最新双立柱巷道式堆垛机的传动设计

双立柱巷道堆垛机的设计（The design of the Double Maststacker machine）学生姓名学号所在学院班级所在专业申请学位工学学士指导教师职称副指导教职称答辩时间目录摘要………………………………………………………………………………………...错误!未定义书签。

INTRODUCTION ....................................... 错误!未定义书签。

第一章绪论...................................... 错误!未定义书签。

1.研究背景及内容................................. 错误!未定义书签。

概述........................................... 错误!未定义书签。

有轨巷道堆垛机的类型............................. 错误!未定义书签。

双立柱巷道堆垛机 ............................... 错误!未定义书签。

巷道堆垛机的特点 ............................... 错误!未定义书签。

设计的目的和意义 ............................... 错误!未定义书签。

设计内容及要求 ................................. 错误!未定义书签。

设计参数....................................... 错误!未定义书签。

堆垛机的结构设计概述............................. 错误!未定义书签。

堆垛机的结构的组成与形式 ....................... 错误!未定义书签。

堆垛机提升机构的设计计算 ......................... 错误!未定义书签。

摘要在现代的物流仓储系统中，自动化立体仓库应用日益广泛。

而堆垛机性能的优劣，对整个立体库的正常运行起着重要的作用。

本文主要内容通过对堆垛机作业流程的分析，提出了立体仓库电气控制系统的总体设计方案。

利用工业控制计算机作为调度、管理、监控主机，利用可编程逻辑控制器(PLC)作为堆垛机的运动控制器件，根据系统需要进行了PLC模块、电机及电机驱动器的选型，并给出了系统供电原理图以及部分设备接线图。

