小型自动化仓库总体设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 I 目 录 . 7 动化仓库简介 . 7 . 7 . 2 . 3 . 3 . 3 . 3 . 5 法 . 5 究用户原始资料，明确要达到的目标 . 5 . 5 库的总体布局 . 6 . 6 . 7 计 . 9 . 9 . 9 . 9 . 10 . 10 . 10 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 货架层尺寸确定及计算 . 10 . 15 . 15 震力分析 . 19 . 21 . 22 . 22 . 22 型 . 24 . 26 . 26 . 27 . 28 显示程序设计 . 29 . 31 . 39 . 40 . 40 换速脉冲设定 . 40 . 41 换速脉冲设定 . 42 . 43 计 . 44 力式滚筒输送机 . 45 . 46 . 47 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 骨架型式 . 47 . 48 . 48 . 49 . 57 . 64 . 64 . 64 . 65 . 65 6. 自动 化仓库管理系统设计 . 67 . 67 . 67 致谢 . 71 参考文献 . 72 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 V 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 动化仓库简介 发展及构成 高 层货架仓库简称高架仓库。一般是指采用几层、十几层乃至几十层高的货架储存单元货物，用相应的物料搬运设备进行货物入库和出库作业的仓库。由于这类仓库能充分利用空间储存货物，故常形象地将其称为 “ 立体仓库 ” 。 （如图 图 动化立体仓库示意图 立体仓库的产生和发展是第二次世界大战之后生产和技术发展的结果。 50年代初， 美国出现了采用桥式堆垛起重机的立体仓库； 50 年代末 60 年代初出现了司机操作的巷道式堆垛起重机立体仓库； 1963年美国率先在高架仓库中采用计算机控制技术，建立了第一座计算机控制的立体仓库。此后，自动化立体仓库在美国和欧洲得到迅速发展，并形成了专门的学科。 60年代中期，日本开始兴建立体仓库，并且发展速度越来越快，成为当今世界上拥有自动化立体仓库最多的国家之一。 我 国对立体仓库及其物料搬运设备的研制开始并不晚， 1963年研制成第一台桥式堆垛起重机（机械部北京起重运输机械研究所）， 1973年开始研制我国第一座由计算机控买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 第 2 页 共 74 页 制的自动化立体仓库（高 15米，机械部起重所负责），该库 1980年投入运行。到目前为止，我国自动化立体仓库数量已超过 200 座。立体仓库由于具有很高的空间利用率、很强的入出库能力、采用计算机进行控制管理而利于企业实施现代化管理等特点，已成为企业物流和生产管理不可缺少的仓储技术，越来越受到企业的重视。 自动化高架仓库应用范围很广，几乎遍布所有行业。在我国，自动化 高架仓库应用的行业主要有机械、冶金、化工、航空航天、电子、医药、食品加工、烟草、印刷、配送中心、机场、港口等。 自动化立体库的基本组成 : 自动化立体库基本由一下部分组成 : 高层货架 :用于存储货物的钢结构。目前主要有焊接式货架和组合式货架两种基本形式。 托盘（货箱）：用于承载货物的器具，亦称工位器具。 巷道堆垛机 :用于自动存取货物的设备。按结构形式分为单立柱和双立柱两种基本形式；按服务方式分为直道、弯道和转移车三种基本形式。 输送机系统 :立体库的主要外围设备，负责将货物运送到堆垛机或从堆垛机将货物移走。 输送机种类非常多，常见的有辊道输送机，链条输送机，升降台，分配车，提升机机，皮带机等。 即自动导向小车。根据其导向方式分为感应式导向小车和激光导向小车。 自动控制系统 :驱动自动化立体库系统各设备的自动控制系统。目前以采用现场总线方式为控制模式为主。 库存信息管理系统 :亦称中央计算机管理系统。是全自动化立体库系统的核心。目前典型的自动化立体库系统均采用大型的数据库系统（如 ）构筑典型的客户机 /服务器体系，可以与其他系统（如 网或集成。 自动化仓库的构成 土建设施 机械设施 电气设施。 