毕业设计（论文）-立体仓库存取系统机电一体化设计.doc

《毕业设计（论文）-立体仓库存取系统机电一体化设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计（论文）-立体仓库存取系统机电一体化设计.doc（26页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、 毕业论文（设计）题 目： 立体仓库存取系统机电一体化设计 系部名称： 专业班级： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 教师职称： 中原工学院信息商务学院毕业论文（设计）摘 要随着国民经济的飞速发展,自动化立体仓库必然会在各行各业中得到越来越广泛的应用。自动化立体仓库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，集存储、搬运、输送、分发一体，作为工业物流与计算机集成制造系统（CIMS）的一部分，代表了当今物流发展的趋势。自动化立体仓库由自动控制与管理系统、高位货架、巷道堆垛机、自动入库、自动出库、计算机管理控制系统以及其他辅助设备组成。 立体仓库一般是指采用几层、十几层乃至几十

2、层高的货架存储单元货物，用相应的物料搬运设备进行货物入库和出库作业的仓库。本文构建了了一个实验室规模的的自动化立体仓库，由控制系统和存取系统组成。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，控制步进电机来驱动一个有三自由度的仓库模型在高强度导轨上做三维运动，以步进电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

3、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。存取系统由立体框架结构、托盘装置、导引装置、定位与安全装置组成，保证了物件能在控制系统的控制下安全的存取。 本文首先对该课题的可行性及课题实现的现实意义和价值进行了介绍；其次对控制系统和存取系统的硬件组成、结构、原理进行了阐述和分析；再次对自动化立体仓库的核心控制系统的软件进行了编写，论文中即有梯形图又有相应的语句表；最后对设计本课题所学到的知识和结论进行归纳和总结，并对本论文有待完善的地方进行扼要的说明。 关键字：立体仓库 自动化 可编程控制器（PLC） 步进电机 Automated Storage and Retrieval

4、SystemAbstract Because the national economy fly soon a development, automation the stereoscopic warehouse be inevitable would in every trade get more and more extensive of application.The automation stereoscopic warehouse is a modern logistics system of importance constitute part, is one warehouse s

5、ystem of many Gao Jia4 who deposit goods, gather saving, porterage,tr- ansport, distribute integral whole, Be industry logistics and calculator integration manufacturing system(CIMS) of a part, representative now- adays logistics development of trend.Automation stereoscopic warehouse from auto contr

6、ol and management the system, Gao Wei4s shelf, tunnel heap Duo machine, auto store in warehouse, auto database, calculator mana- gement control system and other assistance the equipments constitute. The stereoscopic warehouse is general is adoption several layer, more than ten layer is to several sh

7、elf of ten story highs saving unit goods, use correspond of material porterage the equipments carry on goods to store in warehouse with the warehouse of the database homework.This text set up a laboratory scale of of the automation stereoscopic warehouse, from control system and access the system co

8、nstitute.Control system in use the Mitsubishi FX2 N series PLC as core control component, the ap- propriation keyboard be persons machine to connect a peoples parts, control the step come into the electrical engineering to drive a have three freedom degree of warehouse model at Gao the strength lead

9、 a track top to do 3D sport, with step enter electrical engineering each turn outputs pulse number for foundation, pass a keyboard to each camalig give an address code, pass PLC to order the keyboard carry on scan and get co- rrespond of camalig number, be the PLC receive an arrival after keyboard o

10、f importation order, then output rightness should the pulse of the c- amalig number, through actuator drive step enter electrical engineering press enactment of the direction turn to move certain of angle, then control spread to move parts silk Gang to revolve to carry on accurate of fixed position,

11、 with completion goods of access function, another, for the sake of assurance whole control system circulate of stability and credibility, we still adoption limit switch as to its carry on only for.Access system from stereoscopic frame structure, tray equip, lead to lead equip, fixed position and sa

12、fety device to constitute, assurance article can under the control that control system safety of access. This text first rightness should the possibility and topic reali- zation of the topic of reality meaning and value carried on introduc- tion;Secondly constitute control the hardware of the system