本文详细阐述了本控制系统的设计思想，以及整个系统的硬件实现和软件设计。

本文首先对自动化立体仓库系统做了系统的介绍。

根据本设计的实际需求，堆垛机为立体仓库系统的主要作业机械，担负着出入库的重要任务。

通过对堆垛机作业流程的分析，提出了自动化立体仓库系统的总体控制方案。

本系统利用计算机作为监控主机，采用可编程逻辑控制器PLC作为堆垛机运行的控制器件。

采用激光测距技术和变频调速技术相结合的方式实现对堆垛机运行的高精度的定位控制和速度控制。

在软件设计方，本系统釆用模块化的程序设计方法，利用西门子公司的编程软件Step7编制PLC程序，使本系统实现货物出入库的自动和手动控制。

对自动化立体仓库系统的PLC程序设计，进行模块化程序设计及I/O 分配及模块建立提高执行效率。

关键词：堆垛机；PLC；电气控制IAbstractIn the modern logistics warehousing system, automated stereoscopic warehouse application is becoming more and more widely. And the performance of stacker, for the normal operation of the entire three-dimensional library plays an important role.Main content in this paper, by analyzing the working flow of stacker, put forward the warehouse's overall design scheme of electric control system. Using industrial control computer as the scheduling, management, monitoring the host, the use of programmable logic controller (PLC) as the movement of the stacker control device, according to the requirements of the system has carried on the PLC module, motor and drive selection, and gives the principle diagram of the system of power supply wiring diagram and some of the equipment.This paper expounds the design idea of this control system, and the implementation of the whole system hardware and software design. This article first made system for automatic stereo warehouse system is introduced. According to the actual needs of the design, stacker for stereo warehouse system main operating machinery, loading and unloading of shoulder the important task. Through analyzing the working flow of stacker, the paper puts forward the overall control scheme of the automatic stereo warehouse system. This system USES computer as a monitoring host, USES the programmable logic controller PLC as the control device stacking the chance. Using laser ranging technology and frequency conversion speed regulation technology of combining the way of stacking chance the high precision positioning control and speed control. In the software design, this system adopt modularization program design method, using the Siemens Step7 programming software of PLC program, make the system achieve the automatic and manual control directly. PLC program design of automated multi-layered storehouse system, carries on the modular program design and allocation and I/O module to establish improve the execution efficiency.Key words:stracker;PLC;Electrical controlII目录摘要 (I)Abstract...................................................................................................................... I I 1绪论 (1)1.1设计的背景及国内外设计现状 (1)1.1.1 设计背景 (1)1.1.2 堆垛机系统在国内外的设计现状 (1)1.2 本课题设计目的及设计意义 (2)1.2.1目的： (2)1.2.2意义： (3)2 堆垛机系统的方案设计 (4)2.1自动化立体仓库系统概述 (4)2.1.1 堆垛机的分类 (4)2.1.2 堆垛机的组成 (4)2.2堆垛机作业流程分析 (6)2.2.1系统总体控制结构 (7)3自动化立体仓库控制系统设计 (9)3.1 PLC简介 (9)3.1.1 PLC的定义 (9)3.2硬件选型 (9)3.2.1 PLC的选型及模块的选择 (9)3.2.2输入输出点分配 (12)3.2.3堆垛机控制系统PLC外部电路设计 (9)3.2.4电机及其驱动器的选择 (12)3.3电控系统总体结构 (12)3.4堆垛机运行系统的位置控制 (14)3.4.1认址方式选择 (14)3.4.2激光测距技术及原理 (16)3.4.3激光测距传感器选型 (17)3.5 光电开关 (199)3.6堆垛机运行系统的速度控制 (199)3.6.1变频器的选型 (20)3.6.2变频调速技术概况 (20)3.6.3堆垛机运行速度的闭环控制 (21)3.7检测传感器的选择 (22)3.7.1货架有无货物检测 (22)3.7.2货物位置检测 (23)3.8堆垛机的定位控制方案 (24)4 PLC程序设计 (25)4.1 PLC的工作原理 (25)4.2 PLC的编程软件和编程语言 (25)4.2.1编程软件 (25)4.2.2编程语言 (26)4.3自动化立体仓库系统的PLC程序设计 (26)4.3.1模块化的程序设计 (26)4.4功能划分及主要模块流程图 (27)4.4.1主要功能模块程序流程 (28)4.5自动方式下的堆垛机运行控制 (32)4.5.1列向运行PLC程序实现 (33)4.5.2行向运行PLC程序实现 (35)4.5.3货叉伸缩控制PLC程序实现 (36)5结论 (39)致谢 (40)参考文献 (41)附录A译文 (41)附录B外文文献 (41)辽宁工程技术大学毕业设计（论文）1绪论自动化立体仓库是物料搬运、仓储科学的一门综合科学技术工程。

