【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 電機(jī)的計(jì)算 ..........................................................................................................................................45 雙聯(lián)齒輪的確定 ..........................................................................................................................................45第 6 章 堆垛機(jī)升降機(jī)構(gòu)的計(jì)算 ..............................................................................................................................46 電機(jī)的選取 ......................................................................................................................................................46 減速器的選用 ....................................................................................................................................................46 卷筒的計(jì)算 ........................................................................................................................................................46 鋼絲繩的選用 ....................................................................................................................................................46第 7 章 PLC 的程序設(shè)計(jì) .........................................................................................................................................47參考文獻(xiàn) ......................................................................................................................................................................52致謝 ..............................................................................................................................................................................53第 1 章 緒論 課題研究的背景及內(nèi)容隨著經(jīng)濟(jì)全球化和信息技術(shù)的迅速發(fā)展，企業(yè)生產(chǎn)資料的獲取與產(chǎn)品營(yíng)銷范圍日趨擴(kuò)大，社會(huì)生產(chǎn)、物資流通，商品交易及其管理方式正在并將繼續(xù)發(fā)生深刻的變革．與此相適應(yīng)，被普遍認(rèn)為企業(yè)在降低物質(zhì)消耗、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率以外的“第三利潤(rùn)源”的現(xiàn)代物流業(yè)正在全世界范圍內(nèi)廣泛興起。邁向2l世紀(jì)的物流技術(shù)，不僅是企業(yè)戰(zhàn)略的。商務(wù)物流”，而且是向整個(gè)社會(huì)實(shí)現(xiàn)物資供給的“社會(huì)物流”．自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)簡(jiǎn)稱高架倉(cāng)庫(kù)。一般是指采用幾層、十幾層乃至幾十層高的貨架用于儲(chǔ)存單元貨物，并用相應(yīng)的搬運(yùn)設(shè)備進(jìn)行貨物入，出庫(kù)作業(yè)的倉(cāng)庫(kù)。由于這類倉(cāng)庫(kù)能充分利用空間儲(chǔ)存貨物，故常形象地將其稱為“立體倉(cāng)庫(kù)”．近年來隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和對(duì)外聯(lián)系得日益密切，物流研究受到了產(chǎn)學(xué)界的高度重視。先進(jìn)的生產(chǎn)制造模式、市場(chǎng)多元化的需求、產(chǎn)品生產(chǎn)周期的縮短以及供應(yīng)鏈的快速發(fā)反應(yīng)、生產(chǎn)制造的全球化等特點(diǎn)使得物流活動(dòng)在時(shí)間和空間上更加廣泛和頻繁。同時(shí)物流服務(wù)業(yè)也在蓬勃發(fā)展之中，各地專業(yè)化的物流中心、物流企業(yè)大量誕生．電子商務(wù)對(duì)傳統(tǒng)物流業(yè)產(chǎn)生了巨大的沖擊和影響，在此環(huán)境下，要求包括貨物中轉(zhuǎn)和配送在內(nèi)的物流活動(dòng)反應(yīng)速度越來越快，前置時(shí)間越來越短，周轉(zhuǎn)次數(shù)越來越多?，F(xiàn)代化要求越來越促使工業(yè)生產(chǎn)社會(huì)化、專業(yè)化、集成化。立體倉(cāng)庫(kù)的出現(xiàn)與發(fā)展，是與工業(yè)、科技發(fā)展相適應(yīng)的。