13、 and access system, the structure, principle carried on to elaborate with analy- sis;Again to the core of automation stereoscopic warehouse-the software of control system carried on to write, in the thesis namely have trapezoid diagram and have correspond of language sentence form;End to design orig

14、in knowledge and conclusion learn by topic carry on induce with summary, and need a perfect place to carry on make it brief to this thesis clear.Keywords：Stereoscopic warehouse Automation Programmable logic Controller step-by-step motor目 录参考文献231 绪论11.1 本课题设计的背景11.2本课题设计的内容11.3本课题设计的目的和意义22 硬件部分42.1

15、 立体仓库的基本结构42.2 立体仓库的硬件原理52.2.1 步进电机的原理52.2.2 联轴器的原理62.2.3 丝杠传动的原理73 元器件的选择103.1 步进电机的选择103.2 牵引电机的选择123.3 联轴器的选择123.4 立体钢架的设计133.5 托盘的设计143.6 立柱模块的设计153.7 行走机构模块的设计163.8 货叉机构模块的设计17结论19致谢20参考文献21III1 绪论1.1 本课题设计的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

16、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

17、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。在现代化的物流仓储系统中，自动化立体仓库应用日益广泛，而堆垛机的优劣对整个立体仓库的运行起着重要作用。单就我国现有的生产力发展水平来看，在自动化立体仓库中设计出造价低廉、工作可靠的堆垛机替代原有仓库的管理和控制，能更加适应某些中小企业投资少见效快的目标，1.2 本课题设计的内容立体仓库由控制系统和存取系

18、统组成。 控制系统主要由日本三菱公司生产的FX2型可编程序控制器(PLC)、步进电机驱动电源模块、开关电源、位置传感器等器件组成。小型立体仓库的电气控制系统由PLC来实现，控制系统分手动和自动两种方式。此系统实现的功能主要有：取（由零位出发到指定仓位号取货并送到入货台）；入（到零位取货并送入指定仓位号）等功能，在执行完任务后自动返回到零位等待下一指令。存取系统由堆垛机和货物传送装置组成，堆垛机在控制系统的控制下完成货物的搬运，把货物从仓库中搬运到传送带上，再有传送带把货物运送出仓库，堆垛机和传送装置共同完成货物在立体仓库的存取。小型立体仓库的应具备的功能主要有几下几点：1、开机时首先要回零位操

19、作，这样的目的就是给堆垛机有个工作参考点。2、堆垛机（机械手）要有三个自由度，即：前进、后退；上、下；左、右。3、堆垛机的运动由步进电机驱动，伸缩由直流电机控制（Y方向）。4、堆垛机前进（或后退）运动和上（或下）运动可同时进行。5、堆垛机前进、后退和上、下运动时必须有超限位保护。6、每个仓位必须有检测装置（微动开关），当操作有误时发出错误报警信号。7、仓位共有12个，3行4列。8、当按完仓位号后，没按入或取前，可以按取消键进行取消该操作。9、整个电气控制系统必须设置急停按钮，以防发生意外。1.3 本课题设计的目的和意义传统条件下的库房管理作业，主要依据人工装卸，特别是对于一些大型物资，不仅工作

20、效率低，浪费大量的人力、物力，存在较大的安全隐患，同时还占据大量的库房面积。立体库的投入使用，彻底解决了这一难题。 1、低成本 利用电力线上网，最大的优点就是成本低。由于利用电力线上网，直接使用现有电力网就可以实现通信，而不需要另外铺设电话线、光电缆等，大大地减少了在基础网络上的投资。2、范围广 无所不在的电力线网络也是这种技术的优势。电力线是最基础的网络，它的规模之大，是其他任何网络无法比拟的。因为家家都有电力线，由此，运营商就可以轻松地把这种网络接入服务渗透到每一个家庭.因此，这一技术一旦进入商业化阶段，将会促进电信市场的变革，并给互联网普及带来极大的发展空间。 3、高速 利用电力线上网能

