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自动化立体仓库系统设计—堆垛机及其提升驱动装置、货叉装置、载货台、松绳与过载保护装置等设计说明书.docx
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自动化立体仓库系统设计堆垛机及其提升驱动装置、货叉装置、载货台、松绳与过载保护装置等设计 Design of Automatic Stereo Warehouse System摘 要随着生产力的发展,生产规模的扩大以及现有土地资源是十分紧张的,故材料仓库用地扩建难度较大,只能充分挖掘土地潜力,有效利用现有的库区,因此自动化立体仓库得到飞快的发展。它的最大特点主要是因它库存空间和资源综合利用率相对较高、易于实时进行自动化的仓储管理等优点。自动化物料仓库管理是广泛指一种可以充分利用工业高层大型货架等设备进行自动储运的大型仓库。利用计算机进行控制管理,大大的提高了仓库的性能。而且自动化仓储系统的应用,可以帮助企业实现快速高效地进行物流运输和商品的大容量存放,满足现代化生产、商品的流通。随着立体仓库的不断的发展，堆垛机得到了大力发展。其主要的作用是在巷道内沿轨道运行。接收到计算机指令后，可以在高层货架通道内来回穿梭，将口处的货物存放在货架上，也可以将货架上的货物取出，运到口处，完成仓储作业。堆垛机由机架、水平行走机构、提升机构、装载平台、货叉装置、安全保护装置和控制系统组成。在设计过程中，在满足其强度、刚度和运行稳定性要求的前提下，要综合考虑结构的合理性和选用材料的经济性，从而达到质优价廉的目的。 关键词：自动化立体仓库；堆垛机；计算机；控制VIABSTRACTWith the development of productivity, the expansion of production scale and the existing land resources are very tight, so the material warehouse land expansion is more difficult, can only fully tap the potential of the land, effective use of the existing storage area, so the automated three-dimensional warehouse has been rapid development. Its biggest characteristic is mainly because of its relatively high comprehensive utilization rate of inventory space and resources, easy to real-time automatic storage management and other advantages.Automatic material warehouse management is widely refers to a kind of large warehouse which can make full use of industrial high-rise large shelves and other equipment for automatic storage and transportation. Using computer to control management, greatly improve the performance of the warehouse. And the application of automatic storage system, can help enterprises to achieve rapid and efficient logistics transportation and large capacity storage of goods, to meet the modern production, the circulation of goods.With the continuous development of the three-dimensional warehouse, the stacker has been vigorously developed. Its main function is to run along the track in the roadway. After receiving the computer instruction, it can shuttle back and forth in the high shelf channel, store the goods on the shelf at the mouth, or take out the goods on the shelf and transport them to the mouth to complete the storage operation. The stacker is composed of a frame, a horizontal walking mechanism, a lifting mechanism, a loading platform, a cargo fork device, a safety protection device and a control system. In the design process, on the premise of meeting the requirements of strength, stiffness and operation stability, we should comprehensively consider the rationality of the structure and the economic selection of materials, so as to achieve the purpose of high quality and low price.Keywords: Automated three-dimensional warehouse; Stacking machine; The computer; Control 目 录第1章 绪 