双铝合金双立柱堆垛机结构设计
其次，在双立柱堆垛机的结构设计中，需要考虑到运动系统的设计。

这包括双立柱的运动轨迹、传动系统、导向装置等方面。

双立柱堆垛机通常需要在垂直方向上进行精确的定位和移动，因此运动系统的设计需要具有高精度、低噪音和稳定性。

另外，安全性是双立柱堆垛机结构设计中至关重要的一点。

设计时需要考虑到防护装置、紧急停止装置、限位装置等安全措施，以确保在堆垛机运行过程中能够及时发现并避免意外情况发生，保障操作人员和设备的安全。

此外，双立柱堆垛机的结构设计还需要考虑到维护保养的便利性。

合理的结构设计能够使得设备的维护保养更加方便快捷，降低维护成本，延长设备的使用寿命。

总的来说，双铝合金双立柱堆垛机结构设计需要综合考虑承重能力、运动系统、安全性和维护保养便利性等多个方面，以确保设备的性能稳定、安全可靠，并且具有较长的使用寿命。

摘要这篇文章阐述了大多数现代企业常用的两门式堆垛机设计方案。

本文主要介绍了升降机构的设计，货叉伸缩机构的设计以及安全机构和控制部分的简单选型和计算，包括电机，减速器和齿轮的选择。

机架的计算，滚筒的计算，轴的检查，电气原理图的配备等。

先是提议出了每一个组织的整体设计计划。

然后就是对每个组织的压力情况实行了具体的阐明以及计算放方便推断出最开始的值，最后就开始进行详细的测试来判断实际要求的值。

关键词：升降机构；货叉伸缩机构；双立柱堆垛机AbstractThis article discusses in detail the design of the double-pillar stacker that is commonly used in most modern enterprises. The article focuses on the design of its two components: the lifting mechanism, the fork telescoping mechanism, and the safety mechanism and control part. The simple selection and calculationIncluding the use of electric motors and speed reducers, estimation of gears and racks, estimation of reels, detailed inspection of shaftsIncluding the use of electric motors and speed reducers, estimation of gears and racks, estimation of reels, detailed inspection of shafts and the configuration of electrical schematics. First proposes an overall design plan for each organization. Then, the specific clarification of the pressure situation of each organization and the calculation of the convenience of inferring the initial value, and finally began to conduct detailed tests to determine the actual requirements of the value.Keywords: lifting mechanism; fork retractable mechanism; automated warehouse目录摘要 (1)ABSTRACT (2)目录 (3)第一章绪论 (5)1.1课题研究目的和意义 (5)1.1.1开发双门式堆垛机的需要性 (5)1．2国内外研究现状和发展趋势 (6)1.2.1国内外研究现状 (6)1.2.2发展趋势 (7)1．3课题研究的主要内容 (8)1.3.1设计内容 (8)1.3.2设计要求 (8)第二章总体方案确定 (9)2.1引言 (9)2.2设计任务 (9)2.3功能分析 (10)2.3.1双门式堆垛机重要的功能分析 (10)2.3.2双门式堆垛机关键环节以及重要技术 (11)2．4总体方案确定 (11)2.4.1总体布局方案 (12)2.4.2提升机构部件结构方案 (13)2.4.3方案对环境与安全的影响 (13)第三章堆垛机提升机构的设计计算 (15)3.1行走机构的详细设计 (15)3.1.1行走机构分析与计算 (15)3.2堆垛机机架的选择设计 (18)3.3堆垛机货叉的详细设计 (18)第四章电动机的选择与计算 (20)4.1电动机类型与功率的选择 (20)4.2电动机转速与型号的选择 (21)第五章控制系统设计 (23)5.1位置检测方式 (23)5.2控制的相关设计 (23)5.2.1控制总框图设计 (23)5.2.2安全检测程序设计 (24)第六章堆垛机机架设计计算 ............................................................... 错误!未定义书签。

摘要随着计算机信息技术的发展，现代企业生产规模的不断扩大和竞争的日益加剧，市场对企业物流系统提出了新的要求，自动化立体仓库越来越受到关注并得到广泛应用。

堆垛机是立体仓库的关键起重，搬运设备。

本文论述了自动化立体仓库中堆垛机控制系统的原理，结构和特点，介绍堆垛机的控制系统的设计，以及堆垛机的速度控制和精确定位方法。

针对立体仓库的存取特点，对堆垛机的硬件部分进行设备选型与参数计算，设计出电气原理图。

并给出了PLC控制程序梯形图。

关键词：堆垛机；PLC；控制系统AbstractWith the development of computer information technology , increasingly expanding of modern enterprise production scale and more fierce market competition , new requirements of enterprise logistics by market are emerging , and automated high-rise warehouses gains more attention and have been used widely , SRM is the most important conveying and lifting equipment in automated high-rise warehouse .This paper introduces the control of the SRM that is used in an automated space warehouse. In view of the store and fetch characteristic in the Automated High-rise Storage .The paper had carried on the equipment selection and the parameter computation on the hardware of Storage and Retrieval Machine ,had drawn the electrical principle diagram. The design of control system for SRM is discussed .The program of the PLC is also given.KEY WORDS: SRM PLC technology control system目录1 绪论 (3)1.1自动化立体仓库系统概述 (4)1.1.1 堆垛机的分类 (4)1.1.2 堆垛机的组成 (4)1.2 课题的背景及国内外研究现状 (6)1.2.1 课题背景 (6)1.2.2 堆垛机系统在国内外的研究状况 (6)1.3 本课题的研究目的及主要研究内容 (7)2 堆垛机系统的方案设计 (7)2.1 堆垛机系统 (8)2.2堆垛机控制系统的功能要求 (9)2.3堆垛机的速度控制方案 (10)2.3.1变频调速技术的优点 (10)2.3.2变频器的基本结构 (11)2.3.3 变频调速的工作原理 (11)2.4系统主控制器的选择方案设计 (12)2.4.1 PLC简介 (12)2.4.2 PLC各部分功能 (14)2.5 堆垛机的定位控制方案 (15)2.6 本章小结 (15)3 系统硬件设计 (17)3.1 堆垛机控制系统结构 (17)3.2 电动机的选型 (18)3.3 变频器的选型 (19)3.3.1 VS-616G5型变频器的特点 (19)3.3.2 VS-616G5型变频器的标准规格 (19)3.3.3 VS-616G5型变频器的端子配备 (19)3.3.4 变频器的容量计算 (21)3.3.5 PG速度控制卡的选择 (22)3.3.6变频器制动电阻参数的计算 (23)3.4 PLC的选型 (23)3.4.1 FX-2N系列PLC的特点 (23)3.4.2机型的配置 (24)3.5 堆垛机控制系统其它主要硬件的选取 (24)3.5.1旋转编码器 (24)3.5.2 光电开关 (25)3.5.3 电磁闸 (25)3.5.4 断路器、接触器 (26)3.6 堆垛机控制系统的电气原理图 (26)4 堆垛机控制系统软件设计 (27)4.1 程序设计软件 (27)4.2 机型的配置及I/O点数的分配 (28)4.3 堆垛机控制系统程序设计 (29)结论 (36)致谢 (37)附录 (39)附录1 (39)附录2................................................... 错误!未定义书签。