越性 自动化立体仓库其优越性是多方面的，对于企业来说 ,可从以下几个方面得到体现： 提高空间利用率 便于形成先进的物流系统，提高企业生产管理水平 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 第 3 页 共 74 页 加快货物的存取节奏，减轻劳动强度，提高生产效率 减少库存资金积压 现代化企业的标志 按建筑形式分为整体和分离式 。 按货物存取形式分为单元货架式，移动货架式和拣选货架式。 按货架构造形式分为单元货架式，贯通式，水平循环式和垂直循环式仓库。 按所起的作用分为生产性仓库和流通性仓库。 按自动化仓库与生产联接的紧密程度分为独立型，半紧密型和紧密型仓库。 储的发展过程 人工和机械化的仓储阶段 自动化仓储阶段 智能化仓储阶段 随着现代工业生产的发展，柔性制造系统（ 计算机集成制造系统（ 工厂自动化（ 自动化仓储提出更高的要求，搬运仓储技术要具有更可靠、更实时的信息，工厂和仓库中的物流 必须伴随着并行的信息流。 射频数据通信、条形码技术、扫描技术和数据采集越来越多的应用于仓库堆垛机、自动导引车和传送带等运输设备上，移动式机器人也作为柔性物流工具在柔性生产中、仓储和产品发送中日益发挥重要作用。实现系统柔性化，采用灵活的传输设备和物流线路是实现物流和仓储自动化的趋势。 人工智能技术的发展必将推动自动化仓库技术向更高阶段即智能自动化方向发展，在智能自动化物流阶段，生产计划作出后，自动生成物料和人力需求，查看存货单和购货单，规划并完成物流。如果物料不够，无法满足生产要求，系统会自动推荐修改计划以便 生产出等值产品。这种系统是将人工智能集成到物流系统中。 目前，智能仓储系统的基本原理已经在一些实际的物流系统中逐步得到实现。可以预见， 21世纪智能仓储技术将具有广阔的应用前景。 仓储业 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 第 4 页 共 74 页 当前我国自动化仓库使用中存在的主要问题是利用率低、效果不明显、规模不确定、优势不突出，使许多库场资源闲置，特别是一些产品批量小而单一的生产企业实现仓库自动化，库场设施设备资源闲置与重复配置矛盾突出。追究其原因主要是以下的几个方面： 没有做好仓库建设和规划的充分调查分析工作 这就使得自动化仓库在建设前的设计和规划 中，存在着重大的决策问题。为了自动化而自动化，没有对其必要性进行研究和分析，在建设完成之后才发现在实际的利用中对于自动化的要求很低，利用率很小。 对提高仓库作业机械化、自动化的思想认识不足 由于认识不足，对配备的装备不愿使用，思想观念仍停留在人工作业的基础上，对新型的自动化仓库信心不足，并没有把自动化仓储放在一个重要的地位上，从而在思想上放弃了自动化仓储的研究和使用。 由于外部因素和形势的变化 收发任务的变化、作业量的变化、货物种类的变化，但是仓库设备和管理系统没有跟着变化和升级，久而久之就失去了原有的 市场，仓库处于一种闲置状态。 人员素质跟不上 不注重机械操作人员和维修人员的培训，操作维修人员缺乏，使现有装备发挥不出应有的作用。在新建库房设计时没有考虑后续的维护和开发，限制着设备的使用、自动化水平的提高。安装后，部分系统失灵损坏，配件和售后服务跟不上，维修十分困难。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 第 5 页 共 74 页 随着经济全球化步伐的加快，物流供应链中蕴藏的巨大潜力越来越引起人们的注意。而物流中心则是物流供应链中重要的枢纽之一。它是接受并处理下游用户的订货信息，对上游供应方的大 批量货物进行集中储存、加工等作业，并向下游进行批量转运的设施和机构。而实现这些功能的直接执行机构包括：自动仓储设备（自动化立体仓库） ,其它货架（乎面托盘货架与流动货架等） ,各种输送机（辊道输送机、链条输送机、皮带输送机、升降移载机、提升机等） ,各种分拣设备无人台车（ 它各种辅助设备 . 作为物流中心的重要组成部分，自动化立体仓库（ 接影响到企业领导者制定的战略和计划、指挥和调整企业的行动。 其 设计步骤，一般分为以下 几步： 、研究用户原始资料，明确要达到的目标 这些原始资料包括： 1、明确自动化立体仓库与上游、下游衔接的工艺过程 ; 2、物流要求：上游进入仓库的最大入库员、向下游转运的最大出库量以及所要求的库容量； 3、物料的规格参数：物料的品种数、物料包装形式、外包装尺寸、重量、保存方式及其它物料的其它特性； 4、立体仓库的现场条件及环境要求； 5、用户对仓库管理系统的功能要求； 6、其它相关的资料及特殊要求。 