论11.1概述11.2发展状况及发展趋势21.2.1国外发展状况21.2.2国内发展状况31.2.3发展趋势31.3设计的目的和意义41.4堆垛机的类型51.4.1有轨巷道堆垛机的类型61.4.2巷道堆垛机结构特点71.5设计的内容71.6自动化立体仓库系统设计前提要求81.7堆垛机主要技术要求8第2章 自动化立体仓库系统设计之堆垛机总体设计102.1自动化立体仓库设计原则102.2自动化立体仓库系统设计之堆垛机总体方案设计102.2.1自动化立体仓库系统设计之堆垛机工作原理102.2.2自动化立体仓库系统设计之堆垛机提升驱动装置设计方案102.2.3自动化立体仓库系统设计之堆垛机机架的设计112.2.4自动化立体仓库系统设计之堆垛机载货台和货叉装置的设计结构112.2.5自动化立体仓库系统设计之堆垛机安全保护装置112.2.6自动化立体仓库系统设计之堆垛机松绳与过载保护装置122.3自动化立体仓库货架系统122.4托盘的选择13第3章 堆垛机起升机构的设计163.1起升机构的总体选型163.2卷筒的设计183.2.1卷筒部件计算183.2.2齿轮连接盘的计算23第4章 堆垛机货叉的设计264.1货叉传动装置的总体选型264.2货叉传动齿轮、齿条的计算264.3货叉传动链轮、链条的设计计算30第5章 控制系统325.1 自动化立体仓库PLC功能控制流程325.1.1查询货物有无功能模块325.1.2入库作业功能模块335.1.3出库作业功能模块33总结36参考文献37致谢40 第1章 绪 论1.1概述自动化立体仓库是物流系统的重要组成部分。它是一个非常智能的系统，可以自动存储和取出材料，而不需要直接人工处理。它是随着社会的发展而形成的高科技产品，它对提高生产力、减少成本具有很大的意义。它是20世纪60年代初的新生事物。20世纪70年代，它迅速发展了起来，现在逐步走向成熟。为什么自动化立体仓库发展得这么快?这是因为它给人们来了很多好处，它在生产上的应用，已经取得了比较大的效益。目前，这种仓库在一些工业发达国家已经是十分普及了。其中日本是自动化仓库发展速度最快、数量最多的国家。自动化立体仓库在我国虽然还处于发展阶段，但是很多企业在这方面已取得了一些明显的成绩。那么，什么是这种自动化高的仓库？这种仓库包含了广泛的内容和含义。从字面上讲，立体仓库是指仓库向高空发展。立体仓库的高度一般在十几米到几十米之间，那么立体仓库和普通仓库有什么区别呢？主要区别是: 以前普通的仓库是在平面地板上堆垛物资，而在立体仓库里是成行成列的货架，这些货架跟书架一样，它分成许多货格，每个货格都是存放货物的空间单元。搬运工人往往是将货物放在集装箱内或托盘上，再将整个集装箱或托盘放入货格中。如果不借助新型的搬运工具，就没有办法在立体仓库里完成存取货物的作业。这说明随着自动化立体仓库的建立，人拉肩扛的工作方法已经不适用了，即使一般的铲车和叉车也难以胜任存取工作。在自动化立体仓库中必须使用一种专门的搬运堆垛机。这种堆垛机可以在货架之间的巷道中来回上下的运行，并能把货物放进左右货格中。它专门负责存取货架上的小型集装箱和托盘。这种作业于立体仓库中的机器器为巷道式堆垛机，简称为堆垛机。堆垛机可以手动操作，操作员就像火车车司机一样，按动前进、后退、上升、下降等控制按钮，堆垛机便会相应地运动。堆垛机也是可以自动控制运行的，操作员只需设置好堆垛机的作业功能、目标位置，堆垛机便会自动地完成存取作业，我们称这种具备自动作业功能的堆垛机为自动堆垛机。若整个仓库实现计算机管理，堆垛机的指令由管理系统自动下达，从而形成整个仓库的计算机管理和控制，我们称这种仓库为自动化仓库。其中，计算机管理部分称为计算机管理系统。由于自动化仓库中存储的物料种类多、数量多、信息量大，传统的手工管理方法显然不适用，只能依靠计算机来管理。计算机在自动化仓库管理中的主要功能是：物料的配送；所有货物的统一管理和分配；负责仓库内所有储运机械的监控和管理；信息存储和处理。1.2发展状况及发展趋势堆垛机是在建立立体仓库的基础上发展起来的一种专用于仓库起重的机器14。堆垛机是立体仓库中十分重要的起重运输设备。它主要是在专用高架立体仓库的通道内来回运行，将起始端的货物运至货架内，或将货架内的货物取出运至起始端，完成相应的出入库作业。 1.2.1国外发展状况二战之后，随着生产力的快速发展，生产使得对原材料，配件，半成品，成品的数量不断增加，传统的仓库存储在进出和作业特点上已经日益不能适应生产过程对物流流通的需要，另外，人力资源成本和劳动成本的增加，使得仓储向空间发展和自动化发展成为一种必然。城市化的快速发展和地价的上涨，仓库高层货架有成为了一种必然。高层仓库的出现，便要求相应的专用物料装卸搬运设备，机械工业和电子工业的发展，就为仓库自动化提供了有利技术支持，使得堆垛机及与之相配合的控制设备相继问世。在上个世纪50年代初，其中美国就已经开始首先使用高层货架了，它是采用的桥式堆垛机。由于这种堆垛机操作方式是十分受限的，但由于这种仓库是十分实用的，则这种仓库走上不断优化的道路，当到了50年代末60年代初，美国高层货架仓库中就率先出现了堆垛机，由司机控制，提高了工作效率和空间利用率。在现实中只要一个事物对我们生活是十分有益的，则这个事物是会不断发展的。到了六十年代初，计算机系统控制就已经开始在仓库中出现了并且使用了，引入了计算机则使仓库的智能化更上一层楼，由此跨入了快速发展的道路，特别是在欧美一些国家发展迅猛。在20世纪末，自动化立体仓库开始在世界范围内迅速发展。据统计，到了这个世纪的20年代，日本所有的自动化立体仓库将达到3.8万多个，美国将达到2万多个，并且巨型立体仓库高度将会超过40米的。1.2.2国内发展状况与其他发达国家相比相比而言，我国自动化立体仓库发展起步是比较晚的。70年代在我国开始使用堆垛机和高层仓库。据官方发布的数据显示，全国这种仓库的面积由2012年的1.4亿平方米增加到2017年的2.74亿平方米，2017年和2018年，中国新建自动化立体仓库超过800个。截至2018年底，我国这种仓库的面积约为2.91亿平方米，数量约为5000个。2019年，中国将有约6000个自动化立体仓库。堆垛机随着仓库发展，也得到了快速的发展和十分广泛的应用，如产品制造业，邮电业，交通运输业，物流配送中心等各行各业。我国自动化立体仓库的发展在一些特定行业的表现是比较突出的，主要有：1）制造业、铁路、石油行业等对自动化立体库的需求较大。特别是在近些年来，随着市场对这些事物的需求越来越大，对于自动化立体仓库的应用也是越来越大。2）我国几个主要大都市圈的辐射式发展，决定了中心城市人口资源极度密集，流动人口和车辆交通是主要问题。越来越多的中心城市建设了越来越多的螺旋式地下车库，可以有效缓解地面停车难的问题。3）乳业、海鲜等企业对自动化立体库需求大，尤其一些产品需要冷冻保存运输，需要建造相应符合条件的冷冻库，自动化立体仓库比普通老式仓库更适用于冷冻库。