自動(dòng)立體倉(cāng)庫(kù)，是由計(jì)算機(jī)控制的機(jī)電一體化系統(tǒng)，尤其具有優(yōu)化的倉(cāng)庫(kù)管理和自動(dòng)化操作。它由計(jì)算機(jī)控制立體倉(cāng)庫(kù)的堆垛機(jī)來操縱存貨、取貨、加減速過程及認(rèn)址的控制，使貨物能自動(dòng)化出入庫(kù)，再經(jīng)傳輸機(jī)械將貨物傳送到場(chǎng)地或從場(chǎng)地存入立體倉(cāng)庫(kù)；同時(shí)對(duì)立體倉(cāng)庫(kù)的倉(cāng)儲(chǔ)物流數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算機(jī)管理。生產(chǎn)的高度機(jī)械化，自動(dòng)化必然要求物資的籌措供應(yīng)分發(fā)及時(shí)、迅速、準(zhǔn)確。這就促使立體倉(cāng)庫(kù)技術(shù)得到迅速的發(fā)展，并已成為工廠設(shè)計(jì)中高科技的一個(gè)象征．它具有信息處理、系統(tǒng)監(jiān)控、系統(tǒng)控制、系統(tǒng)管理、信息反饋、物流數(shù)據(jù)采集及跟蹤管理系統(tǒng)等主要功能，同時(shí)可以根據(jù)用戶的特殊要求來設(shè)置其他功能．自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)的使用要求是：短(要求作業(yè)周期短)、頻(出入庫(kù)頻繁)、快(系統(tǒng)響應(yīng)快)、強(qiáng)(控制實(shí)時(shí)性強(qiáng))．為了提高倉(cāng)庫(kù)作業(yè)的自動(dòng)化管理水平，越來越多的立體倉(cāng)庫(kù)普遍運(yùn)用了計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)，這一系統(tǒng)的倉(cāng)庫(kù)布置和設(shè)計(jì)，與使用機(jī)械化操作的設(shè)施是一樣的，不同之處在于所有的程序由計(jì)算機(jī)指導(dǎo)和監(jiān)控。只需在上位機(jī)輸入目的貨格的坐標(biāo)，就可以進(jìn)行觀摩和作業(yè)，由上位機(jī)控制PLC，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。本文是在此背景下，設(shè)計(jì)立體庫(kù)堆垛機(jī)及其控制系統(tǒng)，旨在深入探索新的控制和管理技術(shù)，深入研究和優(yōu)化自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)堆垛機(jī)控制問題，為物流倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)提供各方面應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。 課題的意義和價(jià)值國(guó)內(nèi)外其它行業(yè)采用自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的情況己經(jīng)充分證明，使用自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)能夠產(chǎn)生巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。這些效益主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： (1)高層貨架存儲(chǔ)由于使用高層貨架，存儲(chǔ)區(qū)可以大幅度地向空間擴(kuò)展，充分利用倉(cāng)庫(kù)地面和空間，因此節(jié)省了庫(kù)存占地面積，提高了空間利用率。(2)自動(dòng)存取自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)使用機(jī)械和自動(dòng)化設(shè)備，運(yùn)行和處理速度快，提高了作業(yè)效率．(3)計(jì)算機(jī)控制與管理計(jì)算機(jī)能夠準(zhǔn)確無(wú)誤地對(duì)倉(cāng)庫(kù)的各種信息進(jìn)行存儲(chǔ)和管理，降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，從而提高倉(cāng)庫(kù)的管理水平．(4)作業(yè)效率明顯提高能充分保證“先進(jìn)先出”的合理作業(yè)原則。由于計(jì)算機(jī)管理、自動(dòng)作業(yè)，可以方便地實(shí)施貨位和帳目的科學(xué)管理，改善庫(kù)存結(jié)構(gòu)，避免盲目壓貨，并改善勞動(dòng)環(huán)境。(5)節(jié)約費(fèi)用隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國(guó)有關(guān)行業(yè)開始重視立體庫(kù)的研究，對(duì)于促進(jìn)傳統(tǒng)觀念的轉(zhuǎn)變、提高現(xiàn)代化物流意識(shí)，形成新型的商品流通產(chǎn)業(yè)等方面均產(chǎn)生了強(qiáng)勁的推動(dòng)作用。由于自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)這一新技術(shù)的出現(xiàn)，使有關(guān)倉(cāng)儲(chǔ)的傳統(tǒng)觀念發(fā)生了根本性的改變。原來那種固定貨位，人工搬運(yùn)和碼放、人工管理、只是以存為主的倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)已改變?yōu)閮?yōu)化選擇貨位，按需要實(shí)現(xiàn)先入先出的機(jī)械化、自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)作業(yè)．從對(duì)我國(guó)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)使用的行業(yè)分布情況分析，絕大多數(shù)自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)還只是僅僅應(yīng)用于工廠企業(yè)領(lǐng)域，而且自動(dòng)化程度不高．