自动化立体仓库毕业设计论文部分1
大学毕业设计说明书1前 言1.1自动化立体仓库的简介自动化立体库系统最早在美国诞生。20世纪50年代初美国开发了世界上第一个自动化立体仓库，井在60年代即采用计算机进行自动比立体仓库的控制与管理。日本制造出第一座自动化立体仓库，并在此后的20年间使这一“技术得到广泛应用。进入20世纪80年代，自动化立体仓库在世界各国发展迅速，使用范围涉及几乎所有行业。 我国于1973开始研制自动化立体库，北京起重与运输机械研究所与北京自动化研究所共同研制我国第一座自动化立体仓库，并在北京汽车制造厂应用*但我国自动化立体仓库的发展速度比较缓慢，这主要与国民经济的发展有很大关系。 在自动化立体仓库发展过程中，经历了自动化、集约化、集成化和智能化几个发展过程。 自动化时期主要在20世纪初70年代，随着计算机技术的发展，自动化立体仓库得到了迅猛发展，日本建设厂很多套自动化立体仓库系统。 集成化的标志是随着信息系统的发展，立体仓库信息系统与信息系统共享信息，在网络的概念下集成。 智能化发展表现在物料的处理智能化和故障处理智能化。在分布式系统中，物料调度的智能化为物流提供了最佳的解决方案。自动化仓库是生产物流的重要组成部分。生产物流是从原材料采购开始，并最终将产品送达用户。物料经过采购运输、入库、存放、生产出库再人库，加工制造，最后进入成品库以及成品外运等一系列过程。1.2自动化立体仓库的特点及研究意义物流系统中的自动化立体仓为又称立库、高层货架仓库、自动仓储要SA/RS，是以高层立体货架（托盘系统）储存物资，用电子计算机控制管理和自动控制堆垛运输车进行存取作业的仓库。仓库的功能从单纯地进行物资的储存保管，发展到担负物资的接受、分类、计量、包装、分拣、配送、存档等多种功能，实现高效率物流和大容量存储，以满足现代化生产和商品流通的需要。近年来，我国为了发展经济，各地都在大力发展交通，海、路、空并举，进行大规模的基本项目的投资建设，成为现代化经济发展建设的主旋律。而交通事业发展的最终目的，就是使物资能够迅速流通，促进经济的发展。在现代社会中，物资流通领域的供应链在信息、网络的冲击下发生了各个交通枢纽上的结点，仓储设备的发展必须紧跟时代的步伐，为满足现代社会的商品需求、管理与流通，必须加快仓储设备的发展。因此，未来仓储物流设备的发展必将成为我国经济发展的一个重要增长点。到目前，我国立体仓库数量以有相当大的规模，由于其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待点，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。立体仓库应用范围很厂，几乎遍布所有行业。在我国，采用立体仓库的主要行业有机械、冶金、化工、航宅航天、电子、医药、食品加工、烟草、印刷、配送中心、机场和港口等。基于上述原因，本课题就水平回转式立库设计的理论和主要技术进行较系统的研究。作为大学生，自动化仓库的功能及开发，培养我们的实际动手操作能力和应用知识解决问题的能力，接触世界前沿的自动化控制技术，提高我们的综合素质。机械运动模型蕴藏着较高的软件技术含量，可以进行综合性的专业训练，不但能进行专业知识的学习，还能培养我们的创新思维 。1.3现有自动化立体仓库的优越性首先，从自动化立体仓库的基本优势上看：(1)科学储备，提高物料调节水平。(2)有效地衔接生产，加快物资周转，降低成本。(3)为企业的生产指挥和决策提供有效的依据。 其次，从自动化立体仓库的社会效益和经济效益方面说明： (1)由于使用高层货架存储货物，存储区可以大幅度地向高空发展，充分利用仓库地面和空间，因此节省了库存占地面积，提高了空间利用率。 (2)自动存取，使用机械和自动化设备，运行和处理速度快，提高了劳动生产率，降低操作人员的劳动强度。同时，能方便地纳入企业的物流系统，使企业物流更趋合理化。 (3)自动化仓库的信息系统可以与企业的生产信息系统联网，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，从而也提高了操作人员素质和管理人员的水平。(4)自动化立体库对于提升企业形象，具有巨大的社会经济效益。1.4水平回转式立体仓库系统的研究难点1.基于水平回转式立库的整体方案的设计；2.基于水平回转式立库的机械结构（主要是水平回转机构）的设计；3.基于水平回转式立库的传动系统（包括电动机、减速器和传动链的选择设计）的设计；4.基于水平回转式立库的货箱斗的设计；5.基于水平回转式立库的导向系统的精确设计。2 水平回转式立库的基本设计方法2.1 水平回转立体仓库的特点水平式整体回转库又称之为 s型水平回转立库，具有节约空间、降低人工费、拣选错误率低、拣选时间少、仓库管理水平高、环境设备费低等特点。水平式整体回转库由多列排货架连接，每列货架又有多层货格组成，货架做整体水平式旋转，每旋转一次，便有一列排货架到达拣货面，由人工对该列架货架进行拣选。这种货架每排或列可存放同一品种用货物，也可以在一列货架不同货格层放置互相配套的物品，一次拣选时，可在同列上将相关的物品拣出。水平式回转立库作为小型分货仓库，每列不同的货架放置同种货物，旋转到拣选面后，可将货物按用户的要求进行分货，并且存放到指定货位。所以，水平式回转立库主要用于小型拣选性分货仓库，此外，存储货架列有固定连接式和分离式，一般单台水平式回转立库德存储货架列在16到50列左右。固定式存储货架列与机体传动链滚轮联结，下部有滚轮支撑，并在上下导轨中作滚动运行，每排货架可分为6到7层，每层承载30千克，每列排最大承载为200到300千克。单机（台）最多可有350个可存货单元。2.2 自动化立体仓库系统的基本构成： 自动化立体仓库发展到今天，新型设备层出不穷。但从传统的意义上看，自动化立体仓库包括以下主要内容： (1)存储货架列 货架是构成自动化立体仓库的员基本单元。在很多非自动化立体仓库中，货架也是构成立体仓库的必需的部分。 (2)巷道堆垛机 巷道堆垛机完成单元货物入库到货格和从货格中取出的操作，是自动化立体仓库系统的重要设备。(3)输送系统 输送系统主要负责白功化立体仓库外围的自动输送。其设备有数十种之多，如辊子输送机、链条输送机、冉轨小车、自动导向小车(AGv)等；在配送系统中，分拣系统也是输送系统的基本内容。2.3 水平回转式立库设计原则： 1保持物料向前移动。保持物料始终向最终目的地移动，尽量避免返回、侧绕和转向。直接从起点到终点的路线是最经济、最快捷和最有效的。 2物料处理次数最少。不管是以人工方式还是自动方式，每一次物料处理都需要花费一定的时间和费用。通过复合操作，或者减少不必要的移动，或者引入能同时完成多个操作的设备，可以减少处理次数。 3使用合适的设备。对于具体的应用，选择合适的设备可能是成功与失败的分水岭，能完成特定任务最廉价而有效的设备是合适的设备。面对多种设备时，设计者必须根据自己的经验和其他信息做出最佳选择。 4最少的人工处理。人工处理是昂贵的，并且容易产生错误。通常，保重力辊式输送机这样简单低价的设备能减少人工处理的需要，并在短期内收回投资o独立看每一条原则都比较简单，可能也很容易实现，但要把这些原则综合运用好是很困难的，这需要有较高的理论水平、丰富的实际经验和对使用者的要求有较深入的了解，才能使系统达到最佳状态，发挥最大作用。然而在特定的场合下，有些原则是互相影响，甚至是互相矛盾的。