4）“工业 4.0”，“人工智能”，“万物联网”，“电子商务”等众多概念助力自动化立体仓库蓬勃发展。以智能制造为核心的第四次产业革命，大力推进物联网、数字技术和自动化技术。国内大型电子商务物流公司的服务商，主要以京东物流和菜鸟物流园为依托，纷纷建立自动化立体仓库。所以研究自动化立体仓库具有很大的市场经济意义。1.2.3发展趋势随着工业的快速发展，以及各种高新技术的面世和市场竞争已经变的日益激烈，这些种种的原因，促使我们对自动化立体仓库的要求更高了。实现它的系统柔性化，采用高效输送设备以及简洁的物流线路是它的发展趋势。目前，自动化仓库已经进入智能储运技术阶段。货架将会向更加稳定和更加简洁安全的方向发展。那么对于堆垛机来说，引用高质量的物理外形和更高性能的设备，使堆垛机的定位精度变的更高，提高搜索能力和作业速度，获得更高的生产能力，是以后的发展趋势。随着科技的不断的进步，仓储技术将进一步向更加智能化方向发展。 2014 年，“亚洲一号”智能化立体库的出现，使自动化仓储的发展迈向了一个新台阶。截至2017年9月，“亚洲一号”百分之九十以上的业务实现自动化。2016 年 8 月 15 日，推出了首个全自动化仓库，标志着仓储操作进入了全新技术水平，说明自动化立体仓库系统正逐步向第五代“3I”立体仓库系统发展。1.3设计的目的和意义 自动化立体仓库系统是在计算机、自动化、控制工程、高精度gps等技术发展的基础上建立起来的，其改善了仓库物流系统的运转形式和管理技术。仓库其中的设备是十分关键的技术设备，因为货物大部分时间都是在仓库中停留和周转的，所以其设备和技术的智能化程度对自动化仓库的高效利用尤为重要。因此，有必要对其进行研究和设计。传统的仓储设备是非常少的，它主要靠人工维护，存取货物由人工操作，效率低下。仓库自动化的引入将人们从仓库中解放出来。在传统的仓储中，货物的仓储过程和环节比较复杂，而仓储自动化则简化了这些环节。通过直接引进计算机、自动控制技术、人工智能等高新技术对仓储机械进行技术升级15，仓储机械的技术性能将得到极大提高，通过操作机械设备完成和之前同样的操作工作。系统的设计自动化仓库，目的就是为了简化某些环节推动自动化仓库发展，同时为了节省资源。仓库中通过对电脑的应用,避免了人工操作货物进行信息处理的过程中因为人工操作,而出现有可能导致的错误。同时,计算机的管理也更加地十分便捷了仓储,最大限度地利用了整个仓库的内部存储空间,从而改善了仓储管理的效率。这样,货物的储运以及管理能够做到非常及时、精细化,使得企业对生产的适应性以及决策能力都可以得到较为重要程度的发展。与以往的仓储方式相比,这种类型的仓库主要具有以下的优点19:大大提高了在仓储过程中的空间和利用率;十分重要有利于建立和形成先进的生产和管理体系,提高企业的生产经营和管理水平;加快了货物的运输和进出,降低了人员的工作劳动强度,提高了生产的效率;当使用托盘或集装箱等设备来贮藏货物时,货品的损耗会明显降低;减少了库存和积压,提高了资金周转的速度。 这种仓库单位面积的存储容量是普通仓库的5-8倍28。目前，世界上最高的立体仓库可达到40米以上，库容达到了10万以上28，单位面积的存储量可达到6.5吨/平方米，自动化仓库在节约土地资源方面有很好的效果，因此，它的应用将使未来的存储发展产生很大的改变。通过自动化立体仓库堆垛机的设计，完成堆垛机及其升降驱动装置、货叉装置、装卸平台、松绳及过载保护装置的设计，实现能及时、准确地将货物自动送到指定位置，而加深对自动化立体仓库的认识。1.4堆垛机的类型 堆垛机作为自动化立体仓库一个十分关键部件，它担负着货物运输的大部分任务。根据是否有导轨和移动方式，将堆垛机分为，桥式堆垛机和巷道式堆垛机。桥式堆垛机依靠吊在上部的轨道架来承担其全部的重量，并且利用吊在上部的轨道架来实现货物的运输。而巷道堆垛机的主要是依靠位于地面上地轨和行走机构来运动，它的稳定性是非常高的。因此，巷道堆垛机在现实生活中的占比是越来越大。与桥式起重机相比，巷道式堆垛机具有以下特点：这个堆垛机的通道宽度较小，没有桥式堆垛机的一些相应的限制；桥式堆垛机不易采用自动控制，但更倾向于手动控制或半自动控制，自动化程度不高；这种道式堆垛机在不给顶部桥式堆垛机留大空间的情况下，可节省空间，方便仓库建设，提高空间利用率。图1-1 巷道式堆垛机三维图及实物图 1.4.1有轨巷道堆垛机的类型 （1）按其结构可分为：双立柱堆垛机由两根独立的柱子、上部横梁、下部纵向横梁、携带货物叉车的运输载荷平台及提升设备组成。立柱,上横梁和下纵向横梁共同构成一个矩形结构的框架。立柱有两类:方管和圆管。方管本身是可以用作升降引擎导轨的,但是圆管是不能。这种堆垛机最大的主要优点之一就是它具有较高的强度和刚性,在启动和刹车时速度都是十分迅猛的,运行也是十分平稳的。 单立柱堆垛机该机架主要由一根立柱,下横梁及上横梁共同组成。整机的重量也是非常轻的,材料在工业中的使用量也是比较小的,制造费用和成本也是相对较低,但它的强度和刚性略有不足,稳定性也是不好的。由于载货台对立柱有偏心位置作用,以及水平惯性力的影响,故它在具体应用上存在着较大的局限性。不适合应用于技术提升量大、水平操作速度快等复杂条件下的一些场景。（2）根据支撑形式的不同，可分为： 悬挂式堆垛机 它是挂在巷道上方的轨道上，在门架下部的导向轮是夹在导轨两侧的。并且应该保留有一定的空隙,以便于有效防止物料堆垛机在正常工作时的正常运行中可能发生过大摆动和出现倾斜的制动。地面支撑式堆垛机堆垛机的运行轨道是铺设在地面上的，堆垛机是由下行走轮来支撑和驱动的，上导轮用于防止堆料机倾倒或摆动。需要增加立柱截面在行走方向上的转动惯量。（3）根据其运行轨迹的不同形式，可分为：直线运行堆垛机直线式的堆垛机就是一种只能做到的是在某一个巷内的直线式运行,它是不能自行直接改变巷道的。它在仓库中作业的运动速度也是很快,满足了仓库中作业的高频率,它的应用在目前来说是最为广泛的。曲线运行堆垛机它的两个行走轮和下面的横梁都一样是可以通过两个纵梁横轴互相进行铰接的,可以在一条曲线运行轨道上直接进行移动运行,它也就是纵轴可以从一条曲线巷道上直接进行转移移动到其他一条曲线巷道。曲线式堆垛机的使用由于使用的局部性问题比较严重,灵活性不高，所以是比较低的。综上所述，本文所研究的堆垛机为双立柱结构，地面支撑，轨道呈直线运动。1.4.2巷道堆垛机结构特点（1） 整机结构是比较高的并且是十分窄的；（2） 金属结构除了满足强度要求外，还必须一定要有满足的刚度，以保证安全；（3） 它有一个非常自动的放取装置，向外延伸；（4） 要求在快速运行条件下稳定、准确；（5） 安全性能要求高，需要有防护装置；（6） 室内设备，要求振动小，噪声低1.5设计的内容首先，对现有堆垛机的工作原理和设计方法进行分析和探讨，了解堆垛机的设计思想，探索各种解决方案。