21、够提供高速传输。德国最大的电力设备生产商RWE承诺，运用他们的电力线上网技术，其速度要比ISDN拔号上网快30多倍, 比ADSL更快！足以支持现有网络上的各种应用。更高速率的PLC产品正在研制之中。 4、便捷 不管在家里的哪个角落,只要连接到房间内的任何电源插座上，就可立即拥有PLC带来的高速网络享受。5、永远在线 PLC属于即插即用，不用烦琐的拨号过程，接入电源就等于接入网络。6、结构灵活 通过PLC技术实现Internet接入，可以灵活扩展接入端口数量，使资源保持较高的利用率。目前还未有效解决电力线信号通过变压器的技术，因此，电力线通信设备都是集中在220V线路变压器的用户端。7、家庭数字

22、化 PLC技术能够通过电力线将整个家庭的电器与网络联为一体，在室内的设备之间构筑起可自由交换信息的局域网，使人们能够通过网络来控制自己家里的电器设备。自动化仓库的信息系统可以与企业的生产信息系统集成，实现企业信息管理的自动化。同时，由于使用自动化仓库，促进企业的科学管理，减少了浪费，保证均衡生产，也提高了操作人员素质和管理人员的水平 。2 硬件部分2.1 立体仓库的基本结构 立体仓库主体由底盘、两层层十二仓位库体、运动机械及电气控制等四部分组成。机械部分采用滚珠丝杠、滑杠、普通丝杠等机械元件组成，采用步进电机、直流电机作为拖动元件。电气控制是由日本三菱公司生产的FX2型可编程序控制器(PLC)

23、、步进电机驱动电源模块、开关电源、位置传感器等器件组成。 控制面板上的开关及按钮功能 控制面板上的仓位号按键号功能选择定义1自动选择1号仓位手动机构水平向左移动2自动选择2号仓位手动机构垂直向下移动3自动选择3号仓位手动机构水平向右移动4自动选择4号仓位手动机构水平向后移动5自动选择5号仓位手动机构垂直向上移动6自动选择6号仓位手动机构水平向前移动7自动选择7号仓位手动无意义8自动选择8号仓位手动无意义9自动选择9号仓位手动无意义10自动选择10号仓位手动无意义11自动选择11号仓位手动无意义12自动选择12号仓位手动无意义 控制面板上的按钮功能表2.2 立体仓库的硬件原理2.2.1 步进电机

24、的原理步进电机是数字控制系统中的执行电动机，当系统将一个电脉冲信号加到步进电机定子绕组时，转子就转一步，当电脉冲按某一相序加到电动机时，转子沿某一方向转动的步数等于电脉冲个数。因此，改变输入脉冲的数目就能控制步进电动机转子机械位移的大小；改变输入脉冲的通电相序，就能控制步进电动机转子机械位移的方向，实现位置的控制。当电脉冲按某一顺序连续加到步进电动机时，转子以正比于电脉冲频率的转速沿某一方向旋转。因此，改变电脉冲的频率大小和通电相序，就能控制步进电动机的转速和转向，实现宽广范围内速度的无级平滑控制。步进电动机的这种控制功能，是其它电动机无法替代的。步进电动机可分为磁阻式、永磁式和混合式，步进电

25、动机的相数可分为：单相、二相、三相、四相、五相、六相和八相等多种。增加相数能提高步进电动机的性能，但电动机的结构和驱动电源就会复杂，成本就会增加，应按需要合理选用。2.2.2 联轴器的原理联轴器主要适用于连接伺服电机、步进电机、一般常用电机、旋转编码器和滚珠丝杆等。广泛应用于数控加工机床、电子制造设备、纺织机械、印刷机械、包装机械、塑料机械、工程机械、工业机器人、自动装置等领域。 其主要适用于连接伺服电机、步进电机、一般常用电机、旋转编码器和滚珠丝杆等。广泛应用于数控加工机床、电子制造设备、纺织机械、印刷机械、包装机械、塑料机械、工程机械、工业机器人、自动装置等领域。联轴器所联接的两轴，由于制