所有原始资料 搜 集完毕后，可根据这些第一手资料计算出设 计时所需的相关参数，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 第 6 页 共 74 页 包括 : 即仓库的流量要求 。 架区）的仓位数量 。 架厂）货架的排数、列数及巷道数目其它相关技术参数。 计 自动化立 体 仓库的总体布局 一般来说，自动化立体仓库包括：入库暂存区、检验区、码垛区、储存区、出库暂存区、托盘暂存区、不合格品暂存区及杂物区等。规划时，立体仓库内不一定要把上述的每一个区都规划进去，可根据用户的工艺特点及要求来合理划分各区域和增减区域。同时，还 要合理考虑物料的流程，使物料的流动畅通无阻，这将直接影响到自动化立体仓库的能力和效率。 货架 货架的设计是立体仓库设计的一项重要内容，它直接影响到立体仓库面积和空间的利用率。 架的形式有很多，而用在自动化立体仓库的货架一般有：横梁式货架、牛腿式货架、流动式货架等。设计时，可根据货物单元的外形尺寸、重量及其它相关因素来合理选取。 格的尺寸取决于货物单元与货架立柱、横梁（牛腿）之间的间隙大小，同对，在一定程度上也受到货架结构型式及其它因素的 影响。 堆垛机 堆垛机是整个自动化立体仓库的核心设备，通过手动操作、半自动操作或全自动操作实现把货物从一处搬运到另一处。它由机架（上横梁、下横梁、立柱）、水平行走机构、提升机构、载货台、货叉及电气控制系统构成。 垛机形式多种多样，包括单轨巷道式堆垛机、双轨巷道式堆垛机、转巷道式堆株机、单立柱型堆垛机、双立柱型堆垛机等等。 据仓库的流量要求，计算出堆垛机的水平速度、提升速度及货叉速度。 仓库现场情况及用户的要求选定堆垛机的定位方式、通讯方式 等。堆垛机的配置可高可低，视具体情况而定。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 第 7 页 共 74 页 输送系统 根据物流图，合理选择输送机的类型，包括：辊道输送机、链条输送机、皮带输送机、升降移载机、提升机等。同时，还要根据仓库的瞬时流量合理确定输送系统的速度。 其它辅助设备 根据仓库的工艺流程及用户的一些特殊要求，可适当增加一些辅助设备，包括：手持终端、叉车、平衡吊等。 初步设计控制系统及仓库管理系统（ 各功能模块 根据仓库的工艺流程及用户的要求，合理设计控制系统及仓库管理系统（ 控制系统及仓库管理系统一般采用模块化设计，便于升级和维护。 仿真模 拟整套系统 在有条件的情况下，对整套系统进行仿真模拟，可以对立体仓库的贮运工作进行较为直观的描述，发现其中的一些问题和不足，并作出相应的更正，以优化整个 由于本次设计没有和相关的实际情况相联系，也没有相关的说明，结合个人能力和时间限制，依任务书的要求和分析上述资料中的一般的自动化立体仓库的设计方法和步骤，将自动化立体仓库的总体设计方案确定如下 ： 本次设计主要解决的问题有 : 自动化仓库中的堆垛机的自动控制。 自动化立体仓库的构造尺寸及基本布局。 自动化立体仓库的运输线路的大体 设计。 计算机管理系统的设计。 解决的思路与方法如下 : 综合考虑对堆垛机的自动控制要求拟采用 通过对堆垛机动作的分析理出相应的工艺路线，结合相关的要求统计输入输出点的个数再进行 合堆垛机的工作方式设计合理的控制面板，对堆垛机的行走方向和升降方向准停位置的确定采用光电开关加奇偶校验来保证其精度，为了能使堆垛机能平稳的运行，对行走方向和升降方向的电机调速采用两台变频器来对相应的速度进行控制。结合整个控制过程对堆垛机动作的相应执行进行手动和自动、 单周期和连续控制的 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 第 8 页 共 74 页 对自动化立体仓库构造尺寸及基本布局的设计。 根据自动化立体仓库存放的货物的特性选用合适的存储容器，本次采用托盘式的存储容器，然后根据相关的设计经验来设计托盘。对于货架的结构和尺寸也采用相关的经验来设计，（参照现有的货架来设计）再对进行相应的受力分析来最终定型。 根据允许存放货物的最大尺寸和货架的总高度来进行相应堆垛机的选型。 自动化立体仓库的运输线路的大体设计。 根据对运输线路布局的设计，合理划分出入库的通道，采用滚筒输送机和链式传动的辊子输送机及换向装置（万向回转台 ）的组合来实现。 计算机管理系统可采用条形码技术和数据库技术来实现。 用 件来建立一个适合仓库管理的数据库，把即将入库和已经出库的物品通过条码技术来记录，实时的对相关的操作进行编辑。 