其次，讨论了设计方法、原理和可行性，并进行对提升机构与货叉的结构设计和运动学计算。再次，研究堆垛机的各种模式下的工作状态和对货物是如何识别控制的。对货架的结构和托盘的种类进行选择。再次，绘制相关图纸。最后，堆垛机的研究应注意：（1）三维运动功能（2）能满足一定的定位精度（3）在满足其他条件的前提下，各部分应尽量轻，以减少摩擦阻力，并提高寿命。1.6自动化立体仓库系统设计前提要求为了设计一套符合市场需求的自动化立体仓库，必须做以下工作： 1) 首先，我们需要了解自动化立体仓库市场的具体需求，并设计一套满足市场需求的系统。在进行方案设计前，一定要学习相关知识，进行实地调查和调研，了解设计的具体需求； 2) 根据实际的状状，制定合理的规划，我们要尽可能节约空间，减少成本，提高仓储率； 3) 应要注意储存区的温湿度，并且要保持良好的通风；4) 仓库需要制定相关的安全措施，并注意防水、防火，加强安全保卫，确保仓库货物的安全28； 5) 我们需要考虑“货物”、“流动”和“数量”，“货物”是指保存什么货物，有关的尺寸和规格是什么，重量是多少。“流动”是指考虑货物的运输路线，“数量”是指在业务中确定货物进出仓库的流量，因为它涉及到设备的设计； 6) 各种设备的移动线路应尽可能短，以此能有效的提高作业效率。要考虑系统的运行稳定性，系统的运行是保证立体仓库顺利运行的核心；7) 在实现功能的前提下，我们应降低成本，尽量简化流程，实现价值最大化； 8) 我们应要满足经济环保的要求。1.7堆垛机主要技术要求(一)金属结构件要求1.上横梁的水平弯曲值f1应不大于K1000，K为上横梁全长。2.下横梁的水平弯曲值f2 应不大于B1000，B为主、被动轮轴距。3.下横梁是只允许上拱的，其上拱度F值应不大于B1000。 (二)货叉工作性能要求1.在设计时，堆垛机的载货台在升降时，货叉到达各层货格的进出位置，及最高、最低工作位置应符合相应的设计与实际要求。2.在承载额定质量货物的时侯，货叉的工作行程是一定要符合设计要求的，当货叉向外伸出为最大行程的时侯，货叉最外侧的端部下挠应控制在20mm之内，以防止货叉造成严重的弯曲变形。3.速度的选择应符合要求，并且误差应严格控制在5毫米之内。4.当货叉取货时，如有障碍，货叉应及时停止伸出。(三)控制部分要求巷道堆垛机是实现自动化立体仓库无人化作业的主要部件，它直接关系到整个仓库物料人/出库作业的成败。堆垛机上通常设置一个控制柜，实现整个堆垛机系统的自动运行。控制单元要选用可靠性高、抗电磁干扰能力强的PLC和变频器。表1-1 标准双立柱巷道堆垛机主要技术性能与参数额定起升重量（t）0.8；1.0；1.5；1.8；2.0托盘规格尺寸（mm）800*1000；800*1200；1000*1200或任意货叉类型单货叉；双货叉；三货叉；四货叉货叉伸缩速度（m/min）15（变频调速）水平运行速度（m/min）5180（变频调速）垂直起升速度（m/min）2/12；4/16；5/20（双速）或者变频调速30停位精废（mm）水平510；垂直25总功率（KW）10最低货位标高（m）0.56最高货位标高（m）43整机全高（m）45导电方式滑导线；电缆小车通信方式载波通信；远红外通信控制方式手动；半自动；单机自动；联机自动出入库作业方式拣选式；单元式；混言式第2章 自动化立体仓库系统设计之堆垛机总体设计2.1自动化立体仓库设计原则为了使自动化立体仓库更加智能、操作更流利、造价更低，在设计时应遵循一些原则：（1）考虑系统的安全原则；（2）简化原则；（3）最少的人工处理；（4）仓库空间要有效利用；（5）使用合适的设备；（6）具有较高的利用率原则；（7）移动距离最短原则；（8）要易于管理和操作。2.2自动化立体仓库系统设计之堆垛机总体方案设计2.2.1自动化立体仓库系统设计之堆垛机工作原理 在地轨上的水平行走机构的电机通过驱动联轴器，带动与地轨相接触的车轮在下导轨上做水平往复运动27。提升装置的电机通过正反转，来带动载货台做垂直方向上的升降运动。位于载货台上的货叉则通过有效的传动，来做伸与缩的运动，从而实现货物到达与离开的操作。通过上述这些立体的操作运行，可以将位于指定地点的货物取出或着运送到指定的地点。通过寻址、识别技术和光电转换技术，来实现操作者对仓库的智能控制。2.2.2自动化立体仓库系统设计之堆垛机提升驱动装置设计方案 提升驱动装置的作用，是让装载平台能够在垂直方向上移动。它主要由电机、减速机、卷筒或链轮及相应的柔性部件组成。它的运行过程是，由电机产生周向的力，来带动卷筒转动，由卷筒卷住柔性件，以此来提升装载平台。钢丝绳和提升链是我们现实生活中两种常用的柔性部件。但是链条的缺点是它本身的重量是比较大的大，也是非常容易突然断裂的，所以这个方案是非常不安全的。因此，本设计中是选用钢丝绳的。钢丝绳具有重量轻、工作噪音低、维护方便、使用安全等一系列的优点。绳的一端是固定在机架的上横梁上的。通过驱动安装在载货台上的两个动滑轮，来与货台连接。另一端则是固定在滚筒上，形成传力闭环，构成堆垛机的提升驱动装置。2.2.3自动化立体仓库系统设计之堆垛机机架的设计机架的立柱是一种箱式矩形结构，而该矩形结构截面是由角钢和钢板相焊接行成的，它是具有抗扭、抗弯刚度高 、耐磨性好等一些良好的特点。上下横梁是由四块钢板焊接而成的，具有较大的抗扭弯的钢度。并且是与立柱焊接相连接的，这样保证了它们之间的连接是十分稳定的，防止了对其它设备的损坏。2.2.4自动化立体仓库系统设计之堆垛机载货台和货叉装置的设计结构载货台主要是由槽钢、方管和钢板焊接而成。它的结构是相对简洁明了的，它的每侧都是配有四个导向轮的，在它的最高处还是有两个顶轮的，来与钢丝绳接触，达到使载货台上升与下降，通过这几个轮的应用确保装载平台能十分稳定正常的运行。载货台的立板，则是选用厚度为20mm的钢板。货叉装置是堆垛机存取货物的执行机构，它是堆垛机上一个十分重要的机构，是关系到货物能否准确到达和离开货架。在本设计中是采用两级线性差动伸缩叉。它是由上叉、下叉和滚针轴承组成，下叉固定在载货台本体上，起支承作用，上面的上叉叉取货物。2.2.5自动化立体仓库系统设计之堆垛机安全保护装置堆垛机是一种用来起重的机器，并且是在巷道中运行的，而且速度还是比较快的。因此，则一定要有保护措施。主要是有：联锁保护。如果当堆垛机在行走提升和货叉伸缩其中有一个运行的时侯，另一个则会被切断。断电保护。正位虚实检测控制。堆垛机存放货物时，需要先检测要存放货物的位置是否有货物，以防重复存放，造成事故。限速器和安全装置保护。为了防止因钢丝绳断裂或装载平台过载而引起的装载平台坠落事故，在堆料机的设计中必须考虑限速器和安全装置。