【正文】 作業(yè)效率。是最簡(jiǎn)單也是最廣泛使用的貨架。揀貨路線短，揀貨效率高。由開(kāi)關(guān)或用小型電子計(jì)算機(jī)操縱。 (10)旋轉(zhuǎn)式貨架 旋轉(zhuǎn)式貨架設(shè)有電力驅(qū)動(dòng)裝置 (驅(qū)動(dòng)部分可設(shè)于貨架上部，也可設(shè)于貨架底座內(nèi)。 (9)封閉式移動(dòng)貨架 2021 屆畢 業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 7 頁(yè) 共 44 頁(yè) 封閉式移動(dòng)貨架當(dāng)不需要存取貨物時(shí)， 所有 貨架移動(dòng)到一起后，全部封閉，并可全部鎖住。 (8)敞開(kāi)式移動(dòng)貨架 敞開(kāi)式移動(dòng)貨架其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)于貨架底座內(nèi)，操作盤(pán)設(shè)于貨架端部，外形簡(jiǎn)潔，操作方便。其突出的優(yōu)點(diǎn)是提高了空間利用率，一組貨架只需一條通道，而固定型托盤(pán)貨架的一條通道，只服務(wù)于通道內(nèi)兩側(cè)的兩排貨架。 (7)移動(dòng)式貨架 移動(dòng)式貨架易控制，安全可靠。閣樓上一般采用輕型小車(chē)或托盤(pán)牽引小車(chē)作業(yè)。在己有的貨架或工作場(chǎng)地上建造一個(gè)中間閣樓以增加儲(chǔ)存面積。 (4)貫通式貨架 貫通式貨架在同樣的空間內(nèi)比通常的托盤(pán)貨架幾乎多一倍的儲(chǔ)存能力，因?yàn)槿∠挥诟髋咆浖苤g的 巷道，將貨架合并在一起，使同一層、同一列的貨物互相貫通。位于滑道出庫(kù)端的第一個(gè)貨物單元被出庫(kù)起重機(jī)取走之后，在它后面的各個(gè)貨物單元便在重力作用下依次向出庫(kù)端移動(dòng)一個(gè)貨位。 (3)重力式貨架 重力式貨架的每一個(gè)貨格就是一個(gè)具有一定坡度的存貨滑道。高層貨架多采用整體式結(jié)構(gòu)，一般是由型鋼焊接的貨架片 (帶托盤(pán) )，通過(guò)水平、垂直拉桿以及橫梁等構(gòu)件聯(lián)接起來(lái)。由滿(mǎn)足不同功能要求的各種不同形式的貨架所組成的多種多樣的自動(dòng)化、機(jī)械化倉(cāng)庫(kù)，已成為倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)以至整個(gè)物流系統(tǒng)或生產(chǎn)工藝流程中的重要環(huán)節(jié)。倉(cāng)庫(kù)的進(jìn)出口裝有光、電或磁原理識(shí)別裝置和記錄裝置，以便對(duì)進(jìn)出倉(cāng)庫(kù)的貨物進(jìn)行識(shí)別和登記、識(shí)別標(biāo)志。行間有供堆垛機(jī)械進(jìn)行作業(yè)運(yùn)行的巷道。 6） 實(shí)體建摸與數(shù)據(jù)導(dǎo)入 ： 建立貨架立體 SolidWorks 模型后 ，用 VB 編程驅(qū)動(dòng)。 4） 貨架的載荷與工況分析 ： 參照基本規(guī)范第 3 條。截面小于L型 45?4 或 L 型 56?36?4 的角鋼 (對(duì)于焊接結(jié)構(gòu) )，或截面小于 L 型 50? 5 的角鋼(對(duì)螺栓連接 )。 2021 屆畢 業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 5 頁(yè) 共 44 頁(yè) 設(shè)計(jì)流程如下 ： 1） 貨架選型 ： 根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》 條例規(guī)定 :在鋼結(jié)構(gòu)的受力構(gòu)件 及其連接中，不宜采用 ： 厚度小于 4mm 的鋼板 。 貨架設(shè)計(jì)要求：每個(gè)貨閣最大承載質(zhì)量 2021kg。 4) 構(gòu)件的基本設(shè)計(jì)規(guī)定 :按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)貨架結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)采用荷載設(shè)計(jì)值和強(qiáng)度設(shè)計(jì)值進(jìn)行計(jì)算 ； 按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)貨架結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)采用荷載標(biāo)準(zhǔn)值和容許變形進(jìn)行計(jì)算。 3) 荷載及荷載效應(yīng)組合 :貨架結(jié)構(gòu)上的荷載可分為恒荷載、貨架活荷載、豎向沖擊荷載、水平荷載以及可能有的風(fēng)載、屋面活荷載 (或雪載 )和地震作用。承重結(jié)構(gòu)的鋼材通常宜采用《碳素結(jié)構(gòu)鋼》(GB700— 88)規(guī)定的 Q235 鋼和《低合金結(jié)構(gòu)鋼》 (GB1591— 88)規(guī)定的 16錳鋼。 