【正文】 善的貨物位置檢測和貨物尺寸檢測。貨架在國外己系列化、標(biāo)準(zhǔn)化，對貨架的承載能力(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。發(fā)展至今，自動(dòng)化倉庫在設(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。 國內(nèi)外立體倉庫的發(fā)展 目前，自動(dòng)化立體倉庫在發(fā)達(dá)國家已相當(dāng)普遍，日本是自動(dòng)化倉庫發(fā)展最快，建造數(shù)量最多的國家。論文中機(jī)械手可以進(jìn)行四自由度的變化，即進(jìn)行前進(jìn)、后退，上、下，左、右及底盤旋轉(zhuǎn)的變化。在入庫作業(yè)時(shí)，當(dāng)檢測傳感器檢測到輥道上有貨物，輥道正轉(zhuǎn)，那么起動(dòng)機(jī)械手，將輥道上的貨物放到載貨臺(tái)上，再啟動(dòng)堆垛機(jī)將貨物運(yùn)行到指定庫位。堆垛機(jī)是立體倉庫的關(guān)鍵部件，負(fù)責(zé)全部貨物的入庫承運(yùn)作業(yè)，可實(shí)現(xiàn)三個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，由于使用自動(dòng)化倉庫，促進(jìn)企業(yè)的科學(xué)管理，減少了浪費(fèi)，保證均衡生產(chǎn)，也提高了操作人員素質(zhì)和管理人員的水平。它通過高層貨架存儲(chǔ)，使存儲(chǔ)區(qū)大幅度地向高空發(fā)展，提高了空間利用率；自動(dòng)化立體倉庫采用層積式存放，結(jié)合計(jì)算機(jī)管理，可以很容易實(shí)現(xiàn)先入先出，防止貨物的自然老化、變質(zhì)和損壞；通過自動(dòng)存取系統(tǒng)(AS/RS),加快了運(yùn)行和處理速度，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度；采用自動(dòng)化技術(shù)后，還能較好地適應(yīng)黑暗、低溫、污染、有毒和易爆等特殊場合的物品存儲(chǔ)需要；計(jì)算機(jī)控制能夠始終準(zhǔn)確無誤地對各種信息進(jìn)行存儲(chǔ)和管理，減少了貨物處理和信息處理過程中的差錯(cuò)；同時(shí)借助于計(jì)算機(jī)管理還能有效地利用倉庫存儲(chǔ)能力，便于清點(diǎn)和盤庫，合理減少庫存，加快資金周轉(zhuǎn)，節(jié)約流動(dòng)資金，從而提高倉庫的管理水平。 課題研究的目的和意義傳統(tǒng)條件下的庫房管理作業(yè)，主要依據(jù)人工裝卸，特別是對于一些大型物資，不僅工作效率低，浪費(fèi)大量的人力、物力，存在較大的安全隱患，同時(shí)還占據(jù)大量的庫房面積。立體倉庫由于具有很高的空間利用率、很強(qiáng)的入出庫能力、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)管理不可缺少的倉儲(chǔ)技術(shù)，越來越受到企業(yè)的重視。我國對立體倉庫及其物料搬運(yùn)設(shè)備的研制開始并不晚，1963年研制成第一臺(tái)橋式堆垛起重機(jī)（機(jī)械部北京起重運(yùn)輸機(jī)械研究所），1973年開始研制我國第一座由計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化立體倉庫（高15米，機(jī)械部起重所負(fù)責(zé)），該庫1980年投入運(yùn)行。此后，自動(dòng)化立體倉庫在美國和歐洲得到迅速發(fā)展，并形成了專門的學(xué)科。立體倉庫的產(chǎn)生和發(fā)展是第二次世界大戰(zhàn)之后生產(chǎn)和技術(shù)發(fā)展的結(jié)果。 李勇超 第一章 緒論 課題背景立體倉庫一般是指采用幾層、十幾層乃至幾十層高的貨架儲(chǔ)存單元貨物，用相應(yīng)的物料搬運(yùn)設(shè)備進(jìn)行貨物入庫和出庫作業(yè)的倉庫。近年來，國內(nèi)在PLC技術(shù)與產(chǎn)品開發(fā)應(yīng)用方面發(fā)展很快，除有許多從國外引進(jìn)的設(shè)備、自動(dòng)化生產(chǎn)線外，國產(chǎn)的機(jī)床設(shè)備已越來越多地采用PLC控制系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的繼電接觸器控制系統(tǒng)。