為此本文的任務(wù)是將自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)技術(shù)應(yīng)用到物流領(lǐng)域中，設(shè)計(jì)出以PLC為核心的控制器，以及適合自動(dòng)存儲(chǔ)的高速堆垛機(jī)位置控制系統(tǒng)．儲(chǔ)存的同時(shí)可以對(duì)貨物進(jìn)行跟蹤以及必要的揀選和組配，并根據(jù)整個(gè)企業(yè)生產(chǎn)的需要，有計(jì)劃地將庫(kù)存貨物按指定的數(shù)量和時(shí)間要求送到恰當(dāng)?shù)攸c(diǎn)，以滿足均衡生產(chǎn)的需求．隨著經(jīng)濟(jì)一體化和全球化的進(jìn)程加快，尤其是以電子商貿(mào)為代表的“新經(jīng)濟(jì)”的浮現(xiàn)和發(fā)展，使得物流這個(gè)概念幾乎深入所有的經(jīng)濟(jì)和管理理念?；谖覈?guó)物流業(yè)有待專業(yè)管理和運(yùn)作的現(xiàn)狀及其具有廣闊發(fā)展空間的趨勢(shì)，為了保證整個(gè)倉(cāng)庫(kù)的性能指標(biāo)最優(yōu)，提高現(xiàn)代企業(yè)的物流技術(shù)及物料搬運(yùn)技術(shù)水平，就要對(duì)它的各子系統(tǒng)進(jìn)行合理控制，使其能夠協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)，此自動(dòng)化立體倉(cāng)堆垛機(jī)的設(shè)計(jì)，旨在深入探索新的控制技術(shù)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?chuàng)新思維能力。 自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的研究現(xiàn)狀自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)是在不進(jìn)行人工處理的情況下自動(dòng)存儲(chǔ)和取出物料的系統(tǒng)．在現(xiàn)代物流系統(tǒng)中，自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)又稱為高層貨架倉(cāng)庫(kù)、自動(dòng)存儲(chǔ)／檢索系統(tǒng)，它是物料搬運(yùn)和倉(cāng)儲(chǔ)科學(xué)中的一門綜合科學(xué)技術(shù)工程。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)(Automated Storage and Retrieval System)產(chǎn)生于60年代的美國(guó)，到現(xiàn)在大致經(jīng)歷了手工儲(chǔ)運(yùn)式、機(jī)械式立庫(kù)系統(tǒng)、自動(dòng)化立庫(kù)系統(tǒng)、集成化立庫(kù)系統(tǒng)，智能型立庫(kù)系統(tǒng)五代的發(fā)展，并逐步向第六代“3I”(Inteligent智能化，Integrated集成化，Information信息化)型自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)過渡131．至今，世界上已有5000多座自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)，它是以計(jì)算機(jī)綜合管理控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)，加上多層貨架、堆垛機(jī)、轉(zhuǎn)軌機(jī)及其配套的運(yùn)行設(shè)施、托盤、貨箱等聯(lián)合構(gòu)成。目前，自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)在發(fā)達(dá)國(guó)家已相當(dāng)普遍，日本是自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)發(fā)展最快，建造數(shù)量最多的國(guó)家．此外美國(guó)、德國(guó)、瑞士、意大利、英國(guó)和法國(guó)等國(guó)家也建造了許多自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)．發(fā)展至今，自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)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。50年代初，美國(guó)出現(xiàn)了采用橋式堆垛起重機(jī)的立體倉(cāng)庫(kù)．60年代初，出現(xiàn)了司機(jī)操作的巷道式堆垛起重機(jī)立體倉(cāng)庫(kù)．1963年美國(guó)率先在立體倉(cāng)庫(kù)中采用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，建立了世界上第一座計(jì)算機(jī)控制的立體倉(cāng)庫(kù)。我國(guó)對(duì)立體倉(cāng)庫(kù)及其物料搬運(yùn)設(shè)備的研制開始并不晚，上世紀(jì)70年代開始研究并逐漸采用巷道式堆垛機(jī)的立體倉(cāng)庫(kù)，進(jìn)入80年代以來一些交通運(yùn)輸部門和部隊(duì)物資儲(chǔ)存對(duì)老式倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行技術(shù)改造，開始采用自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)．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(guó)第一座自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)，并在北京汽車制造廠投產(chǎn)．從此以后，立體倉(cāng)庫(kù)在我國(guó)得到了迅速的發(fā)展。