结合上述的思路，将总体布局图表示如图 图 体布局图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 第 9 页 共 74 页 计 由于本次设计任务书中没有涉及到对自动化仓库中货物性质、种类等相关的要求，故本次设计依据参考资料中的一些常用的技术参数和标准来进行设计。 存储物品名称： A、 B、 C、 D、 E、 F、 G、 H 存储物品种类：成品 存储物品性质：一般物品 存储物品包装：纸箱 存储物品所用容器：托盘 考虑到托盘的用途拟采用四口型的平托盘，取其为标准化规格。 其规格为： ）单位：（ 1 1 0 01 1 0 0 其载重量定为： )(500托盘的构造简图如下： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 第 10 页 共 74 页 图 盘的构造简图 对托盘有如下要求： 要求托盘的长度和宽度的制造误差为： ),(3 两对角线误差 ).(8 对其基本尺寸可以参考资料自动化立体仓库设计 对其插口高度定为： );(100 其托盘高度定为： );(150 托盘的材料选用钢制托盘。 由于钢在 的密度为： )/(79007800 3 容器重量：（托盘）因托盘并不是实的，故在计算其质量的时候可以乘以一个系数来确定。 7 6 0 0 1 . 1 1 . 1 0 . 1 5 0 . 3 6 5 0 0 ( )m k v k g ，（这里取托盘的充实系数 存储物的尺寸范围：最大： 1 0 0 01 3 0 01 3 0 0 最小： 8 0 09 0 09 0 0 每一库存平均单位重量： )(1000 构造形式为：分离式 性质：流通性仓库 初步拟定货架的规模为： （个托盘）（列）（层）排） 1 9 2 0308(8 对存储单元的货态尺寸进行分析后，可以仿照 1000T 型立体仓库货架的构型来进行设计 .(按存储物的尺寸的最大值来进行设计 ) 货架层根据所处的位置的不同，其可以分为：底层、标准层、横梁层和顶层。根据货物的最大高度 )11501501000 （含托盘）查资料自动化立体仓库设计中表218 货物高度和货架层的关系可以知道货架的总高度为： )(11550 查资料自动化立体仓库设计表 2518 ： 1000T 型单元货物与层之间的关系可以知道其各层尺寸分别为： 最下层： )(450 1层： )(1300 2层： 1440( ) 3层 : )(1300 4层 : 1440( ) 5层 : )(1300 6层 : 1440( ) 7层 : )(1300 8层 : )(1580 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 第 11 页 共 74 页 其中顶层高度为： )(1580 横梁层高度为： 1440( )标准层高度为： )(1300 底层高度为： )(450 现将货架层高度尺寸的布局表示如下： 图 架层高度尺寸的布局图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 第 12 页 共 74 页 货架宽度的确定： 图 架宽度示意图 据最大货物的宽度来计算其相关的尺寸如下： 堆垛机的过道宽： )(1 4 5 01 5 01 3 0 01 5 0 货架面板宽： )(1 3 5 0501 3 0 050 货架的宽度 : )(4 1 5 01 3 5 021 4 5 02 货架总宽 (包括加强肋 ): )(4210 货架跨度的计算 : 图 架跨度示意图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 第 13 页 共 74 页 根据图示尺 寸的标注，和参考资料自动化立体仓库设计表货架跨度的计算表 518可以计算出相关的尺寸：由于货架的总高 为： )(129 m 故： 立柱的厚度： )(100m 货架和货物之间的间隙： )(50/ 货架跨度： )(1 5 0 02 0 0/ r 货架的总长的确定： 货架各部分尺寸表示如下图： 图 架各部分尺寸示意图 货架的总长： 其中 M 为货架的列数： 30M )(4 5 1 0 0100301 5 0 0 货架的上轨道长度： 查参考资料自动化立体仓库设计表 618 货架各部分尺寸表可以查出：)(2200 )(650750140021400 2 2 0 0 4 5 1 0 0 6 5 0 4 7 9 5 0 ( )u u f R u L L m m 货架下轨道长度： 查参考资料自动化立体仓库设计表 718 货架各部分尺寸表可得到： )(800 p )(2900 )(1350750210022100 )(4 9 3 5 013504 5 1 0 02900 货架总跨度的确定： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 第 14 页 共 74 页 货架总跨度的确定如下图： 图 架跨度示意图 0P ：货架总宽 总跨度 L ：货架间距 )(1 0 4 2 02 0 0 04 2 1 022 0 自动化立体仓库货架与建筑物的距离的确定：（见图 图 库货架与建筑物的距离示意图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 第 15 页 共 74 页 图 高层货架拟定采用矩形管材、焊接方式、立体结构、组合型整体钢质货架，库区货架布置 4个巷道、 8排、 30列、 8层总计 1920个货位，库内有机械设备：矩形钢管焊接牛腿货 架一套、堆垛机四台、库前输送小车 4台及钢质托盘 1920个。库中机械设备控制系统全部采用先进的可编程序控制器控制和交流变频调速器变速运行。 一个货物对地的重力 )( 0 68 0 6 0 0 取： )/( 货架立柱截面积、牛腿截面相关数据的计算：（如图 立柱的截面积 1A ：（ H=100； B=80； h=94； b=74； t=3；） )(1 0 4 47494801 0 0 21 立柱的截面惯性矩 )(1544732)947410080(12 1)(12 1 43333 x （ )(1092412)749480100(12 1)(12 1 43333 x 立柱的截面回转半径： )( )( （ 立柱截面抵抗矩 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 第 16 页 共 74 页 )( 4 4 73 222 3W （ 牛腿截面相关参数计算：（见图 牛腿截面积 2A ：（ H=60； B=30； h=54； b=24； t=3；） )(50424543060 22 牛腿截面惯性矩： )(225072)54246030(12 1)(12 1 43333 x （ 牛腿截面抵抗矩 )( 5 07 222 3W 综上可以将管材的截面相关计算列入下表： 表 关计算列表 牛腿截面应力分析 （参见图 计算牛腿截面力矩 从图 2中可以看出，作用于牛腿上的力为 : 4/ )(q N ，此时， 4/柱 轴的距离为 200，故： )( 0)4/ 0 6(2 0 0)4/( 4 牛腿截面应力 ：（材质为： 235Q ，其屈服强度为： )(235 P )(235)/(4 M P （ 名称 截面尺寸 )(截面积)( 2 4抵抗矩)( 3回转半径)(/ t H h B b 立柱 3 100 94 80 74 1044 1544732 牛腿 3 60 54 30 24 504 225072 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 第 17 页 共 74 页 图 柱截面示意图 图 腿示意图 货架柱截面受力分析： 货架立柱全高 段根部和地面 因此，平面货架立柱装配后整体稳定牢固，其设置 5道水平拉杆，按受力分析，柱片的下段柱截面受力最大，故作为货架柱验算截面标准段。 (1) 货架下段立柱计算（参见图 a） 图 a）为货架下段在荷载 1 8层不对称条件下计算草图，轴力荷载 4/8 ；柱身有 1 3 层因牛腿引起的力矩 )( (参见图 图 b）为货架下段在载荷 1 8 层对称条件下计算草图，轴力荷载 4/82 ，此时 0M 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 第 18 页 共 74 页 （图 b）下段细长比 9 查材料力学资料） （ (2) 柱截面在（图 a）条件下， 轴方向应力 ：（参见图 将相关的值（见表 入公式如下 : )( 4 4/34/8 41M P A （ 其中当 54 时，截面轴心受压稳定系数 ； 图 力示意图（ 图 力示意图 (柱截面在（图 b)）条件下， 轴方向应力 1 ： )( 4 4 )4/ 0 6(824/8211 q N （ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 第 19 页 共 74 页 综上，货架 立柱截面分别在 ( 图 a)(b)条件下应力为： ( 均小于 )(235 故安全。 如 (图 b)对 1荷产生水平加速度，力的质点高度 计如下表： 表 的质点高度 计表 质 点 层 数