【机械毕业论文】堆垛机及控制系统设计

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1、第一章绪论随着世界经济的持续发展和科学技术的突飞猛进以及经济全球化的趋势的加强，各国面临着前所未有的机遇和挑战。在这种大形势之下，现代物流作为工业化进程中最为经济合理的综合服务模式和管理技术已被越来越多的企业所重视。随着全球物流事业的快速发展，物流系统的进一步改善和合理性对优化资源配置、提高企业生产率、降低生产成本起着至关重要的作用。因此，自动化立体仓库系统也越来越受到青睐。其核心设备一巷道堆垛起重机则是代表自动化立体仓库的标志，对立体仓库的出入库效率有重要影响。木文从堆垛机的应用特点入手，着重就堆垛机的结构设计进行初步的研究。1.1研究背景及意义自

2、动化立体仓库作为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。它是在不直接进行人工干预的情况下由卷道堆垛机实现货物的存储和取出，整个过程由计算机网络管理和自动控制系统完成。自动化立体仓库最早诞生在美国，进入20世纪80年代，在世界发展迅速，使用范围涉及几乎所有行业，它的出现标志着现代工业技术步入了一个加速发展的阶段。自动化仓库技术的研宂对优化资源配置、提高企业生产率，降低生产成木有着非常重要的意义。堆垛机是自动化立体仓库中最重要的其重堆垛设备，它能够在仓库巷道中来回穿梭运行，将位于巷道口的货物存入货格，或者从货格里取出货物运送到巷道门

3、。我国于1973年开始研制，据不完全统计，我国0前己建成300多座立体仓库。0前我过的自动化仓库技术已实现了与其他信息决策系统的集成，正在做智能控制和模糊控制的研宄工作。但同世界主要工业发达国家相比，存在着一定的差距。总结经验，査找不足,勇于创新，不断交流改进，相信我们在该项技术的研究上一定冋取得突破性的进展。1.2研究的内容及设计思路1.2.1主要设计内容(1)堆垛机的机架的设计计算；(2)堆垛机的货叉伸缩机构的设计计算；(3)堆垛机的行走机构的设计计算；(1)堆垛机的升降机构的设计计算；(2)堆垛机的安全机构的设计计算。1.2.2设计要求为使堆垛

4、机能够准确、快速、安全、自动搬运货物出入库，必须满足以下设计耍求.•(1)具备三维运动功能，即堆垛机沿巷道来冋水平运动、载货台垂直运动、货叉沿货架方向伸缩运动；(2)满足一定的定位精度，重复定位精度误差不能超过10mm；(3)具备安全保护措施；(4)在满足强度、刚度和可靠性的前提下，尽量减小堆垛机各部的重量，以减小提升功率和行走时的摩擦阻力；(5)保护仓库环境，避免货物污染受损。1.3研究的发展趋势以品种多、数量少、频率高供给方式下的物流环境为背景，对于自动化立体仓库的效能提出了越来越高的要求。早期的堆垛机，在桥式起重机的起重小车上悬挂一个门柱，利用

5、货义在立柱上的上下运动及立柱的旋转运动来搬运货物，通常称之为桥式堆垛机。但通常由于立柱高度的限制，桥式堆垛机的作业高度不能太高，而巷道堆垛机沿货架仓库巷道内的轨道运行，使得作业高度提高。采用货叉伸缩结构，可以使巷道宽度变窄，提高自动化立体仓库的利用率，它适用于各种高度的高层货架仓库，可以实现半自动、全自动和远距离高集中控制。日本大福公司于1999年在巷道堆垛机主体的高速化上下功夫，开发了AS21模式。AS21模式是以高效率动作为基础，在高效能化(缩短循环时间)方面引用的一个概念，使巷道堆垛机的高效能化技术得到了大幅度的提升。1.4堆垛机所受载荷的简化

6、方法堆垛机的机架有立柱、上下梁组成，整机结构高而窄。堆垛机工作时，将受到载货台、货物的铅垂作用，行走、制动和加减速的水平惯性力作用以及起吊时的冲击载荷作用；某些特殊环境下，还要受到风力的作用。堆垛机每完成一个工作循环，以上载荷将重复出现一次。因次，堆垛机所受的是交替变化的载荷。为了保证堆垛机安全可靠的工作，其钢结构部分的强度与刚度计算是必不可少的。在此，就堆垛机所受载荷简化的基本方法作一一说明。1）起重重量/V实际起重重量包括货叉、附件重量和额定重量之和，用；示。考虑到货物正常起吊吋的动载冲击作用，则设计起重重量式中，y称为冲击系数，与堆垛机分类有关

7、：（见表1-1）I类v=II类v=1.25III类y=1.4IV类y=1.6表1-1堆垛机分类作吋间载荷长中短轻IIII中IIIIII重IIIIIIV2）水平载荷堆垛机沿水平方向加减速行走或制动时，其自身质量及起重质量必然会产生与其加速度有关的水平惯性力。即式中，A称为动载荷系数，由于加速度的不确定性，一般用额定速度v来确定。水平行走时=0.0005v3）风力载荷风力载荷为风压力6/与受风面积的乘机，即人堆垛机工作时，风压力9=1742.7妳，非工作状态，风压力0=148.1^，式中，A为吊具高度，单位取mm。4）起升冲击载荷S/?在正常情况下，起吊

8、货物的加速度可能很大，这吋的冲击载荷很大，设计吋应另行考虑。5）载荷状态堆垛机工作时，其承载能力是上述各种载