26、造及安装误差，承载后的变形以及温度变化的影响等，会引起两轴相对位置的变化，往往不能保证严格的对中。根据联轴器有无弹性元件、对各种相对位移有无补偿能力，即能否在发生相对位移条件下保持联接功能以及联轴器的用途等，联轴器可分为刚性联轴器，挠性联轴器和安全联轴器。 刚性联轴器 只能传递运动和转矩，不具备其他功能 包括凸缘联轴器、套筒联轴器、夹壳联轴器等 。如下图所示。 刚性联轴器实物图挠性联轴器 无弹性元件的挠性联轴器，不仅能传递运动和转矩，而且具有不同程度的轴向、径向、角向补偿性能 包括齿式联轴器、万向联轴器、链条联轴器、滑块联轴器等。有弹性元件的挠性联轴器，能传递运动和转矩；具有不同程度的轴向、径

27、向、角向补偿性能；还具有不同程度的减振、缓冲作用，改善传动系统的工作性能 包括各种非金属弹性元件挠性联轴器和金属弹性元件挠性联轴器，各种弹性联轴器的结构不同，差异较大，在传动系统中的作用亦不尽相同。如下图所示。 扰性联轴器实物图 安全联轴器 传递运动和转矩，过载安全保护。挠性安全联轴器还具有不同程度的补偿性能 包括销钉式、摩擦式、磁粉式、离心式、液压式等安全联轴器如下图所示。 安全联轴器实物图2.2.3 丝杠传动的原理丝杠一般是把丝杠的传动转变为螺母的直线运动，一般使用伺服电机加一个联轴器进行驱动，对于现在流行的滚珠丝杠来说，其摩擦系数很小，所受的轴向力很小，所以传动不需要很大的力。滚珠丝杠是

28、将回转运动转变为直线运动、或者将直线运动转变为回转运动的理想产品。滚珠丝杠的结构：滚珠丝杠副的结构传统分为内循环结构(以圆形反向器和椭圆形反向器为代表)和外循环结构(以插管为代表)两种。这两种结构也是最常用的结构。这两种结构性能没有本质区别，只是内循环结构安装连接尺寸小；外循环结构安装连接尺寸大。目前，滚珠丝杠副的结构已有10多种，但比较常用的主要有：内循环结构；外循环结构；端盖结构；盖板结构。滚珠丝杠原理：1、按照国标GB/T17587.3-1998及应用实例，滚珠丝杠（目前已基本取代梯形丝杆，已俗称丝杆）是用来将旋转运动转化为直线运动；或将直线运动转化为旋转运动的执行元件，并具有传动效率高

29、，定位准确等2、当滚珠丝杠作为主动体时，螺母就会随丝杆的转动角度按照对应规格的导程转化成直线运动，被动工件可以通过螺母座和螺母连接，从而实现对应的直线运动。滚珠丝杠的特点：1、与滑动丝杠副相比驱动力矩为1/3滚珠丝杆的丝杠轴与丝母之间有很多滚珠在做滚动运动,所以能得到较高的运动效率。与过去的滑动丝杠副相比驱动力矩达到1/3以下,即达到同样运动结果所需的动力为使用滚动丝杠副的1/3。在省电方面很有帮助。2、高精度的保证滚珠丝杆是用日本制造的世界最高水平的机械设备连贯生产出来的，特别是在研削、组装、检查各工序的工厂环境方面,对温度湿度进行了严格的控制,由于完善的品质管理体制使精度得以充分保证。3、