2021 屆畢 業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 4 頁(yè) 共 44 頁(yè) 第二章 立體貨架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 貨架設(shè)計(jì)規(guī)范總結(jié)及自用設(shè)計(jì)流程規(guī)劃 貨架設(shè)計(jì)的基本規(guī)范 根據(jù)查閱的文獻(xiàn)資料，整理現(xiàn)行的設(shè)計(jì)方法，依 據(jù)《鋼貨架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（ CECS23:90），可以將貨架的基本設(shè)計(jì)規(guī)范歸結(jié)為 : 1) 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 :鋼貨架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)遵守《鋼貨架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（ CECS23:90）的規(guī)定、《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》 (GBJ17— 88)、《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》 (GBJ18— 87)、及《鋼結(jié)構(gòu)施工驗(yàn)收規(guī)范》等的要求。立體貨架參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)是非常有研究意義的課題，它使用了先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等手段，無(wú)論是對(duì)理論研究還是實(shí)際應(yīng)用，都是非常有價(jià)值的。這些工具的應(yīng)用表明己經(jīng)開(kāi)始將利用現(xiàn)代信息技術(shù)來(lái)改進(jìn)傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程，標(biāo)志著自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)和貨架設(shè)計(jì)與制造數(shù)字化設(shè)計(jì)的開(kāi)始。 3）、用 VB 軟件 對(duì) SolidWorks 的二次開(kāi)發(fā)技術(shù)，用 SolidWorks 建立物流倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備立體貨架參數(shù)化模型，開(kāi)發(fā)程序計(jì)算出各個(gè)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)所有零部件和總裝的參數(shù)化驅(qū)動(dòng)與工程圖生成。 2）、建立立體貨架的實(shí)體模型。 (2)用模擬參數(shù)進(jìn)行橫梁式貨架設(shè)計(jì)，檢驗(yàn)自用設(shè)計(jì)規(guī)范和流程。 課題主要研究?jī)?nèi)容 本課題要解決的問(wèn)題是彌補(bǔ)當(dāng)前對(duì)立體貨架設(shè)計(jì)中傳統(tǒng)簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)的不足，主要工作是設(shè)計(jì)規(guī)范的分析與自用規(guī)范和設(shè)計(jì)流程的形成，部分專(zhuān)題研究，熟悉掌握物流倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備立體貨架設(shè)計(jì)計(jì)算方法，熟練掌握 VB 軟件對(duì) SolidWorks 的二次開(kāi)發(fā)技術(shù)，用 SolidWorks 建立物流倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備立體貨架參數(shù)化模型，開(kāi)發(fā)程序計(jì)算出各個(gè)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)所有零部件和總裝的參數(shù)化驅(qū)動(dòng)與工程圖生成。為了解決這些問(wèn)題，本文采用基于對(duì)象的分析方法，通過(guò)研究常見(jiàn)貨架形式的組成部件和共同特性，運(yùn)用三維參數(shù)化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品系列設(shè)計(jì)。②貨架設(shè)計(jì)過(guò)程是一個(gè)系列化、參數(shù)化的過(guò)程，國(guó)內(nèi)的貨架設(shè)計(jì)還不具有參數(shù)化數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的效果，造成大量重復(fù)性的勞動(dòng)，影響設(shè)計(jì)效率和速度。