2.2.6自动化立体仓库系统设计之堆垛机松绳与过载保护装置这个保护装置我是采用弹簧滑块机构的，它的原理是：通过钢丝绳的张力变化，从而引起弹簧膨胀的一些变化，来控制电机的断电，从而起到保护的作用。这个保护装置是控制堆垛机平台装载状态的一种保护装置。如果当平台上的重量超过最大允许值的时侯，由于松绳张力和装置中的张力弹簧会产生不同的行程，从而切断相应的电源，非常及时的使起升机构停止运行，来保护设备；如果当装载平台上的重量小于最小允许值时，松绳过载保护装置中的弹簧可通过提升钢丝绳的张力缩回产生不同的行程，从而切断提升电机回路的电源或总电源，并及时停止起升机构，保护设备。 2.3自动化立体仓库货架系统货架是一种承载货物的部件，则他的强度和稳定性一定要满足要求。来保证它在各种工况下不被损坏。货架的使用为了能更好，货架还一定，要对它的精度和变形能力具有一定要求。因此，如何设计出精度和刚度满足工艺要求的立体货架是立体货架设计中的一个重要问题。货架基础是保证货架结构高精度的关键。施工后的不均匀沉降，对货板的应力和变形是有很大的影响。因此，货架一般是采整体式的结构，从而来降低不均匀沉降带来的危害。为了提高货架的一定的精度，保证货架在所有的情况只有轻微的变形，所以是一定要用水平和垂直支撑部件。每排的货架面向行道的一侧应用于货物进出，因此只能设置在货架的背面。在每个架子片中，前后立柱通过斜杆和水平弦杆连接成一个桁架，这样整个架子也连接成一个桁架。而水平面上的支撑系统，在货架的顶部和底部可以使用水平桁架将整个货架连接成一个整体。通过在垂直面和水平面上的支撑系统，货架更加稳定，货架的整体刚度大大增强。货架投资是很大的，并且它的建造时间是很成长的，同时它对钢的用量是最大，由于它的一些特性，它对仓库的运行是有很大的影响。由于它对仓库十分重要，所以我们合理选择和设计经济型货架是十分重要的，要尽可能的要选用一些质量轻的钢，来减轻货架重量，降低对仓库地面的承压力，以满足储存的需要。货格的大小决定了仓库面积和对空间的使用率。货格尺寸的大小是与单位货物周围的净空和货架尺寸是有关的。 它的货架主要是有两种的。对于牛腿式货架，考虑到它的特点，每个货格我们是通常只放一个货物的。横梁式货架而是，每个货格通常设计成可以放两个单元货物的形式。由于需要考虑到货架的强度、刚度以及整体稳定性，且要结合实际的情况保证货架可以长时间使用以延长仓库的使用年限等因素的作用下，可考虑货架使用横梁式货架，并且每个货放且仅放一个单元货物。2.4托盘的选择货盘的选择应首先考虑货物的包装规格和在货盘上的摆放方式，然后考虑货盘的防滑系数、货盘底部与链传动设备的协调性、货叉的高度，货架的承载能力、永久变形、平面挠度等。一、托盘材质托盘的种类是有好几种的，而不同材质托盘的使用和成本是不太相同的。托盘的选用应考虑材料的形状、性质、承载能力和经济性等因素，同时我们也要考虑其他的一些显示因素，如，也要根据实际情况做出选择。故，我们要综合各个方面做出最合理的选择。表2-1 托盘种类托盘种类托盘介绍木托盘托盘是由原木制成的。在生产过程中，我们为了要降低其内的含水量，同时要把一些内应力去了，故，我们要对它干燥成型的操作，然后经过一系列的加工，从而把它达到型材板块的形式。在经过装订形成半成品托盘，最后在经过一些表面的处理，形成成品。材质不同则它的性能会不同。要严格控制托盘原木的含水率，因为含水率是导致托盘变形，甚至开裂，影响其使用寿命的重要因素。塑料托盘塑料托盘分为注塑托盘和中空吹塑托盘，其中注塑托盘应用广泛。通常，塑料托盘是指注塑托盘，即在高压下加热塑料颗粒并将其注射到金属模具中。塑料托盘生产工艺少，生产效率高，产品质量稳定。塑料托盘大多以PP（聚丙烯）或HDPE（低压高密度聚乙烯）为主要原料，抗冲击性非常好。金属托盘金属托盘包括重载钢制托盘、镀锌钢板托盘和金属箱式托盘等，由钢板焊接成型。由于钢材本身的刚性好、加工简易，托盘制作中可以选取不同牌号、不同厚度、不同外型尺寸的钢板，根据实际的使用要求来定制。锯木托盘锯木托盘由锯木在模具中高温高压条件下成型，可套叠堆垛，节省空间，成本低，自重轻，但承重能力小。纸托盘此托盘价格低，重量轻、承载能力差、防潮性差、性价比低。 塑木托盘塑木托盘由锯材和塑料按一定比例压制成塑木板材，用螺栓固定而成托盘。塑木托盘综合了部分木质托盘和塑料托盘的特点，具有良好的防潮、防腐、耐酸碱性能，但其重量比较大。二、托盘的单面与双面单面托盘只能一面使用，其表面有网格状和平板状两种。双面托盘的两面结构是相同的，两面可互换使用。对于自动化立体仓库来说，选择单面货架系列托盘和双面货架系列托盘都是可以。综上所述，考虑到各种托盘性能，以及自动化立体仓库的承重和运行等实际情况，所以选择单面的塑料托盘。第3章 堆垛机起升机构的设计3.1起升机构的总体选型提升的质量300Kg，速度为v=0.5m/s，起升高度H=8m1.定机构的工作级别载荷状态和利用等级是设计的依据，现在利用设计原始数据和实际的运行情况，来选定如下如下的参数：利用等级T4，载荷情况L2，工作级别M4 2.计算钢丝绳最大静拉力并选择钢丝绳 根据实际情况，用单联形式的滑轮组，此时：m与n是相等的 m滑轮组倍率n悬挂物品挠性件分支数 提升机构是选用的是，十分省力的钢丝绳和滑轮， n为2，m也是为2钢丝绳最大静拉力为: Smax=Qqa0=3009.81210.98=1502N （3-1）Q起升载荷（N），Q=Cpg ,g=9.81m/s2 Cp提升质量（kg）qa滑轮组分支数q滑轮组倍率a滑轮组钢丝绳根数0机构的总效率，取为0.98本机构中q=2,a=1依据最大静拉力选择67型的钢丝绳，钢丝强度极限i=1570MPa取选择系数C=0.099钢丝绳直径为d=CSmax=0.0991502=3.84mm （3-2）取d=6mm 钢丝绳的最小破断拉力F0=8.34KN（纤维芯钢丝绳），钢丝绳的安全系数为n=1000F0Smax=10008.3415025.554.5，满足要求3.确定最小的卷绕直径取弯曲频率系数h2=1，卷筒的工作级别系数h1=16，滑轮的工作级别系数h1=18，卷筒最小直径Ddmin=h1h2d=1616=96mm， （3-3） 滑轮最小直径Dcmin=h1h2d=1816=108mm （3-4）设计采用，齿轮连接盘式的，单层式的卷筒 取卷筒直径（即卷筒名义直径）Dd=140mm，则以钢丝绳圈中心测量的卷筒直径为146mm卷筒为标准槽形的卷筒，槽距t=7mm，则总长L=qHDd+6t=2810003.14146+67=287mm （3-5）取L=300mm，满足要求卷筒槽形的槽底半径R3.3mm卷筒壁厚=0.02D+610=0.02140+610=8.812.8 （3-6）取=10mm卷筒强度计算：1=A1FmaxPcp （3-7） 其中Fmax=1502N，A1=0.75，=10mm，P=7mm材料为铸造碳钢ZG270500，则cp=s2=2702=135MPa1=0.751502107=13.4MPacp，是符合要求的铸钢滚筒，应该进行退火处理，并且其表面不能有损坏选用绳槽底部，测得直径220mm的标准滑轮。