自動化立體倉庫系統(tǒng)設(shè)計——堆垛機以及貨架系統(tǒng)等設(shè)計含6張CAD圖
自動化立體倉庫系統(tǒng)設(shè)計堆垛機以及貨架系統(tǒng)等設(shè)計含6張CAD圖,自動化,立體倉庫,系統(tǒng),設(shè)計,堆垛,以及,貨架,CAD
摘 要隨著科學技術(shù)的迅速發(fā)展,市場的急劇擴大,對物流體系提出了新的要求,使得現(xiàn)代物流系統(tǒng)快速發(fā)展,自動化立體倉庫得到了廣泛使用。其中,堆垛機是自動化立體倉庫的主要組成部分,它承擔著運輸與搬運貨物,使得貨物在立體倉儲系統(tǒng)中可以按照既定的程序自動存取貨物。本課題主要論述了自動化立體倉庫中堆垛機的結(jié)構(gòu)設(shè)計原理、速度設(shè)計原理、控制功能原理以及堆垛機精確定位的方法,以及自動化立體倉庫中貨架系統(tǒng)的設(shè)計原理。分析近年來自動化立體倉庫的發(fā)展狀況,對堆垛機進行結(jié)構(gòu)計算分析,包括強度校核、剛度校核、穩(wěn)定性校核,判斷其能否滿足預定的工作狀態(tài)。對堆垛機進行速度分析,要求其能滿足準確的停車速度與工作速度,滿足在存取貨物時要求的水平運行速度和貨叉升降與伸縮速度。本文也介紹了自動化立體倉庫的控制系統(tǒng),做出了控制系統(tǒng)框圖,并對其作用功能、實現(xiàn)路徑和要求做出了詳細的說明。本文也對自動化立體倉庫貨架系統(tǒng)做出了詳細的設(shè)計,確定了貨架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式,對貨架系統(tǒng)也進行了強度、剛度和穩(wěn)定性進行了校核。關(guān)鍵詞:堆垛機;貨架系統(tǒng);控制系統(tǒng);目 錄第一章 前言11.1 緒論1第二章 自動化立體倉庫國內(nèi)外的發(fā)展狀況2第三章 研究主體33.1 自動化立體倉庫的分類33.2 自動化立體倉庫的最佳參數(shù)選擇33.3 自動化立體倉庫常用貨架托盤33.4 堆垛機43.5 貨架5第四章 設(shè)計內(nèi)容6第五章 總結(jié)與展望7參考文獻8第一章 前言1.1緒論隨著科學技術(shù)的迅速發(fā)展,市場的急劇擴大,對物流體系提出了新的要求,使得現(xiàn)代物流系統(tǒng)快速發(fā)展,自動化立體倉庫得到了廣泛使用。其中,堆垛機是自動化立體倉庫的主要組成部分,它承擔著運輸與搬運貨物,使得貨物在立體倉儲系統(tǒng)中可以按照既定的程序自動存取貨物。本課題主要論述了自動化立體倉庫中堆垛機的結(jié)構(gòu)設(shè)計原理、速度設(shè)計原理、控制功能原理以及堆垛機精確定位的方法,以及自動化立體倉庫中貨架系統(tǒng)的設(shè)計原理。分析近年來自動化立體倉庫的發(fā)展狀況,對堆垛機進行結(jié)構(gòu)計算分析,包括強度校核、剛度校核、穩(wěn)定性校核,判斷其能否滿足預定的工作狀態(tài)。對堆垛機進行速度分析,要求其能滿足準確的停車速度與工作速度,滿足在存取貨物時要求的水平運行速度和貨叉升降與伸縮速度。本文也介紹了自動化立體倉庫的控制系統(tǒng),做出了控制系統(tǒng)框圖,并對其作用功能、實現(xiàn)路徑和要求做出了詳細的說明。本文也對自動化立體倉庫貨架系統(tǒng)做出了詳細的設(shè)計,確定了貨架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式,對貨架系統(tǒng)也進行了強度、剛度和穩(wěn)定性進行了校核。自動化立體倉庫是物流系統(tǒng)中商品貨物存貯的一種不可替代的角色,它的智能化程度高、工作效率高,可以實現(xiàn)對貨物的自動搬運及其放置。這種自動化倉庫以堆垛機和貨架系統(tǒng)為主要組成組成部分,這種智能化的自動化立體倉庫可以實現(xiàn)存取貨物的機械化和自動化。利用本身的優(yōu)勢,可以大大減少人力物力的成本,解放生產(chǎn)力,在貨物運輸?shù)倪^程中可以自動存取貨物。第二章 自動化立體倉庫國內(nèi)外的發(fā)展狀況自動化立體倉庫由計算機控制系統(tǒng)、高層貨架、堆垛機、輸送機和其它外圍設(shè)備構(gòu)成。工業(yè)發(fā)達的國家物流工程技術(shù)非常先進和成熟,基本實現(xiàn)了規(guī)格化和標準化,因此,自動化立體倉庫的生產(chǎn)成本低、交貨期短。