柔性生產(chǎn)線立體倉庫的設(shè)計(jì)論文

1、畢業(yè)論文基于柔性生產(chǎn)線立體倉庫的設(shè)計(jì)目錄摘要lb5E2RGbCAPAbstract Il p1EanqFDPw、八一、前言1DXDiTa9E3d（一）目的和意 義1RTCrpUDGiT（二）研究領(lǐng) 域15PCzVD7HxA二、立體倉庫系統(tǒng)各單元結(jié)構(gòu)及其工作原 理3jLBHrnAILg（一）立體倉庫系統(tǒng)單元結(jié)構(gòu) 圖3xHAQX74J0X（二）立體倉儲(chǔ) 庫3LDAYtRyKfE（ 三 ） Z 軸 運(yùn) 動(dòng) 機(jī)構(gòu)4Zzz6ZB2Ltk（ 四 ） XY 軸 運(yùn) 動(dòng) 機(jī) 構(gòu)5dvzfvkwMI1三、系統(tǒng)硬件設(shè) 計(jì)6rqyn14ZNXI計(jì)6EmxvxOtOco（二）可編程控制器的選型6SixE2yXPq52

2、.1 S7-200CPU的選擇66ewMyirQFL2.2 EM232 模 擬 量 輸 出 模塊8kavU42VRUs（三）立體倉庫的系統(tǒng)介紹 MCG組態(tài)軟件應(yīng)用93.1 立體倉庫的簡(jiǎn)述9y6v3ALoS893.2 立體倉庫的優(yōu)越性10M2ub6vSTnP3.3 立 體 倉 庫 一 般 基 本 組 成 部分110YujCfmUCw四、系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)12eUts8ZQVRd（ 一 ） 系 統(tǒng) 的 總 體 程 序 設(shè) 計(jì)12sQsAEJkW5T1.1 I/0 地 址 分 配表12GMsIasNXkA1.2 系 統(tǒng) 的 程 序 流 程 圖 及 程 序 編 制12TIrRGchYzg（二）旋轉(zhuǎn)編碼器程

3、序編制 12（ 三 ） 步 進(jìn) 電 機(jī) 的 控 制 及 程 序 編 制137EqZcWLZNX3.1 指令說明13lzq7IGf02E3.2 PTO/PWM 控制寄存器16zvpgeqJ1hk3.3 主 要 程 序 的 編寫18NrpoJac3v1（四）控制器的法杖方 向18lnowfTG4KI4.1 可 編 程 控 制 器 的 構(gòu) 成 及 工 作 原理19fjnFLDa5Zo4.2 可 編 程 控 制 器 的 特點(diǎn)20tfnNhnE6e54.3 可 編 程 控 制 器 的 主 要 功能20HbmVN777sL4.4 電動(dòng)機(jī)的介紹與選擇21V7l4jRB8Hs4.5 變頻器的介紹與選擇2483

4、lcPA59W94.6 接觸器的介紹與選擇25mZkklkzaaP4.7 目 標(biāo) 料 倉 號(hào) 及 倉 位 號(hào) 的 設(shè)置26AVktR43bpw五、操作模式和過 程27ORjBnOwcEd（一）機(jī)械手操作模式和過 程272MiJTy0dTT結(jié)論與展 望29gIiSpiue7A參考文 獻(xiàn)30uEh0U1Yfmh附31IAg9qLsgBX致謝39WwghWvVhPE、緒論（一）課題的目的和意義隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展， 以及經(jīng)濟(jì)全球化的趨勢(shì)愈發(fā)明顯， 物流產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平直接影 響到了企業(yè)自身發(fā)展?fàn)顩r， 而貨物倉儲(chǔ)又是物流產(chǎn)業(yè)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)， 當(dāng)前我國倉儲(chǔ)事業(yè)發(fā)展 水平良莠不齊，大部分倉庫依然依靠人工管

5、理、搬運(yùn) , 因此搬運(yùn)效率過低，直接影響物資的流 通。我設(shè)計(jì)的立體倉儲(chǔ)電控系統(tǒng)主要運(yùn)用 PLC可編程控制器控制貨物的搬運(yùn)和倉儲(chǔ)，同時(shí)，在 系統(tǒng)中還運(yùn)用了傳感器元件，用來檢測(cè)貨物位置等，并將檢測(cè)到的信號(hào)傳遞到PLC中，在這期間機(jī)械手同時(shí)工作，最終機(jī)械手按PLC中預(yù)先編排的指令將貨物放入不同的倉庫中。本人認(rèn)為該系統(tǒng)的自動(dòng)化程度較高， 同時(shí)存取貨物較合理，能夠有效的提高貨物倉取能力， 同時(shí)由于采 用了機(jī)械手，該系統(tǒng)同樣能夠較大程度的降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率。 asfpsfpi4k（二）課題的研究領(lǐng)域從該系統(tǒng)的配件方面看，它包括了許多工業(yè)元器件，如PLC可編程控制器、步進(jìn)電機(jī)、直流無刷電機(jī)、旋