4.选择电动机并验算制动力矩选择的是绕线式的交流感应电动机 静功率为Pst=Qv1000m=3009.810.510000.851=1.73KW （3-8）v额定起升速度（m/s）机构效率，初算时近似取=0.85m电动机的数量电机选用的是Y100L1-4型的，它的功率是2.2KW，它的额定力矩是2.3Nm ，它的同步转速是1430r/min取M=2.3，对绕线电动机，H=2.1，因此HmMQv1000=2.112.33009.810.510000.85=1.58KWPn=202KW，满足要求制动安全系数取k=1.75（重要起升机构），效率取0=1，于是Tb=kQRqi0=1.753009.8173223.3410001=8.05Nm，满足要求，其中 Tb最小制动转矩R卷筒半径，R=1462=73mm3.2卷筒的设计3.2.1卷筒部件计算卷筒名义直径D是140mm，螺旋节距t是7mm，卷筒长度L是300mm。壁厚=10mm，绳的最大静拉力Smax=1502N（1）卷筒心轴的计算材料是45号钢，并且要经过调质的处理。心轴力的支点位置草图，如下图3-1所示。 图3-1 卷筒心轴的支点位置图3-2 卷筒心轴的计算简图.支座反力RA=1502316-25.5+150246.5316=1602NRB=1502316-46.5+150225.5316=1402N轴右轮毂支承处最大弯矩M=RB46.5=140246.5=65190Nmm轴左轮毂支承处最大弯矩M=RA25.5=16.0225.5=40850Nmm经计算故选用右轮的最大弯矩值.疲劳计算采用的是等效弯矩，取=1.1，故等效弯矩Md=KdM=1.165190=71710Nmm (3-9)弯曲应力=Md0.1d3=717100.1313=24.1MPa (3-10)轴的载荷变化为对称循环轴的材料为45号钢b=600MPa;s=300MPa;-1=0.43b=258MPa许用弯曲应力-1=-1K1n (3-11)式中n=1.6安全系数K应力集中系数，K=KxKm=1.41.15=1.61 Kx=1.4与零件几何形状有关的应力集中系数 Km=1.15与零件表面加工光洁度有关的应力集中系数故-1=2581.6111.6=100MPa-1，通过.静强度计算卷筒轴属于起升机构低速轴零件，其动力系数取为c2=1.2Mmax=c2M=1.265190=78230Nmm (3-12)max=Mmax0.1d3=782300.1313=26.3MPa (3-13)许用应力=sn=3001.6=187.5MPa (3-14)max，通过故卷筒轴的疲劳和静强度计算通过（2）选择轴承左侧的轴承内外的两个圈转速是相同，故两者之间是没有运动的。右侧的轴承外圈是固定的，内圈是随轴转动的，所以应按动载荷来选用的。.左端轴承额定静负荷是C0n0P0 (3-15)式中C0额定静负荷 P0当量静负荷 n0安全系数，取n0=1.04选用调心球轴承，型号为1205，轴承的额定静负荷C0=3300N，左轴承的当量静负荷P0=fdRA=1.11602=1762N (3-16) 式中fd=1.1动负荷系数选取n0P0=1.041762=1832NC0，安全.右端轴承令右端轴承也采用1205，其额定动载荷动负荷C=12000右轴承的径向负荷Fr=fdRB=1.11402=1542N (3-17)轴向负荷Fa=0设轴承工作时数Lh=4000h，查得1205轴承的e=0.27，令FaFr=0e，故x=1，y=2.4，当量动载荷P=xFR+yFa=11542+2.40=1542N (3-18)Lh=10660nCP3 (3-19)式中Lh轴承的寿命，（h）n轴承内外圈的相对转速，(r/min)。c轴承的额定动载荷，单位N所以CP=360nLh106=36063.64000106=2.481 (3-20)故动负荷CC，安全（3）绳端固定装置计算根据绳的直径是为6mm，选择的是=400的梯形槽压板。已知卷筒长度计算中采用的附加圈数Z0=2，绳索与卷筒绳槽间的摩擦系数f=0.15。则在绳端固定处的作用力S=Smaxefa=1502e0.154=633N (3-21)压板螺柱所受之拉力P=Sf+f1=6330.15+0.198=1819N (3-22)式中f1压板梯形槽与钢丝绳的换算摩擦系数。当=400时f1=fsin+fcos=0.150.643+0.150.766=0.198 （3-23）螺柱由拉力和弯矩作用的合成应力=1.3PZd124+MZ0.1d13 （3-24）式中Z2（螺柱数） d1=4.8mm（螺纹内径）M=Sl=63311.5=7279Nmm （3-25）=1.3181923.144.834+72790.14.832=102.6MPa螺柱材料为Q235，屈服极限s=240MPa，则许用拉伸应力为l=sn2=2401.6=150PMPa （3-26） 式中取安全系数n2=1.6因为l所以通过3.2.2齿轮连接盘的计算（1）选择齿轮连接盘材料齿轮连接盘选用的材质是45号钢，并且要经过调质操作。（2）按齿面接触疲劳强度计算vt=(0.0130.022)n3Pn （3-27）确定齿轮连接盘内齿轮传动精度等级，第公差组7级齿轮连接盘内齿轮的分度圆直径d132KT1du+1uZEZHZH2 （3-28）齿宽系数按齿轮相对轴承为悬臂布置取为d=0.14内齿轮齿数Z40内齿轮转速与卷筒转速相同n=65.44r/min内齿轮转矩T1=9.55106P/n9.551062.2/65.44=3.211105Nmm （3-29）载荷系数 K=KAKVKaK （3-30）使用系数KA=1动载荷系数KV=1.2齿向载荷分布系数K=1齿间载荷分布系数Ka=1.1则载荷系数k的初值k=1.452弹性系数ZE=189.8N/mm2节点影响系数ZH=2.5重合度系数Z=0.87许用接触应力H=HlimZNZW/SH （3-31）接触疲劳极限应力Hlim Hlim=570N/mm2应力循环次数得N=60nj=6076.71（83008）8.8 （3-32）则接触强度得寿命系数硬化系数ZW=1接触强度安全系数SH=1.1H57011/1.1=518 N/故的设计初值d1t32KT1du+1uZEZHZH2=79.6mm （3-33）齿轮模数m=79.6/40=1.99所以取m=2内齿轮分度圆直径的参数圆整值为d1=Zm=402=80因为齿宽系数d0.14所以齿轮齿宽b=dd1=11.2mm对于正常齿，ha*=1，c*=0.25齿顶高ha=ha*m=12=2mm齿根高hf=ha*+c*m=1+0.252=2.5mm齿顶圆直径da=d-2ha=80-22=76mm齿根圆直径df=d+2hf=80+22.5=85mm要选取与其相适配的减速器，并且它的的模数是为2mm，齿数是是40的。