本文中所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)利用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)作調(diào)度、管理、完成了工業(yè)控制計(jì)算機(jī)與PLC之間以及PLC與PLC之間的監(jiān)視和控制參數(shù)的傳遞，提高了立體倉庫的自動(dòng)化管理水平。另外，為了保證整個(gè)控制系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，我們還采用了限位開關(guān)對其進(jìn)行限位保護(hù)。在整個(gè)控制系統(tǒng)中以三菱FX2N系列PLC作為核心控制元件，專用鍵盤作為人機(jī)接口部件，控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)一個(gè)有三自由度的倉庫在高強(qiáng)度導(dǎo)軌做三維運(yùn)動(dòng)。它主要的流程是將貨物放置在輥道上，用機(jī)械手將貨物運(yùn)送到出入貨臺(tái)，再用堆垛機(jī)把貨臺(tái)上的物品運(yùn)送到立體貨架上。圍繞其倉儲(chǔ)系統(tǒng)，它是現(xiàn)代物流系統(tǒng)的重要組成部分，是一種多層存放貨物的高架倉庫系統(tǒng)，由自動(dòng)控制和管理系統(tǒng)、高位貨架、巷道堆垛機(jī)，自動(dòng)入庫、自動(dòng)出庫，輥道部分以及機(jī)械手部分控制系統(tǒng)及其他輔助設(shè)備。 機(jī)電一體化 姓 名 西工院 09級專 業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）函授站 李勇超 摘要自動(dòng)化立體倉庫廣泛用于機(jī)械、化工、航空航天、電子、醫(yī)藥、食品加工、配送中心、機(jī)場港口等。它具有減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，加強(qiáng)生產(chǎn)和物資管理，減少庫存積壓資金等方面的優(yōu)勢。本倉庫控制系統(tǒng)是根據(jù)自動(dòng)化立體倉庫運(yùn)行的基本原理而設(shè)計(jì)的。以步進(jìn)電動(dòng)機(jī)每轉(zhuǎn)輸出的脈沖數(shù)為基礎(chǔ)，通過鍵盤對每個(gè)倉位予以地址編碼，通過PLC對命令鍵盤進(jìn)行掃描并得到相應(yīng)的倉位號，當(dāng)PLC接收到來自鍵盤的輸入命令后，便輸出對應(yīng)倉位的脈沖數(shù)，經(jīng)過驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度，進(jìn)而控制傳動(dòng)部件絲杠旋轉(zhuǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確的定位，以完成貨物的存取功能。關(guān)鍵詞： 立體倉庫，機(jī)械手，堆垛機(jī)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)目錄摘要 I目錄 II前言 1第一章 緒論 2 課題背景 2 課題研究的目的和意義 3 課題的內(nèi)容 3 國內(nèi)外立體倉庫的發(fā)展 4第二章 系統(tǒng)控制方案的確定 5 自動(dòng)化立體倉庫的概述 5 采用PLC控制的優(yōu)點(diǎn) 5 系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟 7 立體倉庫控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖 8 立體倉庫系統(tǒng)的功能 9 各部分的控制流程圖 10 輥道控制流程圖 10 機(jī)械手控制流程圖 11 倉庫總流程圖 11第三章 立體倉庫控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 13 輥道的選擇 13 機(jī)械手部分的控制 13 四自由度機(jī)械手的結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng) 13 堆垛機(jī)的設(shè)計(jì) 14 堆垛機(jī)的概況 14 堆垛機(jī)控制系統(tǒng)的功能 15 傳感器的選擇 15 微動(dòng)開關(guān)的選擇 18 