30、微进给可能滚珠丝杆由于是利用滚珠运动,所以启动力矩极小,不会出现滑动运动那样的爬行现象,能保证实现精确的微进给。4、无侧隙、刚性高滚珠丝杆可以加予压,由于予压力可使轴向间隙达到负值,进而得到较高的刚性(滚珠丝杠内通过给滚珠加予压力,在实际用于机械装置等时,由于滚珠的斥力可使丝母部的刚性增强)。5、高速进给可能滚珠丝杆由于运动效率高、发热小、所以可实现高速进给(运动)。滚珠丝杠加工注意问题：滚珠丝杠加工时，螺杆预拉就是在装配时用螺杆两端的锁紧螺母按要求对螺杆的长度方向施加一定的拉力以调整螺杆正反螺母的反向紧度，原因是螺杆在运行中温升时，热应力效应会使螺杆伸长，使螺杆的长度变得不稳定。目的是为了有

31、效消除该部件的弹性变量以期获得平稳的运动精度。否则在微量进给时当滑鞍或工作台的阻尼力大于螺杆及螺母的弹性力矩时工作台不发生位移，随着不断的进给螺杆及螺母的累积弹性力矩超过工作台阻尼力矩此时的工作台产生冲动位移。虽然总的进给量可能不受影响、但实际的步数、每步的进给量与控制器的输出产生误差，其后果是严重影响加工精度。其实物如下图所示： 滚珠丝杠实物图3 元器件的选择3.1 步进电机的选择在选择步进电动机时首先考虑的是步进电动机的类型选择，其次才是具体的品种选择，在该立体仓库控制系统中要求步进电动机电压低、电流小、有定位转矩和使用螺栓机构的定位装置，确定步进电动机采用2相8拍混合式步进电机；在进行步

32、进电动机的品种选择时，要综合考虑速比i、轴向力F、负载转矩、额定转矩和运行频率，以确定步进电机的具体规格和控制装置。由于我们使轨道移动，已知条件和要求条件为：移动部分总重 M=25kg 外力 Fa=4kg.cm磨擦系数 =0.04螺栓机构的效率 =O. 9螺栓轴径 =1.2cm螺栓长 =42cm螺距 P=3mm分辨率 L=0.01mm移动距离 =0.0075mm/步速度 V=2mmin 计算： 设拟选用2相、1.8步距角的HB型电动机速比(设使用直接驱动方式)i=m/(360L)=21.8(360O.01)=1轴向力F=Fa+M=4+0.0425=5kg.cm负载转矩=FP(2 )+()/2

33、=50.3(2 3.140.9)+ (0.31.67 0.3)/(2 3.14)=0.289kg.cm 螺栓的惯量 =（）/32=（3.147.942）/32=0.0675kg.移动体的惯量=M=25=0.0571 kg. 负载惯量为=+=0.0675+0.00571=0.1246kg.根据以上计算可以初步选定步进电动机，其惯量为=0.03 kg.，空载起动频率=3000H。由要求的速度可求出运行的频率：f=VL=2000(600.01)=3333HZ可知需要加减速的驱动方式。齿轮比：G=360/L=0.0075 360/ (1.80.01)=150换算到电机轴的负载转矩为T=GL(+F)/

34、2 =1500.01(0.289+5)/(6.280.9) =1.40 kg.cm对首次设计的装置来讲，所选用的电动机通常留有23倍的余量，所以电机转矩=3T=31.40=4.2 kg.cm =0.41N.M根据以上的计算，我们在该立体仓库控制系统中的步进电动机采用北京斯达特机电科技发展有限公司生产的2相8拍混合式步进电机，它的主要特点：体积小，具有较高的起动和运行频率，有定位转矩等优点。型号：42BYGHl01。电气原理图如图八所示。快接线插头：红色表示A相，蓝色表示B相；如果发现步进电机转向不对时可以将A相或B相中的两条线对调。步进电机的出线圈此步进电机的电气技术数据为:电机型号相数步距角

35、相电流驱动电压额定转矩重量42BYGH10121.801.7ADC24V0.44NM0.24kg3.2 牵引电机的选择 货箱重量W1=5000N，司机室、载货台重量W2=13000N，升降速度V=0.15m/s，传动效率=0.9，最高时速需要动力P=（W1+W2）V/=（5000+13000）*0.15/0.9=3KW 因此为保证安全，选择牵引电机功率为5.5KW 选择电机为绕线形异步电机：YZ160M1-6 5.5KW 型号 功率（KW）转速（r/min） 转动惯量 （kg/m2）转子绕子开路电压（V）YZ160M1-6 5.5 930 0.12 138 YZ系列是最新设计的绕子电动机，具有

