自动化立体仓库和管理系统研究论文.doc

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1、毕业设计（论文）函授站  西工院09级专业  机电一体化姓名 勇超摘要自动化立体仓库广泛用于机械、化工、航空航天、电子、医药、食品加工、配送中心、机场港口等。围绕其仓储系统，它是现代物流系统的重要组成部分，是一种多层存放货物的高架仓库系统，由自动控制和管理系统、高位货架、巷道堆垛机，自动入库、自动出库，辊道部分以及机械手部分控制系统及其他辅助设备。它具有减轻工人劳动强度，提高生产效率，加强生产和物资管理，减少库存积压资金等方面的优势。它主要的流程是将货物放置在辊道上，用机械手将货物运送到出入货台，再用堆垛机把货台上的物品运送到立体货架上。本仓库控制系统是根据自动化立体仓库运行的基本原理而设计

2、的。在整个控制系统中以三菱FX2N系列PLC作为核心控制元件，专用键盘作为人机接口部件，控制步进电动机来驱动一个有三自由度的仓库在高强度导轨做三维运动。以步进电动机每转输出的脉冲数为基础，通过键盘对每个仓位予以地址编码，通过PLC对命令键盘进行扫描并得到相应的仓位号，当PLC接收到来自键盘的输入命令后，便输出对应仓位的脉冲数，经过驱动器驱动步进电机按设定的方向转动一定的角度，进而控制传动部件丝杠旋转进行准确的定位，以完成货物的存取功能。另外，为了保证整个控制系统运行的稳定性和可靠性，我们还采用了限位开关对其进行限位保护。关键词：立体仓库，机械手，堆垛机，步进电动机目录摘要I目录II前言1第一

3、章绪论21.1课题背景21.2课题研究的目的和意义31.3课题的容31.4国外立体仓库的发展4第二章系统控制方案的确定52.1自动化立体仓库的概述52.2采用PLC控制的优点52.3系统设计步骤72.4立体仓库控制系统的总体结构图82.5立体仓库系统的功能92.6各部分的控制流程图102.6.1辊道控制流程图102.6.2机械手控制流程图112.6.3仓库总流程图11第三章立体仓库控制系统硬件设计133.1辊道的选择133.2机械手部分的控制133.2.1四自由度机械手的结构及运动133.3堆垛机的设计143.3.1堆垛机的概况143.3.2堆垛机控制系统的功能153.4传感器的选择153.

4、5微动开关的选择183.6步进电机选择183.7直流电动机203.8变频器的选择203.9PLC的选型22第四章立体仓库系统软件设计254.1辊道I/O分配表及外部接线图254.2机械手的I/O分配表及外部接线图274.3堆垛机的I/O分配表及外部接线图294.4梯形图设计314.4.1机械手梯形图控制324.4.2仓库梯形图控制354.5故障处理37第五章系统调试38第六章结论与展望39致40参考文献41附录实物图42前言立体仓库是一种集信息、储存、管理于一体的高技术机电一体化产品，随着现代化生产规模的不断扩大和深化,它将为工业、企业带来巨大的经济效益。本文中所设计的系统利用工业控制计算机

5、作调度、管理、完成了工业控制计算机与PLC之间以及PLC与PLC之间的监视和控制参数的传递，提高了立体仓库的自动化管理水平。经过在现场的实际应用证明,这种管理和控制系统结构具有很高的可靠性和稳定性。近年来，国在PLC技术与产品开发应用方面发展很快，除有许多从国外引进的设备、自动化生产线外，国产的机床设备已越来越多地采用PLC控制系统取代传统的继电-接触器控制系统。与继电—接触器系统相比系统更加可靠；占位空间比继电—接触器控制系统小；价格上能与继电—接触器控制系统竞争；易于在现场变更程序；便于使用、维护、维修；能直接推动电磁阀、接触器与于之相当的执行机构；能向中央执行机构；能向中央数据处理系统

6、直接传输数据等。勇超2012.5.12第一章绪论1.1课题背景立体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”。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

7、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