（3）齿根弯曲疲劳强度校核计算F=2KT1bd1YFaYsaYF （3-34）齿形系数YFa 内齿轮YFa=2.60应力修正系数Ysa 内齿轮Ysa=1.60重合度系数Y=0.25+0.75a=0.25+0.751.72=0.69 (3-35)许用弯曲应力 F=FlimYNYx/SF (3-36)弯曲疲劳极限Flim=460 N/ 弯曲寿命系数YN=1尺寸系数Yx=1安全系数SF=1.3则F=46011/1.3=353.85N/mm2 故F=21.463211002.551.630.70/(601806) =32.18 N/mm2F第4章 堆垛机货叉的设计4.1货叉传动装置的总体选型取运行阻力系数=0.85，于是Ff=G=0.853009.81=2502N (4-1)式中G运行质量的重力（N）取机构的总效率0=0.9，则运行静功率为Pst=Fstv10000=25020.1510000.9=0.42KW (4-2)电动机选择的型号，是YEJ8014的三相异步电动机。其额定功率为0.55KW，转速是为1390r/min的，是符合要求的。联轴器是选用型号，是AQ01的钢球离心式软起动的。其传递功率为0.6KW。是符合要求的。减速器是选用减速比为29的，WD系列摆线针轮式的。允许功率是0.75KW，是符合要求的。4.2货叉传动齿轮、齿条的计算 设计要求货叉的伸缩速度v为9m/min，即9000mm/min齿轮齿条分度圆直径为60mm，则圆周长度为C=d=3.1460=188.4mm (4-3)齿轮转速为n=vC=9000188.4=47.7r/min (4-4)1 .选择齿轮、齿条材料轮选用的是45号钢，并且要经过调质的操作轮选用的是45号钢，并且要经过正火的操作 .按齿面接触疲劳强度计算vt=0.0130.022n3Pn=0.0130.0224830.42/48 (4-5)计算出vt在0.13和0.22之间，取vt=0.2m/s确定齿的传动精度等级。是为第C公差组8级的。轮的分度圆直径d132KT1du+1uZEZHZH2 (4-6)齿宽系数按齿轮相对轴承为悬臂布置取为d=0.4齿轮齿数Z1=20齿条的长度是1000mm货叉传动系统中的传动比为1传动轴上的齿轮的转速n=139029=48r/min双啮合齿轮的转速也为13r/min则齿轮转矩T1=9.55106P/n=9.551060.42/48=83560Nmm (4-7)载荷系数 K=KAKVKaK (4-8)使用系数KA=1动载荷系数KV=1.18齿向载荷分布系数K=1.22齿间载荷分布系数Ka由=0及r=a=1.88-3.21Z1+1Z1cos=1.68 (4-9)查得Ka=1.21则载荷系数k的初值k=1=1.74弹性系数ZE=189.8N/mm2节点影响系数ZH=2.5重合度系数Z=0.87 许用接触应力 H=HlimZNZWSH （4-10）接触疲劳极限应力Hlim1,Hlim2 Hlim1=570N/mm2 Hlim2=460N/mm2应力循环次数为N1=60njLh=6048183008=5.5107 (4-11) N2=N1=4.6107 (4-12)接触强度得寿命系数ZN1=ZN2=1硬化系数ZW=1接触强度安全系数SH=1.1H1=570111.1=518Nmm2H2=460111.1=418N/mm2故d1t的设计初值d1t32KT1du+1uZEZHZH2=40mm (4-13) 齿轮模数m=d1tZ1=4020=2mm (4-14)所以取m=3 齿轮分度圆直径的参数圆整值为d1=Z1m=203=60mm (4-15)圆周速度 vt=d1n6000=0.18m/s (4-16)与估取vt=0.2m/s相近，满足要求因为齿宽系数d=0.4所以齿轮齿宽b=dd1=0.460=24mm对于正常齿，ha*=1,c*=0.25 齿顶高ha=ha*m=13=3mm齿根高hf=ha*+c*m=1+0.253=3.75mm齿顶圆直径da=d+2ha=60+23=66mm齿根圆直径df=d-2hf=60-23.75=52.5mm取齿条齿根高hf=3mm齿条齿顶高ha=3.5mm齿条宽度b=25mm齿条总高度H=hA+hf+h1=3.5+3+4=10.5mm式中h1为轮齿底部到齿条底部的高度齿距p=m=3.143=9.42齿厚s=m2=3.1432=4.71齿槽宽e=m2=3.1432=4.71.齿根弯曲疲劳强度校核计算F=2KT1bd1mYFaYSaYF (4-17)齿形系数YFa 齿轮YFa1=2.55 齿条YFa2=2.45应力修正系数YSa 齿轮YSa1=1.63 齿条YSa2=1.65重合度系数Y=0.25+0.75a=0.25+0.751.68=0.7 (4-18)许用弯曲应力 F=FlimYNYx/SF (4-19)弯曲疲劳极限Flim1=460N/mm2,Flim2=390N/mm2弯曲寿命系数YN1=YN2=1尺寸系数Yx=1安全系数SF=1.25则F1=Flim1YN1Yx1SF=460111.25=368N/mm2 (4-20)F2=Flim2YN2Yx2SF=390111.25=312N/mm2故F1=21.46835602.551.630.70601806=11.78N/mm2F1F2=21.46835602.451.650.70501806=13.74N/mm2F24.3货叉传动链轮、链条的设计计算.选择链轮的齿数Z1和Z2小链轮齿数Z1，取为21大链轮齿数Z2 Z2=iZ1=121=21在货叉传动系统中，传动是不需要变速的，所以传动比i取为1。.确定链节数LP初定中心距a0=40P，则链节数为LP=2a0P+Z1+Z22+Pa0Z2-Z122=101 (4-21)取LP=100节.确定链节距工作情况系数KA=1链轮齿数系数KZ=0.92多排链系数Km=1所选链条的额定功率P0KAKZKmP=10.9210.42=0.39KW (4-22)选择链条型号为08A的单排链,抗拉载荷13.8KN链节距P=12.7mm，中心距a0=40P=4012.7=500mm.确定中心距a理论中心距a=P4LP-Z1+Z22+LP-Z1+Z222-8Z2-Z122=501.65mm (4-23)中心距减少量a2P=212.7=25.4mm (4-24)取为91mm实际中心距a=a-a=501.65-91=410mm (4-25).