1 绪论1.1 本课题研究的背景及意义我国现在正处于工业化、城市化发展的高速期，未来一段时间内，土地资源和劳动力资源将会成为制约企业发展的瓶颈，鉴于此，建造立体仓库是未来企业发展趋势，自动化立体仓库是现代物流中的重要组成部分，是实现物流系统合理化的关键。

它具有空间利用率高，便于实现自动化管理，实时自动结算库存货物种类和数量等许多优点，对加快物流速度、提高劳动生产率、降低生产成本很重要，已开始应用于汽车、电子、医药、烟草、建材、邮电等许多行业。

堆垛机是自动化立体仓库中最重要的搬运、起重、堆垛设备，对立体仓库的出入库效率有决定性影响，是立体仓库能否达到设计要求的关键设备之一。

而我国在堆垛机制造技术上和世界发达国家有很大差距，鉴于我国未来物流业发展的广阔空间，堆垛机技术落后必将成为限制我国自动化立体仓库发展的瓶颈，使我国在国际物流业竞争中处于不利地位。

鉴于以上因素，发展堆垛机技术有积极意义。

1.2 有轨巷道堆垛机的发展现状有轨巷道堆垛起重机是随着立体仓库的出现而发展起来的专用起重机，通常简称为堆垛机。

其主要用途是在高层货架仓库的巷道内沿轨道运行，将位于巷道口的货物存入货格，或者相反，取出货格内的货物运送到巷道口，完成出入库作业。

20世纪70年代初期，我国开始研究采用巷道式堆垛机的立体仓库，1980年我国第一座自动化立体仓库在北京汽车制造厂投产，从此自动化立体仓库在我国得到了迅速发展。

据不完全统计，到目前已建成三百余座。

堆垛机做为立体仓库中最重要的起重运输设备，也得到了较快的发展。

早期的堆垛机是在桥式起重机的起重小车上悬挂一个门架，利用货叉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。

1960年左右在美国出现了巷道堆垛机，这种堆垛机是在地面的导轨上行走，利用货架上部的导轨防止倾倒。

随着立体仓库的发展，巷道堆垛机逐渐替代了桥式堆垛机。

随着计算机控制技术和自动化立体仓库的发展，堆垛机的应用越来越广泛，技术性能越来越好，高度也在不断增加，到1970年实现了由货架支承的高度为40米的堆垛机。

摘要随着世界经济的持续发展和科学技术的突飞猛进，现代物流作为现代经济的重要组成部分和工业化进程中最为经济合理的综合服务模式，正在全球范围内得以迅速发展。

自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自动地存储和取出物流的系统。

它是现代工业社会发展的高科技产物，对提高生产率、降低成本有着重要意义。

本文以设计了一台能在仓库中运输、堆取货物的机械设备——双立柱式巷道堆垛起重机，并着重分析了其升降机构、伸叉机构、行走机构等机构的工作原理，并对各机构进行分析设计、选取与尺寸计算。