如何在滿(mǎn)足需求的前提下選擇安全、經(jīng)濟(jì)的貨架類(lèi)型是設(shè)計(jì)者和使用者共同面臨的問(wèn)題 [3]。 本課題的目的 本課題的目的是物流倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備立體貨架參數(shù)化系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的參數(shù)化建模與總體設(shè)計(jì)，用 SolidWorks 建立物流倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備立體貨架參數(shù)化模型，開(kāi)發(fā)程序計(jì)算出各個(gè)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)所有零部件和總裝的參數(shù)化驅(qū)動(dòng)與工程圖生成。由于技術(shù)設(shè)備落后和經(jīng)費(fèi)不足等原因，我國(guó)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的發(fā)展速度遠(yuǎn)趕不上實(shí)際需要。歷史和現(xiàn)實(shí)已 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。 而在國(guó)內(nèi)，貨架的規(guī)范化和數(shù)字化設(shè)計(jì)與研究起步比較晚，我國(guó)于 1974 年在鄭州紡織機(jī)械廠建成第一座自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)至今，己有上千座自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)建成投入運(yùn)營(yíng)，這些倉(cāng)庫(kù)使用在機(jī)器制造業(yè)、電器制造業(yè)、航空港、輕工和化工企業(yè)、商儲(chǔ)業(yè)、軍需部門(mén)等 。 1963 年美國(guó)首先在倉(cāng)庫(kù)業(yè)務(wù)中采用計(jì)算機(jī)控制，建立 了第一座計(jì)算機(jī)控制的立體倉(cāng)庫(kù) [2]。 自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的出現(xiàn)和發(fā)展是第二次世界大戰(zhàn)以后生產(chǎn)和技術(shù)發(fā)展的結(jié)果。 自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)是指在不直接進(jìn)行人工處理的情況下自動(dòng)地存儲(chǔ)和提取物料的系統(tǒng)，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)及其配套的運(yùn)行設(shè)施、托盤(pán)、貨箱等聯(lián)合組成。2021 屆畢 業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 1 頁(yè) 共 44 頁(yè) 第一章 緒論 本課題的 研究背景、 目的及研究意義 本課題的研究背景 自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù) (AS/RSAutomated Storage and Retrieval System)產(chǎn)生于 60 年代的美國(guó)，到現(xiàn)在為止大致經(jīng)歷了機(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)四代的發(fā)展歷程，并逐漸向第五代“ 3I (Inteligent 智能化，Integrated 集成化， Information 信息化 )立體庫(kù)系統(tǒng)過(guò)渡。至今，世界上己有將近 5000座自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)，數(shù)量最多的是日本，其次是美國(guó)。此外，還配有自動(dòng)安全消防監(jiān)控系統(tǒng)，它是機(jī)電一體化和現(xiàn)代信息技術(shù)在物資流通領(lǐng)域應(yīng)用的一個(gè)重要分支 [1]。20 世紀(jì) 50 代初，美國(guó)出現(xiàn)了采用橋式堆垛起重機(jī)的倉(cāng)庫(kù)， 50 年代末到 60 年代初出現(xiàn)了司機(jī)操作的巷道式堆垛起重機(jī)。國(guó)外貨架的設(shè)計(jì)和制造過(guò)程己經(jīng)實(shí)現(xiàn)了規(guī)范化和數(shù)字化，像國(guó)際上著名公司 ABB、 Comas、 KUKA、 BOSCH、 NDC、SWISSLOG 等都是機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)線及物流與倉(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)化設(shè)備的集成供應(yīng)商。 