36、过载能力大、机械强度高、效率高、噪音低、振动小、堵转转矩高、运行可靠等特点，适用于驱动各种类型的起重设备。3.3 联轴器的选择 滑块联轴器是由两个轴套和一个中心滑块组成。中心滑块作为一个传递扭矩元件通常由工程塑料制成，特殊情况下可选择其它材料，比如金属材料。中心滑块通过两边呈90相对分布的卡槽和两侧的轴套联接在一起，从而达到传递扭矩的目的。中心滑块和轴套之间用微小的压力进行吻合，这种压力能使联轴器在设备运转中具有零间隙运转。随着使用时间增长，滑块可能会因受到磨损而失去无反冲的功能，但中心滑块并不贵，也很容易更换，更换后仍能发挥其原有的性能。滑块联轴器常用于一般常用电机，个别的场合也可以用来联接

37、伺服电机，在使用过程中通过中心滑块的滑动来纠正相对位移。因为抵抗相对位移的是滑块与轴套之间的摩擦力，因此它们之间的轴承负荷不会因为相对位移的增加而加大。滑块联轴器不像其它的联轴器，它没有能像弹簧一样工作的弹性元件，因此不会因为轴间的相对位移的增加而使轴承负荷加大。不管如何，这种系列的联轴器比较物超所值，能选择不同材料的滑块是这种联轴器的最大优势。广州钜人自动化设备有限公司可根据客户的具体要求提供多种原材料中心滑块的选择来适应不同的应用。一般来说，一类材质适用于零间隙、高扭矩刚性和大扭矩的情况下，另一类材质适用于低精度定位、无需零间隙、但具有吸收震动和减小噪音的功能。非金属滑块还具有极佳的电气绝

38、缘作用，可以充当机械保险丝来用。当工程塑料的滑块损坏后，传递作用将被完全终止，从而达到保护贵重的机械零件。这种设计适用于大的平行相对位移。根据以上原因本设计选择滑块联轴器，其剖面图如下所示： 滑块联轴器剖面图3.4 立体钢架的设计工字钢也称钢梁，是截面为工字形的长条钢材。其规格以腰高( h)*腿宽(b)*腰厚(d)的毫米数表示，如“工160*88*6”，即表示腰高为160毫米、腿宽为88毫米、腰厚为6毫米的工字钢。工字钢的规格也可用型号表示，型号表示腰高的厘米数，如工16#。腰高相同的工字钢，如有几种不同的腿宽和腰厚，需在型号右边加a b c 予以区别，如32a# 32b# 32c#等。工字钢

39、分普通工字钢和轻型工字钢，热轧普通工字钢的规格为10-63#。经供需双方协议供应的热轧普通工字钢规格为12-55#。工字钢广泛用于各种建筑结构、桥梁、车辆、支架、机械等。 其具有以下特点：1、翼缘宽，侧向刚度大。抗弯能力强。 2、 翼缘两表面相互平行使得连接、加工、安装简便。 3、与一般型钢相比，成本低，精度高，残余应力小，无需昂贵的焊接材料和焊缝检测，节约钢结构制作成本30%左右。 4、 相同截面负荷下热轧H钢结构比传统结构重量减轻15%-20%。 5、与砼结构相比，工字钢结构可增大6%的使用面积，而结构自重减轻20%一30%，减少结构设计内力。 6、 工字钢可加工成T型钢，蜂窝梁可经组合形