6、轉(zhuǎn)編碼器精確定位等技術(shù)。從中可以看出該課題的研究領(lǐng)域主要包括：步進(jìn)電 機(jī)控制技術(shù)、直流無刷電機(jī)控制技術(shù)、檢測(cè)回饋技術(shù)、貨物精確定位技術(shù)等。 ooeyYZTjj1由于可編程控制器（PLQ是專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，具有 抗干擾能力強(qiáng)、可靠性極高、體積小等顯著優(yōu)點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制裝置。因此在 設(shè)計(jì)貨物分揀以及倉儲(chǔ)系統(tǒng)時(shí)，PLC可編程控制器無疑起到了關(guān)鍵的作用，通過 PLC可編程控 制器的控制 , 我們可以提高系統(tǒng)的可靠性，而且由于其具有較高的抗干擾能力，因此使用 PLC 可編程控制器是實(shí)現(xiàn)該機(jī)電一體化設(shè)備的理想控制裝置。而這一通過PLC可編程控制器為核心器件設(shè)計(jì)的

7、貨物分揀及倉儲(chǔ)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，對(duì)于物流、倉儲(chǔ)等領(lǐng)域也具有較高的參考價(jià)值。 BkeGuInkxI步進(jìn)電機(jī)是數(shù)字控制系統(tǒng)中的執(zhí)行電動(dòng)機(jī)， 當(dāng)系統(tǒng)將一個(gè)電脈沖信號(hào)加到步進(jìn)電機(jī)定子繞 組時(shí)，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)一步，當(dāng)電脈沖按某一相序加到電動(dòng)機(jī)時(shí)， 轉(zhuǎn)子沿某一方向轉(zhuǎn)動(dòng)的步數(shù)等于電 脈沖個(gè)數(shù)。因此，改變輸入脈沖的數(shù)目就能控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子機(jī)械位移的大?。桓淖冚斎朊} 沖的通電相序，就能控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子機(jī)械位移的方向，實(shí)現(xiàn)位置的控制。當(dāng)電脈沖按某一 相序連續(xù)加到步進(jìn)電動(dòng)機(jī)時(shí)， 轉(zhuǎn)子以正比于電脈沖頻率的轉(zhuǎn)速沿某一方向旋轉(zhuǎn)。因此，改變電 脈沖的頻率大小和通電相序， 就能控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向， 實(shí)現(xiàn)寬廣范圍內(nèi)速度的無

8、級(jí) 平滑控制。 PgdO0sRlMo無刷直流電機(jī)是同步電機(jī)的一種， 也就是說電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速受電機(jī)定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度及 轉(zhuǎn)子極數(shù)（P）影響：N=120. f / P。在轉(zhuǎn)子極數(shù)固定情況下，改變定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的頻率就可 以改變轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。直流無刷電機(jī)即是將同步電機(jī)加上電子式控制（驅(qū)動(dòng)器） ，控制定子旋轉(zhuǎn) 磁場(chǎng)的頻率并將電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速回授至控制中心反復(fù)校正，以期達(dá)到接近直流電機(jī)特性的方 式。也就是說直流無刷電機(jī)能夠在額定負(fù)載范圍內(nèi)當(dāng)負(fù)載變化時(shí)仍可以控制電機(jī)轉(zhuǎn)子維持一定 的轉(zhuǎn)速。 3cdXwckm15傳感器的檢測(cè)技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)中起了至關(guān)重要的作用， 尤其是在自動(dòng)化流水線上， 它可以 取代人眼的作用，來辨

9、別貨物的位置，同時(shí)諸如光電開關(guān)、壓力傳感器等傳感元器件同樣也能 判斷貨物是否到位，以進(jìn)行下一步工作。 h8c52WOngM二、立體倉庫系統(tǒng)各單元結(jié)構(gòu)及其工作原理一）立體倉庫系統(tǒng)單元結(jié)構(gòu)圖TVT 4000E立體倉庫系統(tǒng)單元結(jié)構(gòu)圖如圖2-1所示立體倉庫系統(tǒng)單元結(jié)構(gòu)圖圖2-1（二）立體倉儲(chǔ)庫立體倉儲(chǔ)庫由25個(gè)倉儲(chǔ)位組成，每個(gè)倉儲(chǔ)位都裝有檢測(cè)傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控貨物的有無，此立體倉儲(chǔ)庫包含原材料區(qū)、成品區(qū)和廢品區(qū)可以通過程序控制，也可通過用戶的需求自己編寫程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)貨物在立體倉儲(chǔ)庫內(nèi)的自由存取，如圖2-2所示。v4bdyGious54321廠廠10ge7J.L1 1J 11 L1L1514131211 1-11Jl L20岡18171 1J11 1ri2524232221II1 11 11 1 1成品倉(1-2-5)(1-2-6)(1-2-4)(1-2-3)(1-2-2)(1-2-1)(1-2-7)(1-2-8)圖2-2立體倉儲(chǔ)庫結(jié)構(gòu)圖（三）Z軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)由夾緊氣缸（1-2-1 ）、旋轉(zhuǎn)臂（1-2-2 ）、旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)（1-2-3 ）、推力軸承（1-2-4 ）、導(dǎo) 軌（1-2-5 ）、Z軸步進(jìn)電機(jī)（1-2-6 ）、滾珠絲杠（1-2-7 ）、型材立柱（1-2-8 ）等組成。Z軸運(yùn) 動(dòng)機(jī)構(gòu)（1-2 ）主要是實(shí)現(xiàn)貨物的自動(dòng)存取，如圖 2-3所示。J0bm4qMpJ91,11匚卜I二 L.a圖