立体仓库模拟装置的设计及控制 摘要 自动化立体仓库是物流中的重要组成部分，它是在不直接进行人工干预的情况下自动地存储和取出物流的系统。它是现代工业社会发展的高科技产物，对提高生产率、降低成本有着重要意义。堆垛机是自动化立体仓库中最重要的起重堆垛设备，它能够在自动化立体的巷道中来回穿梭运行，将位于巷道口的货物存入货格；或者相反取出货格内的货物运送到巷道口。本文首先针对小型立体仓库中普遍使用的双立柱堆垛机形式提出设计方案，分析其结构组成，对其升降机构、行走机构、货叉伸缩机构进行设计，并对各个机构的受力情况进行分析计算、校核。之后重点论述了立体仓库控制系统的原理，结构和特点，对控制系统进行设计，并提出堆垛机的速度控制和精确定位方法。针对立体仓库的存取特点，对堆垛机的硬件部分进行设备选型与参数计算，设计出电气原理图，并给出了PLC控制程序梯形图。 【关键词】立体仓库；机械结构；PLC；控制系统。 Desig
n a
nd Co
ntrol of Stereo Warehouse Simulator Abstract Automated warehouse is a
n importa
nt part of logistics. It is a system that automatically stores a
nd takes out logistics without direct ma
nual i
nterve
ntio
n. It is a high-tech product of the developme
nt of moder
n i
ndustrial society, which is of great sig
nifica
nce to improve productivity a
nd reduce costs. The stacker is the most importa
nt lifti
ng a
nd stacki
ng equipme
nt i
n the automatic three-dime
nsio
nal warehouse, which ca
n shuttle back a
nd forth i
n the automatic three-dime
nsio
nal roadway, a
nd store the goods located i
n the roadway e
ntra
nce i
nto the cargo space; or i
nstead take out the goods i
n the cargo compartme
nt to tra
nsport to the roadway e
ntra
nce. I
n this paper, the desig
n scheme of double-colum
n stacker is put forward, its structure compositio
n is a
nalyzed, its lifti
ng mecha
nism, walki
ng mecha
nism a
nd fork telescopic mecha
nism are desig
ned, a
nd the stress of each mecha
nism is a
nalyzed a
nd calculated a
nd checked. The pri
nciple, structure a
nd characteristics of the three-dime
nsio
nal warehouse co
ntrol system are discussed, a
nd the co
ntrol system is desig
ned. Accordi
ng to the access characteristics of the three-dime
nsio
nal warehouse, the hardware part of the stacker is selected a
nd the parameters are calculated, the electrical schematic diagram is desig
ned, a
ndthe ladder diagram of the PLC co
ntrol program [Keywords] ：Stereo warehouse; Mecha
nical structure; PLC; co
ntrol system. 目录 摘要i Abstract ii 1立体仓库模拟装置的设计及控制1 1.2国内外研究现状及发展趋势3 1.3本课题的研究目的及主要研究内容4 2立体仓库机械结构的设计5 2.1堆垛机机械结构组成5 2.2堆垛机升降机构的设计计算5 2.2.1升降机构零部件的设计计算5 2.2.2升降机构的电机减速器的选取6 2.2.3制动器的制动容量的设计6 2.3堆垛机行走机构的设计计算6 2.3.1堆垛机走行轮的设计计算6 2.3.2走行装置的电机、减速器的选取7 2.4堆垛机伸缩货叉机构的设计计算8 2.4.1伸缩货叉的扰度与强度9 2.4.2货叉各参数的选择13 2.4.3货叉内部零件的选取与校核13 2.4.4货叉伸缩装置中的电机、减速器的选取17 3立体仓库模拟装置的设计及控制18 3.1堆垛机系统18 3.2立体仓库控制系统的功能要求19 3.3立体仓库控制系统主控制器的选择20 3.3.1 PLC简介21 3.3.2 PLC各部分功能22 3.4堆垛机的速度控制方案23 3.4.1变频调速技术的优点23 3.4.2变频器的基本结构24 3.4.3变频调速的工作原理25 3.5堆垛机的定位控制方案26 4立体仓库控制系统硬件设计27 4.1立体仓库控制系统结构27 4.2变频器的选型28 4.2.1 VS-616G5型变频器的特点28 4.2.2 VS-616G5型变频器的端子配备28 4.2.3变频器的容量计算29 4.2.4 PG速度控制卡的选择30 4.3 PLC的选型31 4.3.1 FX-2N系列PLC的特点32 4.3.2机型的配置32 4.4其它主要硬件的选取32 4.4.1旋转编码器32 4.4.2光电开关34 4.4.3电磁闸34 4.4.4断路器、接触器34 4.5立体仓库控制系统的电气原理图35 5立体仓库控制系统软件设计36 5.1程序设计软件36 5.2 I/O点数的分配37 5.3立体仓库控制系统程序设计40 5.4立体仓库控制系统梯形图45 结论46 参考文献47 附录48 英文资料58 中文译文60 致谢62 1立体仓库模拟装置的设计及控制 1.1研究背景及其意义 自动化立体仓库是物料搬运、仓储科学的一门综合科学技术工程。它以高层立体货架为主要标志，以成套先进的搬运设备为基础，以先进的计算机控制技术为主要手段，是实现搬运、存取机械化、自动化，储存管理现代化的新型仓库。它具有占地面积小、储存量大、周转快的优点，是集信息、存储、管理于一体的高技术密集型机电一体化产品。将自动化立体仓库应用在立体库中，利用它自身的优势，可以实现货物的自动存取。 立体仓库的产生和发展是现代物流体系发展的要求和信息技术进步的结果。随着立体仓库的越来越多，立体仓储技术已成为一门新兴的学科。堆垛机是自动化仓库的主要作业机械，担负着出库，入库等任务，是立体仓库的核心部件。自动化仓库的发展就是以堆垛机的发展为主要标志的，目前巷道式堆垛机为主要发展方向。 堆垛机是自动化立体仓库中货物进出仓库的主要执行设备，如图1-1所示。其基本结构一般主要由机