tài)器S600在手動方式下被置位、復位。 圖7—10 狀態(tài)器初始化梯形圖2）. 狀態(tài)器轉換啟動。當M575和M100都接通時，從初始狀態(tài)器開始進行轉換，故其梯形圖如圖710所示。當按下停止按鈕時，從現(xiàn)行工步重新開始工作，M574應復位，即重新允許新轉換。在手動方式解除之后，按下啟動按鈕，則狀態(tài)轉換禁止解除，M574復位。 手動操作方式由于不需要任何復雜的順序控制，可以用常規(guī)繼電器順序方式來設計梯形圖。713 手動操作梯形圖在美國、德國和日本，逐漸成為機械制造業(yè)中最大的分枝之一。當有物體通過時，傳感器所連接的繼電器瞬間收到脈沖信號，從而確認其位置。其中變頻器是整個輥道控制中最重要的環(huán)節(jié)。用PLC控制輥道的接線圖如716所示。 光電傳感器光電傳感器是外部觸發(fā)開關或者說是經(jīng)過夾襲經(jīng)過輻射來感應的開關，具體的說，光電傳感器受激后由一透光元件變成不透光元件。 軟件部分1 貨物進出的控制流程首先介紹一下要完成的進出貨物控制的流程:當輥道1上的進貨側光電開關有信號的時候，自動開啟輥道電源，選擇自動手動開關，啟動輥道1運行(選擇正/反轉，選擇高/低速)。PLC（可編程控制器）是整機控制的核心技術，可稱為堆垛機的中央控制系統(tǒng)?！　‘敹讯鈾C運行機構和升降機構到達目標位置后，PLC自動計算確定堆垛機已經(jīng)運行到位，然后進入貨叉調度模塊，通過輸出模塊的信號輸出控制變頻器，使貨叉以加速再減速的過程運行到限位開關，然后停車。堆垛機初始狀態(tài)為待機，如果條件不符，需查明原因，校正堆垛機的狀態(tài)，使其恢復初始狀態(tài)后方可執(zhí)行作業(yè)。設計的儲存貨物已經(jīng)單元化，每個單元的尺寸是根據(jù)貨物的類別、特點確定的。由于立體貨架精度要求高，原材料化學成份、機械性必須符合GB70083標準要求。尺寸精度按自由尺寸公差Js(is)12Js(is)14選用。構件焊接時必須根據(jù)材料和接點情況，焊條采用E43型。焊接變形要用局部加熱冷卻法消除。貨架的表面處理采用靜電粉末噴涂。為科學地選用貨架材料，采用有限元分析軟件對貨架進行了靜力學和動力學分析，滿足設計要求。軸的校核：其中 扭轉切應力 單位為Mpa P軸傳遞的功率 單位為Kw n軸的轉速 P=160w N=60r/min 查表得： Ao=110所以得≥所以Dmin=17＞d 故符合要求電機選用:動力源選用的是 YCL小型調速電機額定功率 750KW轉速60r/min自動化立體倉庫的建筑物和倉庫本身是有壽命極限的，設計和制造時一定要達到基本的使用年限。這三部分的使用年限是不相同的。優(yōu)質品價高，自然使用年限也長。如果開機時間率取100%，每日8h，平均作業(yè)循環(huán)時間為3min，則 8h/日x20次/h=160次/日這樣每月開機次數(shù)為4000次/月，每年為48000次/年，^5次，這個開機次數(shù)小于10^6次，為中等級作業(yè)時間率。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，如堆垛機的機體是完好的，但其車輪、車軸、制動器等因為磨損和腐蝕而不能使用了。經(jīng)驗證明，物流系統(tǒng)運轉10年左右，許多零部件在不同程度上都有磨損，應及時更換零部件。 這里的電機轉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，及其帶來的安全隱患。 自動化立體倉庫可以實現(xiàn)倉庫作業(yè)機械化、自動化、減少勞動強度，比普通倉庫節(jié)省2/3勞動力。由于貨物分別在貨架的獨立格內，彼此互不堆壓，所以在存取時互不干擾。雖然不是那么的成熟，但是也是我做的最大的一次設計，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)設計，我的收獲很大。而且在這次的畢業(yè)設計中，也收獲了很多別樣的財富合作無間的朋友，每當我遇到困難時，是我們小組中的同學先站出來幫助我，分析問題，解決問題，沒有他們我的畢業(yè)設計肯定不會完成的這么及時，不會完成到現(xiàn)在的這種水平，在這里要感謝他們的幫助，是他們讓我再次體會到團隊的含義。 （蘇）斯麥霍夫主編 自動化倉庫[M] 北京 機械工業(yè)出版社 1984年9. 附錄16