和工業(yè)發(fā)達國家相比,雖然我國物流工程技術(shù)發(fā)展很快,但差距仍然較大,特別是在標準化、系列化、技術(shù)化、理論計算和設(shè)計制造等方面尤其突出。自動化立體倉庫在現(xiàn)代化企業(yè)中發(fā)揮了巨大的作用。它在汽車、摩托車、家用電器、電子計算機、電器、電子、醫(yī)藥、機床、化工等制造業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。這是因為,自動化立體倉庫能夠加速商品流通、減少商品損壞、降低流通成本、節(jié)約土地面積、節(jié)約人力和財力。此外,它還提高了庫存周轉(zhuǎn)率、經(jīng)營靈活性和工作效率。它以最快速度、最低價格和最佳服務(wù)質(zhì)量來滿足用戶需求,從而獲得最大利益。目前,自動化化立體倉庫在歐美發(fā)達國家已經(jīng)相當普遍,自動化倉庫在設(shè)計、制造、自動化控制和計算機管理方面的技術(shù)也日趨成熟。第三章 研究主體3.1自動化立體倉庫的分類 自動化立體倉庫可以根據(jù)貨架結(jié)構(gòu)分為整體式和分離式,整體式這種倉庫的貨架及其主要結(jié)構(gòu)均與房屋的屋頂和墻壁固連一起。分離式這種倉庫是獨立建在屋內(nèi)。當存儲方式分類,可以分為單裝載單元、雙裝載單元和多裝載單元,其中單裝載單元在貨架貨位的深度方向只能存儲一個裝載單元。雙裝載單元在貨架貨位的深度方向能存儲兩個裝載單元,多裝載單元在貨架深度方向可存儲多個裝載單元。3.2自動化立體倉庫的最佳參數(shù)選擇確定自動化立體倉庫的最佳高度是非常重要的,因為高度直接影響占地面積、長度、寬度、起重運輸機械的裝卸效率及其技術(shù)經(jīng)濟指標的選擇。而影響貨架高度選擇的因素是:貨物吞吐量和貨物周轉(zhuǎn)率(儲存期),以及訂貨發(fā)送時的配套方式,此方式取決于每一批貨物的品種數(shù)目和單位數(shù)量。德國專家認為,貨架的最佳高度在20m,美國克拉克公司認為,貨架高度在20m左右的單位費用最低。同時,貨架的最佳長度L在80m到120m為宜。3.3自動化立體倉庫常用貨架托盤常用托盤有三種,即鋼制托盤、樹脂托盤和木制托盤。貨物重量大的采用鋼制托盤,一般重量采用樹脂托盤,比較經(jīng)濟實用。木制托盤在反復使用之后容易變形和破損,使用壽命不長。裝在托盤上的貨物總尺寸一般與托盤尺寸相同,也可以比托盤略微小一些。在非常特殊的情況下也可以比托盤略微大一些。常用裝載方法有如下5種:1)完全緊密型:裝在托盤上的物品之間完全緊貼著,沒有一點間隙。2)中空型:把物品裝在托盤上之后,在各物品中間形成一個對稱的小空間。3)非對稱型:把物品裝在托盤上之后,在各物品中間形成一個非對稱的空間。4)周空型:把物品堆積在托盤上之后,物品與托盤四周留有一定的空間。5)不規(guī)則型:為了提高托盤裝載率,裝載的物品形狀不是正方形或者長方形。3.4堆垛機自動化立體倉庫巷道式堆垛起重機(簡稱堆垛機)是自動化立體倉庫中應(yīng)用最廣泛的貨物搬運設(shè)備,也是物流倉儲系統(tǒng)的最重要設(shè)備。堆垛機性能的好壞和技術(shù)水平的高低,將直接影響到國內(nèi)和國際的貿(mào)易發(fā)展。體現(xiàn)堆垛機動態(tài)性能優(yōu)劣的指標主要有:運行速度、提升速度、貨叉速度、平穩(wěn)性、振動與噪聲、認址精度等等。這些是反映堆垛機技術(shù)水平的重要指標。近些年來,隨著科學技術(shù)的不斷進步、物流行業(yè)在全世界范圍的蓬勃發(fā)展,自動化立體倉庫的應(yīng)用領(lǐng)域和范圍得到了極大的擴展,自動化立體倉庫的技術(shù)水平和倉儲機械設(shè)備的動態(tài)性能也在不斷提高。堆垛機是物流的載體,它在高層貨架巷道往返運行,將貨物存入或取出,從而實現(xiàn)物資的流動。它是自動化立體倉庫中的關(guān)鍵設(shè)備。為實現(xiàn)物流的高效率,必須提高堆垛機的存取效率。堆垛機主要由載貨臺、貨叉裝置、升降裝置、導軌、橫梁、立柱、鏈條、滑輪、電動機等組成。初期的立體倉庫使用的堆垛機以橋式起重機為基礎(chǔ),這種堆垛機是從起重機的大梁上懸掛一個門架(立柱),利用門架的上下和旋轉(zhuǎn)運動來搬運貨物。目前在堆垛機方面也不斷推出具有新的物理外形和更高性能的設(shè)備。