为了做出最佳的设计，设计者必须对这些原则进行科学的选择和修改。总之，在自动化仓库设计中一定要重视方案设计，多进行优化选择，使方案设计这一自动化仓库的基础技术工作更加完备。2.4 系统设计过程：每个系统的设有几个主要阶段，各个阶段都有其要达到的目标：1.需求分析(准备阶段)在这一阶段里要提出问题，确定设计目标，并确定设计标淮。通过调研搜集设计依据和数据，找出各种限制条件，并进行分析。另外设计者还应认真研究工作的可行性、时间进度、组织措施以及影响设计过程的其他因素。 2.确定货物单元形式及规格 根据调查和统计结果列出所有可能的货物单元形式和规格，并进行合理的选择段不一定花费很多时间，但它的结果将对自动化仓库的成功起着至关重要的作用。 3.确定自动化仓库的形式、作业方式和机械设备参数 在上述工作的基础亡确定仓库形式，一般多采用单元贷格式仓库。对于品种不多而批量较大的仓库也可以采用重力式货架仓库或者其他形式的贯通式仓库。根据出入库的工艺要求(整单元或零散货出人库)决定是否需要拣选作业n如果需要拣选作业，则需确定拣选作业方式。2.5 水平回转式立体仓库的基本设计方法整体式水平回转库的基本机构与组成如图2.1所示。其工作原理如图3所示，工作时动力经主电动机9、一级传动链轮轮10带动主动轴4，再由主动轴4经二级传动链8带动从动轴5.在二级传动链上悬挂着整体式货架做水平回转运动。货物存放在货架的货格2中，整体式货架靠支撑滚轮1支撑在水平导轨面上，运动方向靠导向滚轮3在导向导轨中运行。主电动机的控制由计算机及位置传感器控制。1支撑滚轮 2货格 3导向滚轮 4主拖动轴 5从拖动轴 6中心距调整螺杆 7整体货架 8二级传动链 9主电动机 10一级传动链轮图2.1 整体水平回转库机构运动示意图3 水平回转式立库机械设计3.1 引言机电一体化机械系统要求精度高、运动平稳、工作可靠，具有良好的伺服性能，从而要求传动机构满足以下几个方面的要求:转动惯量小，以减小机械负载，避免对系统造成不良影响；刚度大，有利于减小动力损失，提高固有频率，增加闭环伺服系统的稳定性:阻尼合适。机械部分主要包括电动机的选择及减速机构选择、传动链选择 、导轨设计、货架、轴的设计、链轮设计、车轮设计、支撑链机构、连杆设计。3.2 电动机的选择及减速机构设计3.2.1电动机选择的基本原则电动机选择的基本原则1）电动机的机械特性应满足生产机械提出的要求，要与负载的负载特性相适应。保证运行稳定且具有良好的起动、制动性能。2）工作过程中电动机容量能得到充分利用，使其温升尽可能达到或接近额定温升值。3）电动机结构型式满足机械设计提出的安装要求，并能适应周围环境工作条件。4）在满足设计要求前提下，应优先采用结构简单、价格便宜、使用维护方便的三相笼型异步电动机。总之，在选用电动机时，要努力执行国家技术经济政策，积极采用节能产品和新产品，提高综合经济效益。电动机的具体选用步骤如图3.1所示：3.2.2 水平回转式立体仓库电机的选用电动机型号选为：Y90L,功率1.1KW,同步转速n=1000r/min,与减速器连接后的输出轴转速：22r/min；主动链速度：0.36m/min；货格层数：6层；电动机及减速器的校核：电动机容量确定：工作机所需功率：=0.44KW其中 主动轴转速n=13.3r/min。货架及货物=2000Kg，摩擦系数f=0.1；链条重：=380Kg，摩擦系数=0.2；工作机所需力=6380图 3.1电动机的具体选用步骤工作机所需转矩=63800.03=191.4主动轴输出扭矩T=191.41、传动比i:i=2、总效率：由机械设计手册P19表3-1查得1（联轴器）=0.99，2（滚动轴承）=0.99，3（齿轮传动）=0.97，4（联轴器）=0.99。 =
