【文章內(nèi)容簡介】 ............................................. 42 貨叉的設計計算 ................................................................................................................................................... 42 貨叉機構(gòu)的受力分析 .................................................................................................................................. 42 貨叉撓度的計算 ........................................................................................................................................... 43 貨叉電機的計算 .............................................................................................................................................. 45 雙聯(lián)齒輪的確定 .............................................................................................................................................. 45 第 6 章 堆垛機升降機構(gòu)的計算 ................................................................................................................................... 46 電機的選取 ........................................................................................................................................................... 46 減速器的選用 ......................................................................................................................................................... 46 卷筒的計算 .............................................................................................................................................................. 46 鋼絲繩的選用 ......................................................................................................................................................... 47 第 7 章 PLC的程序設計 .............................................................................................................................................. 47 參考文獻 ............................................................................................................................................................................ 52 致謝 ..................................................................................................................................................................................... 53 第 1 章 緒論 課題研究的背景 及內(nèi)容 隨著經(jīng)濟全球化和信息技術的迅速發(fā)展，企業(yè)生產(chǎn)資料的獲取與產(chǎn)品營銷范圍日趨擴大，社會生產(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，被普遍認為企業(yè)在降低物質(zhì)消耗、提高勞動生產(chǎn)率以外的“第三利潤源”的現(xiàn)代物流業(yè)正在全世界范圍內(nèi)廣泛興起。邁向 2l世紀的物流技術，不僅是企業(yè)戰(zhàn)略的。商務物流”，而且是向整個社會實現(xiàn)物資供給的“社會物流”． 自動化倉庫簡稱高架倉庫。一般是指采用幾層、十幾層乃至幾十層高的貨架用于儲存單元貨物，并用相應的搬運設備進行貨物入，出庫作業(yè)的倉庫。由于這類倉庫能充分利用空間儲存貨物，故常形象地將其稱為“立體倉庫”． 近年來隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和對外聯(lián)系得日益密切，物流研究受 到了產(chǎn)學界的高度重視。先進的生產(chǎn)制造模式、市場多元化的需求、產(chǎn)品生產(chǎn)周期的縮短以及供應鏈的快速發(fā)反應、生產(chǎn)制造的全球化等特點使得物流活動在時間和空間上更加廣泛和頻繁。同時物流服務業(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．電子商務對傳統(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)的物流活動反應速度越來越快，前置時間越來越短，周轉(zhuǎn)次數(shù)越來越多。 現(xiàn)代化要求越來越促使工業(yè)生產(chǎn)社會化、專業(yè)化、集成化。立體倉庫的出現(xiàn)與發(fā)展，是與工業(yè)、科技發(fā)展相適應的。自動立體倉庫，是由計算機 控制的機電一體化系統(tǒng)，尤其具有優(yōu)化的倉庫管理和自動化操作。它由計算機控制立體倉庫的堆垛機來操縱存貨、取貨、加減速過程及認址的控制，使貨物能自動化出入庫，再經(jīng)傳輸機械將貨物傳送到場地或從場地存入立體倉庫；同時對立體倉庫的倉儲物流數(shù)據(jù)進行計算機管理。生產(chǎn)的高度機械化，自動化必然要求物資的籌措供應分發(fā)及時、迅速、準確。這就促使立體倉庫技術得到迅速的發(fā)展，并已成為工廠設計中高科技的一個象征．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，同時可以根據(jù)用戶的特 殊要求來設置 其他功能． 自動化立體倉庫系統(tǒng)的使用要求是：短 (要求作業(yè)周期短 )、頻 (出入庫頻繁 )、快 (系統(tǒng)響應快 )、強 (控制實時性強 )．為了提高倉庫作業(yè)的自動化管理水平，越來越多的立體倉庫普遍運用了計算機控制的自動化立體倉庫系統(tǒng)，這一系統(tǒng)的倉庫布置和設計，與使用機械化操作的設施是一樣的，不同之處在于所有的程序由計算機指導和監(jiān)控。 只需在上位機輸入目的貨格的坐標，就可以進行觀摩和作業(yè)，由上位機控制 PLC，實現(xiàn)自動化控制。本文是在此背景下，設計立體庫堆垛機 及其控制 系統(tǒng)，旨在深入探索新的控制和管理技術，深入研究和優(yōu)化自動化倉庫 堆垛機控制問題，為物流倉儲作業(yè)提供各方面應用的實驗環(huán)境。 課題的意義和價值 國內(nèi)外其它行業(yè)采用自動化倉庫的情況己經(jīng)充分證明，使用自動化立體倉庫能夠產(chǎn)生巨大的社會效益和經(jīng)濟效益。這些效益主要表現(xiàn)在以下幾個方面： (1)高層貨架存儲由于使用高層貨架，存儲區(qū)可以大幅度地向空間擴展，充分利用倉庫地面和空間，因此節(jié)省了庫存占地面積，提高了空間利用率。 (2)自動存取自動化立體倉庫使用機械和自動化設備，運行和處理速度快，提高了作業(yè)效率． (3)計算機控制與管理計算機能夠準確無誤地對倉庫的各種信息進行存 儲和管理，降低了操作人員的勞動強度，從而提高倉庫的管理水平． (4)作業(yè)效率明顯提高能充分保證“先進先出”的合理作業(yè)原則。由于計算機管理、自動作業(yè)，可以方便地實施貨位和帳目的科學管理，改善庫存結(jié)構(gòu)，避免盲目壓貨，并改善勞動環(huán)境。 (5)節(jié)約費用隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展，我國有關行業(yè)開始重視立體庫的研究，對于促進傳統(tǒng)觀念的轉(zhuǎn)變、提高現(xiàn)代化物流意識，形成新型的商品流通產(chǎn)業(yè)等方面均產(chǎn)生了強勁的推動作用。 由于自動倉儲系統(tǒng)這一新技術的出現(xiàn)，使有關倉儲的傳統(tǒng)觀念發(fā)生了根本性的改變。原來那種固定貨位，人工搬運和碼放、人工管理 、只是以存為主的倉儲作業(yè)已改變?yōu)閮?yōu)化選擇貨位，按需要實現(xiàn)先入先出的機械化、自動化倉庫作業(yè)．從對我國自動化立體倉庫使用的行業(yè)分布情況分析，絕大多數(shù)自動化倉庫還只是僅僅應用于工廠企業(yè)領域，而且自動 化程度不高． 