最新的開發(fā)包括提高電子和控制技術(shù),在使堆垛機具有更高定位精度的同時,提高搜索能力和運行速度,以期獲得更短的操作周期和更大的生產(chǎn)能力。 現(xiàn)在運用比較成熟的控制方式是用PLC(可編程控制器)作執(zhí)行機的控制器,或單片機控制,或由PLC配置通訊模塊聯(lián)機控制。由于PLC專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用設(shè)計,具有可靠性高、通用性強、維護工作量小等優(yōu)點。監(jiān)控機對堆垛機的控制通過與PLC通信實現(xiàn)。PLC由于體積小,可讀性好,可靠性高,抗干擾能力強,編程簡單而在工程實際中大量應(yīng)用。PLC控制中堆垛機的認址方式一般采用絕對認址與相對認址混合方式,位置定位通過兩對光電開關(guān)實現(xiàn)。3.5貨架自動化立體倉庫貨架的種類有托盤式貨架、閣樓式貨架、旋轉(zhuǎn)式貨架、堆疊式貨架、懸臂式貨架等,目前大多數(shù)自動化立體倉庫采用的貨架是托盤式貨架,其優(yōu)點是存取方便,揀取效率高。但是這種貨架的儲存密度較低,需要較多的通道。根據(jù)存取通道寬度可以分為傳統(tǒng)式通道、窄道式通道和超窄式通道。這種形式的貨架適用于品種中量、批量一般的儲存。在選用托盤貨架時,應(yīng)考慮存儲單元的尺寸、重量和堆放層數(shù),以便決定支柱和橫梁尺寸。第四章 設(shè)計內(nèi)容首先是自動化立體倉庫總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計,其次是堆垛機結(jié)構(gòu)的設(shè)計,包括堆垛機的載貨臺、貨叉裝置、升降裝置、導軌、橫梁、立柱、鏈條、滑輪、電動機裝置等等。第三是堆垛機的控制功能分析,比如速度計算和控制分析。最后是設(shè)計出自動化立體倉庫的貨架系統(tǒng),并對貨架系統(tǒng)進行強度、剛度和穩(wěn)定性進行校核。第五章 總結(jié)與展望我國的自動化立體倉庫與國外的差距是客觀存在的,我們應(yīng)充分利用后發(fā)優(yōu)勢,從高起點入手,消化吸收掉國外的先進技術(shù),盡快縮短同世界先進國家在堆垛機制造水平上的差距,同時借助于國內(nèi)物流系統(tǒng)快速發(fā)展的需求,利用好近幾年國內(nèi)電氣控制發(fā)展以及新材料的研究成果,并結(jié)合國內(nèi)的實際情形,研制出獨具特色的具有世界水平的堆垛機,為實現(xiàn)我國高效物流等倉儲系統(tǒng)的發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。參考文獻1 李西剛.自動化立體倉庫中堆垛機結(jié)構(gòu)設(shè)計與控制技術(shù)研究M.沈陽:沈陽理工大學,20142 趙春華等.可編程序控制器原理及其應(yīng)用M.1版.北京:中國水利水電出版社,20183 于彬彬. 制藥企業(yè)自動化立體倉庫的設(shè)計與應(yīng)用J.河北:中核第四研究設(shè)計公司,20214 韓偉.自動化立體倉庫系統(tǒng)的研究與開發(fā)M.南昌:南昌大學,20085 茹菲.自動化立體倉庫系統(tǒng)在物流系統(tǒng)中的應(yīng)用M.太原:太原理工大學,20116 濮良貴.陳國定,吳立言.機械設(shè)計.10版.M.北京:高等教育出版社,20187 尹國明.自動化立體倉庫實驗臺堆垛機結(jié)構(gòu)及控制系統(tǒng)設(shè)計研究M.山東:山東大學,20068 彭偉.自動化立體倉庫設(shè)計與智能存取方法研究M.江蘇:江蘇科技大學,20189 劉鴻文.材料力學.6版M.北京:高等教育出版社,201610 林志強.我國貨架行業(yè)的發(fā)展J.上海:上海鼎虎工業(yè)設(shè)備有限公司,200811 劉付超.堆垛機定位控制系統(tǒng)的研究與應(yīng)用M.蘭州:蘭州交通大學,201612 沈國軍.自動化立體倉庫巷道堆垛機的研究M.上海:上海工程技術(shù)大學,201613 袁慶霓等.雙立柱巷道堆垛機速度控制方法研究J.貴州:貴州大學,201614 石樹正等.自動化立體倉庫控制系統(tǒng)設(shè)計J.河北:河北建筑工程學院,201615 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