目前 ， 國(guó)內(nèi)對(duì)立體倉(cāng)庫(kù)的需求不斷增加。與發(fā)達(dá)國(guó)家比，我國(guó)在自動(dòng)化程度、信息處理、可靠性等方面還有很大的差距，所以一些大型的工程往往被國(guó)外廠商所承攬。目前，只有一些物流設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)，如太原剛玉物流2021 屆畢 業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 2 頁(yè) 共 44 頁(yè) 工程有限公司、湖州德馬物流有限公司和 相關(guān)的 科研院進(jìn)行這一些方面的工作，無(wú)論在基礎(chǔ)上，在軟件工具，或是應(yīng)用情況上，相對(duì)于國(guó)際先進(jìn)水平還有相當(dāng)大的差距，特別是設(shè)計(jì)方案的參數(shù)化、分析和優(yōu)化工作開(kāi)展很少，亟待解決。 本課題的研究意義 目前常見(jiàn)的貨架類(lèi)型有許多種，每種貨架都有其特定的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用范圍，其結(jié)構(gòu)精度和承載能力都有嚴(yán)格的要求。目前，國(guó)內(nèi)的貨架設(shè)計(jì)行業(yè)在技術(shù)創(chuàng)新和設(shè)計(jì)思想上明顯滯后于當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的發(fā)展水平， 主要存在的問(wèn)題有：①貨架設(shè)計(jì)仍以手工設(shè)計(jì)為主，計(jì)算機(jī)僅僅作為一個(gè)繪圖工具，沒(méi)有充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的功能。③貨架設(shè)計(jì)結(jié)果幾乎全為工程二維平面圖，雖然不影響設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，但是不能更好地體現(xiàn)貨架的三維設(shè)計(jì)效果，造成銷(xiāo)售人員和客戶(hù)的溝通困難 [4]。以不破壞原有設(shè)計(jì)的 基本原理和基本結(jié)構(gòu)特性，產(chǎn)生和原有設(shè)計(jì)相似的新產(chǎn)品，可快速、安全、高質(zhì)量、低成本地生產(chǎn)新產(chǎn)品以滿(mǎn)足不斷變化的市場(chǎng)需求。 2021 屆畢 業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 3 頁(yè) 共 44 頁(yè) 擬采用的研究 手段 ： 本課題主要研究?jī)?nèi)容和研究方法如下 : (l)研究、分析、整理現(xiàn)行貨架設(shè)計(jì)規(guī)范，形成可行的自用設(shè)計(jì)規(guī)范和流程。 (3)運(yùn)用成熟理論和技術(shù)，在自用設(shè)計(jì)規(guī)范和流程的框架下進(jìn)行部分專(zhuān)題研究 : 1）、根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)理論，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論建立一個(gè)合理、實(shí)用、計(jì)算量小的平面貨架的力學(xué)、數(shù)學(xué)模型。本專(zhuān)題主要利用 SOLIDWORKS 軟件的三維建模 功能，建立貨架的實(shí)體模型，實(shí)現(xiàn)模型驅(qū)動(dòng)。 結(jié)語(yǔ) 隨著各種 CAD/CAM 工具應(yīng)用到制造業(yè)中，這些工具也逐步應(yīng)用到了自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)和貨架設(shè)計(jì)與制造。但是從數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造在自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)和貨架設(shè)計(jì)與制造的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，多數(shù)科學(xué)文獻(xiàn)、學(xué)術(shù)刊物里對(duì)貨架的 研究都還停留在局部范圍，沒(méi)有對(duì)貨架進(jìn)行系統(tǒng)的研究，目前仍未形成一套完善的體系。本文通過(guò)查閱大量的資料及相關(guān)文獻(xiàn)，總結(jié)了立體貨架參數(shù)化設(shè)計(jì)的目的、意義，其國(guó)內(nèi)外的研究程度，及本課題所用的方法及相關(guān)工具 ， 以便于以后類(lèi)似工程的設(shè)計(jì)。 