步進(jìn)電機(jī)選擇 18 直流電動(dòng)機(jī) 20 變頻器的選擇 20 PLC的選型 22第四章 立體倉庫系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 25 輥道I/O分配表及外部接線圖 25 機(jī)械手的I/O分配表及外部接線圖 27 堆垛機(jī)的I/O分配表及外部接線圖 29 梯形圖設(shè)計(jì) 31 機(jī)械手梯形圖控制 32 倉庫梯形圖控制 35 故障處理 37第五章 系統(tǒng)調(diào)試 38第六章 結(jié)論與展望 39致謝 40參考文獻(xiàn) 41附錄 實(shí)物圖 42前言立體倉庫是一種集信息、儲(chǔ)存、管理于一體的高技術(shù)機(jī)電一體化產(chǎn)品，隨著現(xiàn)代化生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和深化,它將為工業(yè)、企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。經(jīng)過在現(xiàn)場的實(shí)際應(yīng)用證明,這種管理和控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具有很高的可靠性和穩(wěn)定性。與繼電—接觸器系統(tǒng)相比系統(tǒng)更加可靠；占位空間比繼電—接觸器控制系統(tǒng)小；價(jià)格上能與繼電—接觸器控制系統(tǒng)競爭；易于在現(xiàn)場變更程序；便于使用、維護(hù)、維修；能直接推動(dòng)電磁閥、接觸器與于之相當(dāng)?shù)膱?zhí)行機(jī)構(gòu)；能向中央執(zhí)行機(jī)構(gòu)；能向中央數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)直接傳輸數(shù)據(jù)等。由于這類倉庫能充分利用空間儲(chǔ)存貨物，故常形象地將其稱為“立體倉庫”。50年代初，美國出現(xiàn)了采用橋式堆垛起重機(jī)的立體倉庫；50年代末60年代初出現(xiàn)了司機(jī)操作的巷道式堆垛起重機(jī)立體倉庫；1963年美國率先在高架倉庫中采用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，建立了第一座計(jì)算機(jī)控制的立體倉庫。60年代中期，日本開始興建立體倉庫，并且發(fā)展速度越來越快，成為當(dāng)今世界上擁有自動(dòng)化立體倉庫最多的國家之一。到目前為止，我國自動(dòng)化立體倉庫數(shù)量已超過200座。自動(dòng)化立體倉庫是由立體貨架、有軌巷道堆垛機(jī)，出入庫托盤輸送機(jī)系統(tǒng)，尺寸檢測條碼閱讀系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)管理以及其他如無線電纜橋架配電柜，托盤，調(diào)節(jié)平臺(tái)，鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)等輔助設(shè)備組成的復(fù)雜的自動(dòng)化系統(tǒng)，運(yùn)用一流的集成化物流理念，采用先進(jìn)的控制，總線，通訊和信息技術(shù)，通過以上設(shè)備的協(xié)調(diào)運(yùn)作，按照用戶的需要完成制動(dòng)貨物的自動(dòng)有序，快速精準(zhǔn)，高效的入庫出庫作業(yè)。立體庫的投入使用，徹底解決了這一難題.自動(dòng)化立體倉庫可以產(chǎn)生巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。自動(dòng)化倉庫的信息系統(tǒng)可以與企業(yè)的生產(chǎn)信息系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息管理的自動(dòng)化。 課題的內(nèi)容倉位的主體框架包括兩排貨架有四個(gè)庫位外，還配有三條輥道傳輸帶﹑三個(gè)出入貨站臺(tái)﹑一個(gè)四自由度機(jī)械手﹑一個(gè)全自動(dòng)堆垛機(jī)組成。并在這四個(gè)庫位的底部均設(shè)置有檢測開關(guān)，若庫內(nèi)有物品，則壓制相應(yīng)的檢測開關(guān)使之閉合，若無物品，則相應(yīng)的檢測開關(guān)斷開。在出庫操作時(shí)，啟動(dòng)堆垛機(jī)將指定庫位貨物放到載貨