為此本文的任務是將自動化倉庫技術應用到物流領域中，設計出以 PLC為核心的控制器，以及適合自動存儲的高速堆垛機位置控制系統(tǒng)．儲存的同時可以對貨物進行跟蹤以及必要的揀選和組配，并根據(jù)整個企業(yè)生產(chǎn)的需要，有計劃地將庫存貨物按指定的數(shù)量和時間要求送到恰當?shù)攸c，以滿足均衡生產(chǎn)的需求． 隨著經(jīng)濟一體化和全球化的進程加 快，尤其是以電子商貿(mào)為代表的“新經(jīng)濟”的浮現(xiàn)和發(fā)展，使得物流這個概念幾乎深入所有的經(jīng)濟和管理理念?；谖覈锪鳂I(yè)有待專業(yè)管理和運作的現(xiàn)狀及其具有廣闊發(fā)展空間的趨勢，為了保證整個倉庫的性能指標最優(yōu)，提高現(xiàn)代企業(yè)的物流技術及物料搬運技術水平，就要對它的各子系統(tǒng)進行合理控制，使其能夠協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn)， 此 自動化立體倉堆垛機 的設計 ，旨在深入探索新的控制技術， 有利于培養(yǎng)學生的實踐實驗能力和創(chuàng)新思維能力。 自動化立體倉庫的研究現(xiàn)狀 自動化立體倉庫是在不進行人工處理的情況下自動存儲和取出物料的系統(tǒng)．在現(xiàn)代物流系統(tǒng)中 ，自動化立體倉庫又稱為高層貨架倉庫、自動存儲／檢索系統(tǒng)，它是物料搬運和倉儲科學中的一門綜合科學技術工程。 自動化立體倉庫 (Automated Storage and Retrieval System)產(chǎn)生于 60年代的美國，到現(xiàn)在大致經(jīng)歷了手工儲運式、機械式立庫系統(tǒng)、自動化立庫系統(tǒng)、集成化立庫系統(tǒng)，智能型立庫系統(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 )型自動化立體倉庫系統(tǒng)過渡 131．至今，世界上已有 5000多座自動化立體倉庫，它 是以計算機綜合管理控制系統(tǒng)為基礎，加上多層貨架、堆垛機、轉(zhuǎn)軌機及其配套的運行設施、托盤、貨箱等聯(lián)合構(gòu)成。 目前，自動化立體倉庫在發(fā)達國家已相當普遍，日本是自動化倉庫發(fā)展最快，建造數(shù)量最多的國家．此外美國、德國、瑞士、意大利、英國和法國等國家也建造了許多自動化倉庫．發(fā)展至今，自動化倉庫在設計、制造、自動化控制和計算機管理方面的技術也日趨成熟。 50年代初，美國出現(xiàn)了采用橋式堆垛起重機的立體倉庫． 60年代初，出現(xiàn)了司機操作的巷道式堆垛起重機立體倉庫． 1963年美國率先在立體倉庫中采用計算機控制技術，建立了世界上 第一座計算機控制的立體倉庫。我國對立體倉庫及其物料搬運設備的研制開始并 不晚，上世紀 70年代開始研究并逐漸采用巷道式堆垛機的立體倉庫，進入 80年代以來一些交通運輸部門和部隊物資儲存對老式倉庫進行技術改造，開始采用自動化立體倉庫． 1980年由北京機械工業(yè)自動化研究所等 單位研制建成我國第一座自動化立體倉庫，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。 1991年 3月長春客車廠建造的雙排整體焊接式自動化立體倉庫，都取得了降低儲存成本提高儲存經(jīng)濟效益的良好效果。 1995年建成的儀征化纖工業(yè)聯(lián)合公 司滌綸長絲自動化立體倉庫是目前由國內(nèi)獨立設計和制造的綜合自動化程度最高的立體倉庫．尤其十堰第二汽車制造廠采用國內(nèi)較先進的 AS／ RS物流管理系統(tǒng)，由五臺不同規(guī)模的微型計算機組成了分層分布式系統(tǒng)，實現(xiàn)了倉庫信息管理自動化和倉庫入庫及出庫作業(yè)的自動化。據(jù)不完全統(tǒng)計， 目前我國已經(jīng)建成的立體倉庫近 300個，其中全自動化的立體倉庫有 30多個．此外，還有一些建設比較成功的立體倉庫，如洛陽第一拖拉機廠、清華大學 CIMS實驗室的立體倉庫等。 自動化立體倉庫具有很高的空間利用率，很強的入出庫能力，采用計算機進行控制管理而利于 企業(yè)實施現(xiàn)代化管理等特點，已成為企業(yè)物流和生產(chǎn)管理不可缺少的倉儲技術，越來越受到企業(yè)的重視．我國的自動化倉庫技術現(xiàn)己實現(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。 在總體設計方面，國外已有采用計算機輔助設計的 (CAD)即根據(jù)約束條件來確定最佳的貨架高度、巷道數(shù)量、貨架尺寸和堆垛機數(shù)量以及出入庫運行系統(tǒng)的參數(shù)，并用計算機模擬技術來考核倉庫的功能。貨架在國外已系列化、標準化，對貨架的承載能力 (包括抗震 )進行了很多實驗研究 (包括破壞性實驗 )，貨架計算采用計算機程序．堆垛機產(chǎn)品已經(jīng)走入系列化，運 行噪聲低，備有各種安全保護裝置，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、工作可靠的可編程控制器來控