验算链速v电动机转速为1390r/min，减速器减速比为107，所以链轮转速为 n=139029=48r/minv=Z1np601000=214812.76010000.21m/s (4-26)式中p链条链节距Z1小链轮齿数满足要求.作用在轴上的压力FR链条有效拉力Fe=1000pv=10000.420.21=2000N (4-27)式中p货叉运行静功率，P=0.42KW倾斜布置的链传动，取压轴力系数KR=1.1FR=KRFe=1.12000N=2200N (4-28)链轮主要尺寸计算如下：分度圆直径d=Psin180Z=12.7sin18021=85.2mm，取为85mm齿顶圆直径da=P0.54+cot180Z=12.70.54+cot18021=91mm齿根圆直径df=d-d1=85-7.95=77.05，取为77mm第5章 控制系统仓库控制系统是信息技术和物流的相结合的产物。实现了现代物流的智能化和动态化的发展。仓库的控制系统的作用是和人体中枢神经系统很相似的。它十分好的是引入了全套的监控系统和一些电子设备，能对仓库的具体情况进行实时掌握。它靠着对于计算机的应用，实现了仓库中各种货物和设备的统一管理。自动化仓库的基本和重要的工作周期一定是入库、入库和出库操作，而这个工作周期应是十分自动化的。在每件货物进出仓库的过程中，同时是要求机械系统按顺序协调工作的。同时，在自动化仓库机械系统的范围内，还应能实现多个货物同时进出。也就是说，自动化仓库的管理和控制系统不仅要具备仓储货物数据库管理的功能，还要实现进出仓库过程的自动控制。入、出库的单一操作，基本上实际是相关机构的平行、顺序动作的相互配合的过程。在此举例如，我们在进行入库操作的时侯，是由站台检测货物是否已经准备好，并发出相应的信号，当发出信号是已经准备的信号，这时呢入库输送机就会马上开启运行，同时堆垛机会做好一些相应的准备，当货物到达巷道口处时，堆垛机将开始运行工作，并且将货物送到货架的对应的位置，并在这个时候，站台和入库输送机已经回到起始的位置，并且准备好接收下一个货物了，这同时说明了，各个机器之间是并行运行的。各个巷道中的机构是可以独立并行运行的。5.1 自动化立体仓库PLC功能控制流程PLC是非常复杂的，他的功能也是十分强大的，根据自动化立体仓库的实际情况，本文主要研究查询货物有无功能模块、入库作业功能模块和出库作业功能模块。5.1.1查询货物有无功能模块系统通过扫描仓库中每个位置的货物，以掌握仓库中每个位置的当时的状态。当扫描的结果，显示是货位有货的时侯，是只能操作取货的功能的，而是不能操作存货功能的了；当扫描结果，显示是货位中没有货物时，是只能执行入库功能模块的。5.1.2入库作业功能模块系统在进行入库操作前，是首先要检查放货的地点是否存放着货物的呢。那如果指定位置，是有货物的，系统则就会立马自动报错，这时堆垛机操作机构则就不会启动的；那么如果指定的位置是没有货物的时候，则就会启动堆垛机运行机构从而就会执行入库操作。与此同时，系统实现了对堆垛机的水平和垂直方向上的操作控制，使堆垛机能够十分准确地找到指定的位置并且准确的停止。堆垛机停在相应的位置后，系统就会控制堆垛机的货叉进行相应的运动。在货叉进行存货的作业时，货叉就会就会进行一系列操作，将货物放在指定的相应的位置，之后，货叉就会自动缩回去。这时呢系统就会再次扫描这个位置是否已经存上了货物。如果指定位置是有货物的，堆垛机则会马上返回初始的位置。如果这个时侯该位置检测到，是没有货物的，则说明堆垛机在存操作的时侯是出现了故障，这个时候系统就会自动的报错，堆垛机是就不会启动的，以免损坏堆垛机、货架或货物。5.1.3出库作业功能模块我们在执行出库操作之前时，是要检测接收到的相应的位置是否是有货物的。如果相应的位置是没有货物的，系统是会报出错误的，堆垛机则不会启动的；如果货位上有货物的话，则就会启动堆垛机运行机构进行相应的出库操作。同时，系统实现了对堆垛机的水平方向和垂直方向的操作控制。堆垛机找到相应指定的位置并且准确停止。堆垛机停在指定位置后，系统就会控制堆垛机的货叉进行相应的运行。在进行出库作业时侯，货叉就会上升到相应下浮位位置，货叉的运行机构将会把货叉伸出，然后货叉就会上升到相应上浮位位置，货物就会放在了货架上，之后货叉将会缩回。系统会马上再次扫描指定的位置，查看是否还有货物。如果指定的位置是没有货物的，堆垛机则就会返回初始位置，这时则就完成了相应的操作。 图5-1 入库控制流程图图5-2 出库控制流程图总结自动化立体仓库是一种集多种技术于一体的仓库。随着控制技术的发展，其效率也得到了很大的提高。本次设计的出发点是实用性与先进性的结合，在保证实用性的前提下体现先进技术。介绍了自动化立体仓库货架系统、托盘和堆垛机的结构和特点，并对堆垛机的起升机构和货叉进行了设计计算。该设计加深了对自动化仓储机械的认识，为今后整个物流系统的研究奠定了坚实的基础。通过这次毕业设计，我回顾了我在过去四年中所学的知识，并且在现有的知识上学习了一些新知识，提高了我的学习能力，为今后我的发展打下了基础，积累了宝贵的经验。但是在设计中也遇到了一些困难，发现了自己的一些不足。然而，通过这个设计，我培养了解决实际问题的能力，用我所学的知识分析和解决问题，从而进一步加深和升华我所学的知识，为知识转化为动力奠定了重要的基础。由于我目前的能力有限，时间仓促，论文中出现设计不周全和设计不正确的是可能出现的。希望各位老师能够对我的论文提出一些宝贵的建议。 参考文献1 濮良贵.陈国定，吴立言.机械设计.10版.M.北京：高等教育出版社，20182 刘鸿文.材料力学.6版M.北京：高等教育出版社，20163 张文华等.机械材料选择与应用手册M.北京：化学工业出版社，20204 徐正林.自动化立体仓库实用设计手册M.北京：中国物资出版社，2009.35 冯云.自动化立体仓库工程M.北京：首都经济贸易大学出版社，20166 黄静云.自动化立体仓库一本通M.北京：中国物资出版社，20107 刘昌祺，董良.自动化立体仓库设计. 机械工业出社，2004.58 成大先. 机械设计手册. 化学工业出版社，2007.119 王树.变频调速系统设计与应用. 机械工业出社，2005.410 王龙.基于PLC控制自动化立体仓储系统设计J.电子技术与软件工程,2021.11 王盛达.自动化立体仓库总体布置面积与巷道堆垛机作业周期特点的研究J.化工与医药工程,2020.12 单雯雯.起重机超速保护装置检验方法探讨J.中国特种设备安全,2020.13 卢浩博,郑勇.现代物流与自动化立体仓库系统的构成探究J.产业创新研究,2020(20):119-120.14 秦凯. 管材存储自动化立体仓库的开发设计D.扬州大学,2020.15 曹雷. 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