2) 材料選擇 :鋼貨架承重結(jié)構(gòu)的鋼材，應(yīng)根據(jù)其重要性、荷載特征、連接方法、使用環(huán)境等具體情況選擇其鋼號(hào)和材質(zhì)。當(dāng)有可靠根據(jù)時(shí)，可采用其他鋼號(hào)。貨架結(jié)構(gòu)應(yīng)按上列荷載效應(yīng)的最不利組合設(shè)計(jì)。 貨架設(shè)計(jì)流程 根據(jù)總結(jié)的貨架設(shè)計(jì)基本規(guī)范，應(yīng)用參數(shù)化設(shè)計(jì)思想與現(xiàn)有的 CAD/CAM 技術(shù)，結(jié)合現(xiàn)有的一組設(shè)計(jì)參數(shù)，初步構(gòu)造出貨架的設(shè)計(jì)流程 貨架的模擬設(shè)計(jì)參數(shù)如下 : 貨架高 18000mm，貨架厚度 1500mm，貨閣寬度 2500mm，貨閣高 2021mm，最低貨閣距地面為 200mm， 2 排 8 層 40 列 (合計(jì) 640 個(gè)貨位 )，巷道寬度 3500mm。 貨架相對(duì)應(yīng)的托盤(pán)，尺寸要求長(zhǎng) 25O0mm 寬 1500mm 高 100mm。壁厚 小于 3mm 的鋼管 。 2） 貨架材料的選取 ： 參照基本規(guī)范第２條 3） 確定整體尺寸 ： 參照基本規(guī)范之第 2條。 5） 貨架基本構(gòu)件的尺寸確定 ： 參照前面總結(jié) 的規(guī)范之第 4條。 貨架簡(jiǎn)介與選型 貨架簡(jiǎn)介 貨架布局一般為矩陣網(wǎng)狀閣式，成單行式或多行式。貨閣為貨架的存儲(chǔ)基本單位，貨架的每一個(gè)方格為貨閣，一個(gè)貨閣可以有一個(gè)或多個(gè)貨位，其所在的位置按統(tǒng)一規(guī)則編碼，成為其在計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)中的地址碼。 貨架的類(lèi)型簡(jiǎn)介 (l)立體貨架 倉(cāng)庫(kù)的儲(chǔ)存方式自平面儲(chǔ)存向高層化立體儲(chǔ)存發(fā)展以來(lái)，貨架即成為立體倉(cāng)庫(kù)的主體。 (2)托盤(pán)貨架 托盤(pán)貨架以?xún)?chǔ)存單元化托盤(pán)貨物，配以巷道式堆垛機(jī)及其他儲(chǔ)運(yùn)機(jī)械進(jìn)行作業(yè)。其側(cè)面間隙，考慮在原始位置貨物的停放精度，堆垛機(jī)的停位精度，堆垛機(jī)及貨架的安裝精度等 ； 貨物支承的寬度必須大于側(cè) 面間2021 屆畢 業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 6 頁(yè) 共 44 頁(yè) 隙，免得貨物一側(cè)處于無(wú)支承狀態(tài)。 入 庫(kù)起重機(jī)裝入滑道的貨物單元能夠在自重作用下，自動(dòng)地從入庫(kù)端向出庫(kù)端移動(dòng)，直至滑道的出庫(kù)端或者碰上已有的貨物單元停住為止。為減少貨箱與貨架之間的摩擦力，在存貨滑道上設(shè)有輥?zhàn)踊驖L輪。 (5)閣樓式貨架 這是一種充分利用空間的簡(jiǎn)易貨架。閣樓樓板上一般可放輕泡及中小件貨物或儲(chǔ)存期長(zhǎng)的貨物，可用叉車(chē)、輸送帶、提升機(jī)、升降臺(tái)提升貨物。 (6)屏掛式貨架 屏掛式貨架由百頁(yè)式掛屏和掛箱組成，適用于多品種或多規(guī)格的各種小型零件的儲(chǔ)存，也可設(shè)置在手推車(chē)或托盤(pán)上，做工序間臨時(shí)儲(chǔ)存，或裝配線供料用。每排貨架 有一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，由裝置于貨架下的滾輪沿鋪設(shè)于地面上的軌道移動(dòng)。所以在相同的空間內(nèi)，移動(dòng)式貨架的儲(chǔ)存能力比一般固定式貨架高得多。貨架的前后設(shè)有安全分線開(kāi)關(guān)，一遇障礙物整個(gè)貨架立即停止。在各貨架接 口處裝有橡皮封口，也稱(chēng)為封閉式貨架。貨架沿著由兩個(gè)直線段和兩個(gè)曲線段組成的環(huán)形軌道運(yùn)行。存取貨物時(shí)，把貨物所在貨格編號(hào)由控制盤(pán)按鈕輸入，該貨格則以最近的距離自動(dòng)旋轉(zhuǎn)至揀貨點(diǎn)停止。 橫梁式貨架的介紹 橫梁式貨架是最流行、最經(jīng)濟(jì)的一種貨架形式、安全方便，適合各種倉(cāng)庫(kù)，直接存取貨物?？沙浞值乩每臻g。機(jī)械設(shè)備要求 ： 反平衡式叉車(chē)或堆高機(jī)。橫梁式貨架的特點(diǎn) ： 流暢的庫(kù)存周轉(zhuǎn)，可提供百分之百的挑選能力，提高平均的取貨率，提供優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品保護(hù)。 貨架選型分析 桁架和剛架是工程中典型的兩種結(jié)構(gòu)，他們的基本區(qū)別是 ： 桁架的所有結(jié)點(diǎn)雖然都是鉸接點(diǎn)，但由于桿布置方面的原因，也能保持幾何不變性