1991年3月長(zhǎng)春客車廠建造的雙排整體焊接式自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)，都取得了降低儲(chǔ)存成本提高儲(chǔ)存經(jīng)濟(jì)效益的良好效果。1995年建成的儀征化纖工業(yè)聯(lián)合公司滌綸長(zhǎng)絲自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)是目前由國(guó)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(cāng)庫(kù)．尤其十堰第二汽車制造廠采用國(guó)內(nèi)較先進(jìn)的AS／RS物流管理系統(tǒng)，由五臺(tái)不同規(guī)模的微型計(jì)算機(jī)組成了分層分布式系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了倉(cāng)庫(kù)信息管理自動(dòng)化和倉(cāng)庫(kù)入庫(kù)及出庫(kù)作業(yè)的自動(dòng)化。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)已經(jīng)建成的立體倉(cāng)庫(kù)近300個(gè)，其中全自動(dòng)化的立體倉(cāng)庫(kù)有30多個(gè)．此外，還有一些建設(shè)比較成功的立體倉(cāng)庫(kù)，如洛陽(yáng)第一拖拉機(jī)廠、清華大學(xué)CIMS實(shí)驗(yàn)室的立體倉(cāng)庫(kù)等。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)具有很高的空間利用率，很強(qiáng)的入出庫(kù)能力，采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制管理而利于企業(yè)實(shí)施現(xiàn)代化管理等特點(diǎn)，已成為企業(yè)物流和生產(chǎn)管理不可缺少的倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)，越來越受到企業(yè)的重視．我國(guó)的自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)技術(shù)現(xiàn)己實(shí)現(xiàn)與其他信息決策系統(tǒng)的集成，正在做智能控制和模糊控制的工作。 在總體設(shè)計(jì)方面，國(guó)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(kù)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(cāng)庫(kù)的功能。貨架在國(guó)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(cè)和貨物尺寸檢測(cè)。國(guó)外立體倉(cāng)庫(kù)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(kù)系統(tǒng)，并且用計(jì)算機(jī)進(jìn)行貨位管理和庫(kù)存管理，倉(cāng)庫(kù)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。例如，日本名古屋附近的三菱汽車裝配總廠的自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)，其自動(dòng)化程度就非常高．這座裝配廠每天(16d,時(shí))生產(chǎn)11520輛汽車。在長(zhǎng)達(dá)兩公里的巨大輸送帶上，能同時(shí)裝配5種完全不同車型的汽車，半成品裝配件(除車體在生產(chǎn)線上進(jìn)行焊接外)完全來自于立體倉(cāng)庫(kù)，倉(cāng)庫(kù)的庫(kù)存量只能維持兩天的生產(chǎn)，需要不斷的進(jìn)庫(kù)補(bǔ)充，這樣大的進(jìn)、出庫(kù)量及名目繁多的部件是人工無(wú)法勝任的．當(dāng)前產(chǎn)品生命周期大大縮短，多品種、小批量生產(chǎn)方式的比重大幅度增加，產(chǎn)品的交貨期大大縮短。同時(shí)，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜、功能更為完善，用戶對(duì)于產(chǎn)品需求的個(gè)性化，都將促使制造技術(shù)和生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)觀念日新月異，這些無(wú)不要求制造業(yè)應(yīng)具有高度柔性與較強(qiáng)的應(yīng)變能力。必須采取一定的策略來適應(yīng)不斷提高要求的庫(kù)存管理、運(yùn)行的柔性以及各種過程集成的程度，能夠時(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)流程，設(shè)備狀態(tài)及物料的加工狀況，有效協(xié)調(diào)整個(gè)生產(chǎn)過程，以提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。 堆垛機(jī)的研究現(xiàn)狀堆垛機(jī)的機(jī)械部分由運(yùn)行機(jī)構(gòu)、起升機(jī)構(gòu)、伸叉機(jī)構(gòu)及載貨臺(tái)和機(jī)架組成。它是在所謂高層、高速、高密度儲(chǔ)藏的概念下的產(chǎn)物。盡管各廠家各有獨(dú)創(chuàng)，結(jié)構(gòu)形式有些差異，但可以說大同小異，所有的堆垛機(jī)都不外乎由機(jī)架、載貨臺(tái)、伸縮貨叉、軌道和控制系統(tǒng)等部分組成．隨著微電子技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制的堆垛機(jī)日益增加，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。而且，堆垛機(jī)的結(jié)構(gòu)也有了較大的改變，不斷推出具有新的物理外形和更高性能的設(shè)備．隨著大、中、小型立體倉(cāng)庫(kù)不斷的建立，堆垛機(jī)也由貨