40、成各种截面形式，极大满足工程设计与制作需求。 综合以上所述，钢架结构的材料选用32（a）工字钢3.5 托盘装置的设计 铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。随着近年来科学技术以及工业经济的飞速发展，对铝合金焊接结构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之深入。铝合金的广泛应用促进了铝合金焊接技术的发展，同时焊接技术的发展又拓展了铝合金的应用领域，因此铝合金的焊接技术正成为研究的热点之一。纯铝的密度小（=2.7g/cm3），大约是铁的 1/3，熔点低（660），铝是面心立方结构，故具有很高的塑性（:3240%，:7090%）

41、，易于加工，可制成各种型材、板材。抗腐蚀性能好；但是纯铝的强度很低，退火状态 b 值约为8kgf/mm2，故不宜作结构材料。通过长期的生产实践和科学实验，人们逐渐以加入合金元素及运用热处理等方法来强化铝，这就得到了一系列的铝合金。 添加一定元素形成的合金在保持纯铝质轻等优点的同时还能具有较高的强度，b 值分别可达 2460kgf/mm2。这样使得其“比强度”（强度与比重的比值 b/）胜过很多合金钢，成为理想的结构材料，广泛用于机械制造、运输机械、动力机械及航空工业等方面，飞机的机身、蒙皮、压气机等常以铝合金制造，以减轻自重。采用铝合金代替钢板材料的焊接，结构重量可减轻50%以上。 铝合金密度低

42、，但强度比较高，接近或超过优质刚，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工业上广泛使用，使用量仅次于钢。为了减轻托盘的重量，托盘采用铝合金材料，这样既减轻了了重量，还能保持你的坚固性。其外形如图所示： 托盘CAD截图为了使其具有更好的传动性，方便在皮带上传动，故设计为船型。3.6立柱模块的设计 立柱模块主要有立柱、导轨和法兰盘组成，立柱通过法兰盘与下横梁相连接，立柱采用热轧H型钢和钢板焊接而成，在满足刚度和强度的情况下使得重量减轻，节省了材料，而且外形美观。 立柱CAD截图 立柱实体图3.7 行走机构模块 行走机构模块是堆垛机的重要组成部分，它主要有上下两个轨道以及导轮组

43、等零部件组成。 下横梁是模块零部件的支撑机构，又是堆垛机的承载构件，因此它要有足够的强度和刚度，通过电机驱动导轮使其在轨道上行走，完成堆垛机沿轨道方向的水平运动，两组导轮夹在上下轨道的之间，使堆垛机水平运行时能够沿着轨道行走不至于跑偏，起到导向的作用。 导轨CAD截图 底座行走机构CAD截图 导轮CAD图3.8 货叉机构模块 货叉机构是堆垛机的主要工作机构，货叉机构安装在载货台上，能够上下和前后移动，来完成货物的存取。为防止堆垛机在运行过程中与轨道两边的货物发生碰撞，所以你本身的长度要小于两个轨道之间的宽度。在货叉运行时其行程要远远大于两个轨道之间的宽度，故采用丝杠传动，使货叉与螺母一起运动，

44、当滚珠丝杠做回转运动时螺母就会做直线运动。通过牵引钢丝做上下运动，其动力是堆垛机上方的牵引电机。 货叉CAD截图 货叉实物图结论传统仓库只是货物储存的场所，保存货物是其唯一的功能，是一种“静态储存”。自动化立体仓库采用先进的自动化物料搬运设备，不仅能使货物在仓库内按需要自动存取，而且可以与仓库以外的生产环节进行有机的连接，并通过计算机管理系统和自动化物料搬运设备使仓库成为企业生产物流中的一个重要环节，而且节省人力，大大降低劳动强度，能准确、迅速地完成出入库作业；提高储存空间的利用效率；确保库存作业的安全性，减少货损货差；能及时了解库存品种、数量、金额、位置、出入库时间等信息。企业外购件和自制生产件进入自动化仓库储存是整个生产的一个环节，短时储存是为了在指定的时间自动输出到下一道工序进行生产，从而形成一个自动化的物流系统，这是一种“动态储存”，也是当今自动化仓库发展的一个明显的技术趋势。通过4个月的立体仓库电气控制系统的毕业设计，基本上在规定的时间内完成了