立体仓库毕业设计论文(3)

堆垛机无法运行到目的地址。此种方法直接影响了堆垛机的可靠运行，增大了堆垛机的后期保养、维修工作，因此目前此种方法已经很少有人采用。

另一种方法是采用键盘来输入作业地址、作业指令，用数字和符号来显示各种信息，输入的数值及指令马上可以显示出来，校对容易，对错一目了然。

编程器的显示器有二行共32位5×7的液晶点阵，可以显示数字、符号和字母；键盘按键有0~9、A~F等键可以使用，可以向小车输入作业地址（排、列和层）、作业指令（存、取最多二个作业）、操作方式（自动、手动）。将键盘的0~9键定义为数字键，A~F定义为功能键，在输入作业指令、作业地址时，显示器能马上显示出来，实现了简单的人－机对话，保证了输入的作业地址和作业指令的准确性，提高了堆垛机运行的可靠性。

这个方法使堆垛机的小车每通过一个位置就记录一个数，一直移动到和预定位置号一致时停止移动，此方法的特点是电路简单。另外随着电子技术的发展出现了众多优秀的PLC，用PLC来控制堆垛机是相当灵活方便，可以在PLC的软件中加以保护，即堆垛机每走过一个货格的时间超过或少于正常的时间范围就报警。这样就可以有效地避免计数出错。本课题即采用此种方法。

立体智能仓库能实现货物的自动存取功能，这就要小车在作水平、升降台做垂直运动时，能准确记忆堆垛机的位置，即堆垛机的小车和升降台所在的列和层数，以实现货物的定位存取，本系统采取了非接触式反射型光电传感器，自动检测货位的列和层数。例如，随小车移动，列光电传感器每经过一个货架立柱时，接收到一个反射信号，列值增加1；升降台每升高一层，层光电传感器使层值增１。光电传感器的有效反射距离为30cm。在自动存取货物时，货位的输入方法有微机键盘和BCD码拨盘开关两种形式输入，PLC在接收到外部输入的货位层和列数值后，将此值作为层、列计数器的预置值，用于实现货位的自动搜索控制。图2-2示所示是典型连接示意图。

图2-3连接示意图

根据设计要求将整个定位控制的全过程分为多个阶段；小车前进到指定货列架的过程；将货物抬升到指定货架行的过程；机械手放置货物或者取得货物的过程；放置或取得货物之后返回的过程。在各个阶段，对象的特征相对稳定，并且小车在前进和抬升货物的过程控制方面是基本一致的。

7

下面对各个阶段进行简单地介绍。

（1）小车前进过程：在这个过程中，处于自动或者手动控制状态的小车由起始点出发，经过位置的校对，到达预先指定列值的货架位置。

（2）抬升货物过程：在这个过程中，货物被抬升到预先指定行值的货架位置。 （3）存取货物过程：在这个过程中，通过控制机械手臂的运动，使机械手到达预先指定的位置。然后根据实际的需要完成存放或者取得货物的操作。

（4）返回过程：在完成指定的操作之后，小车应该返回起始位置。 2.2.2自动化立体仓库的系统工艺流程。

有轨小车或巷内输送机送货至货台手动方式在监控器终端，人工分配货位监控机分析任务再分别向有关设备发出指令完成任务，发回完成信息，堆垛机待命堆垛机运行，通过限位开关停止货物到巷道口，堆垛机存取货物到指定地址，入库作业监控机实时显示状态并监控堆垛机作业图2-4自动化立体仓库工作流程图

2.2.3功能分析

智能立体仓库有货架、堆垛机、自动控制装置等部分组成，有自动和手动两种操作方式。立体仓库中间为巷道，两侧为双行货架，堆垛机在巷道上，固定的天、地导轨之间运行。

本系统仅设置X和Y层的货架一行，另一行货架仅为虚拟行，以便安装和参观学习。堆垛机由固定在小车上的门式框架、沿门式框架上导轨提升运动的升降台以及在升降台上做伸缩运动的货叉（机械手）等三部分组成，堆垛机设计成一个三自由度系统，货物放在升降台的货叉上能实现上下、左右和前后的运动。

水平方向的前后运动，由小车电动机进行驱动，小车电动机为220W的三相交流异步电动机。

堆垛机垂直方向，由提升电机驱动升降台沿门式框架结构做升降运动，提升速度小于5m/min，提升电动机功率为220W的锥型转子单相交流异步电动机，具有断电抱闸制动的功能。固定在升降台上的机械手可带动货物一起做伸缩运动，伸缩量为左右各300mm，用于货物的存取操作。速度按机械手5m/min的速度要求设定。

8

主要部件：堆垛机 堆垛机工作条件

①堆垛机正常工作的环境温度范围为-5~40℃，在24h内平均温度不超过35℃。在40％的温度条件下，相对湿度不超过50％。温度较低时相对湿度可以高一些。

②堆垛机工作环境的污染等级应在国家规定范围之内。

③供电电网进线电源为频率是50Hz、电压是380V的三相交流电，电压波动的。允许偏差为±10％。

堆垛机的结构

堆垛机是自动化立体仓库的主要作业机械,担负着出库、进库、盘库等任务,是自动化立体仓库的核心部件,自动化立体仓库的发展就是以堆垛机的发展为主要标志的。巷道式堆机基本结构主要由机架、运行机构、起升机构、载货台、货叉、电器设备及各种安全保护装置等部分，主要包括行走、升降和货叉三部分,通过三部分的协调工作完成货物在货架范围内的纵向和横向移动,实现货物的三维立体存取，准确地依照上位机给出的出入库地址将货物取出或放入有关货位，并将工作过程的状态信息反馈给监控系统。

为了简化堆垛机的设计，我采用一个模型，如图2-5所示：

图2-5 全自动堆垛机配置图

1.升降电动机 2.货叉 3、6.传动丝杠

4.货品 5.货格 7.行走电动机

堆垛机控制

堆垛机运行半闭环控制方案是,在实践中发展起来的一种有效的控制方案。在考虑现场各种实际情况及经济性的情况下,通过实验来确定各种运行曲线, 这些曲线存储在变频器里, 当主控机得到上位机发出的当前任务的目的地址和当前地址时,通过比较要运行的起止距离,用PLC 对变频器的运行曲线进行变换,达到调速和停准的目的,从而得到的一种比较满意结果的控制方式。在这种控制方案中,速度采用闭环控制,由变频器完成;位移则是采用开环控制[13]。堆垛机的半闭环控制原理图如图2-6 所示。

9

图2-6 堆垛机半闭环控制原理图

堆垛机速度控制的难点就在于其运行的起止位置的不确定性和离散性,不同的距离对应不同的加、减速曲线。由于堆垛机本身及货物的惯性较大 , 为保证升降及走行的平稳 ,采用多级速度控制 ,走行速度曲线如图7所示。起动时 PLC 设定变频器为高速运行 ,距离目的货位4～6m 时设定为中速运行 ,距离目的货位 1～2m 时切换到低速运行 ,接近目的货位时自动切换为对位速度运行 ,对正货位后走行停止[14]

。

图2-7 堆垛机行走速度曲线

在综合考虑经济性和运行性能的情况下,堆垛机半闭环控制的硬件配置如图８所示。

图2-8 堆垛机半闭环控制硬件配置

因为在主控机PLC , 变频器,光电开关之间需要频繁的交换数据,所以

10

第三章 系统控制方案的确定

3.1立体仓库系统设计的基本步骤

立体仓库系统设计与调试的主要步骤，如图3—1所示：

总结 图3-1立体仓库控制系统结设计步骤 记录运行结果 …… 此处隐藏：1466字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……