内容包括：总体运动方案设计和结构分析、起升机构的设计、伸叉机构设计、行走机构设计、机体支架设计及其他装置设计等内容。

各机构以电机的选取入手，通过对钢丝绳、卷筒、链轮链条、皮带轮皮带的工作性能的分析设计计算与选取，从而设计合适的双立柱式巷道堆垛机起重机的机架，进而设计一台性能完备的双立柱式巷道堆垛起重机。

关键词：双立柱；自动化仓库；巷道；物流；堆垛起重机；设计ABSTRACTAlong with continuously develop of the science technology and world economy, modern logistics which are an important part in the modern economy and a most economic reasonable comprehensive service mode in the process of industrialization, develops quickly in the global scope. Automated three-dimensional storehouse as an important composition part in logistics, is one kind of multilayered depositing cargo high structure warehouse systems. It dose not directly carries on the manual intervention in the situation automatically to save and to take out the system which the thing flows. It is the high tech product out of the development of modern industry society, which have the vital significance to enhance the productivity and reduce the cost.This paper is taking designing a machine named double pillar alley Stacking Crane of engaging in piling things or transportation in storehouse. It analyses it’s hoisting mechanism, stretch fork mechanism , walk mechanism, working principle, and it’s aimed at each mechanism to design, select , and size’s calculate of double post alley stacking crane. Overall sport scheme’s design and analyze of structure, the design of hoisting mechanism , stretch fork’s mechanism design , walk mechanism’s design, organism frame design and other installation designs. Each mechanism with generator select to start, through calculating and selecting of the character of service of wire rope, reel, sprocket chain and the ship leather belt of leather belt to analyze and design, so to design the suitable frame of double pillar alley stacking crane, and then to design a double pillar alley stacker of complete natural capacityKeyword: Double Pillar; Automated Three-dimensional Storehouse; Alley; Logistics;Stacking Crane; Design第1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。

双立柱式堆垛机的设计与加工研究摘要：现代堆垛机正朝着多样化、高速化和高层化的方向发展。

为了适应这种发展趋势，越来越多的企业更倾向于采用双立柱结构的堆垛机。

双立柱结构更适用于大尺寸货物、大砘位、高速运行、高度在15米以上的立体库中。

文中通过对一种双立柱式堆垛机结构进行传统力学计算研究与有限元分析以及对试验数据进行分析对比，探索了一种双立柱式堆垛机的结构分析方法，为双立柱堆垛机的设计提供了参考。

关键词：双立柱堆垛机；水平运行噪音；框架变形量；引言：巷道堆垛机作为自动化立体仓库不可或缺的搬运主机，其整体性能的优劣直接影响着自动化立体仓库的运行性能。

双立柱堆垛机以其强度好、刚度大以及适用场合多等优点越来越多的应用于仓储工程。

堆垛机主体框架结构是堆垛机的主要受力部件，本文以某规格的双立柱堆垛机主体框架结构为研究对象，通过对其结构的力学分析，并结合有限元分析结果及现场试验数据进行分析对比，说明力学分析方法的合理性。

1.设计阶段1.1 堆垛机的构成一台龙门框架式堆垛机主要由以下几大部分组成∶堆垛机主体框架机构、驱动机构、载货台机构、货叉机构、导轨及其它附件等。

其中堆垛机主体框架机构是由左立柱，右立柱（如果高度在12米以上，各立柱还会采用法兰联接方式加长，会分为左上立柱、左下立柱、右上立柱、右下立柱等），下横梁、上横梁组成，各组件之间采用高强度螺栓与法兰方式进行联接，形成一个矩形的堆垛机主体框架结构[1]。

为便于说明如何控制堆垛机的堆垛机主体框架的变形量，先介绍堆垛机的大体结构。

如下图 1所示∶图 1 堆垛机的大体结构下部由两个行走轮在地轨上行走与导向，堆垛机上部则由导轮与安装在货架上的天轨来导向。

堆垛机通过在巷道前后行走（X轴方向）与载货台在堆垛机主体框架间的上下升降（Y轴方向），再加上货叉的伸缩运行（Z轴方向），而实现对两侧货架上的托盘货物取放，并与库端的输送机配合，达到货物出入库的目的。

由上图的结构示意图可知，行走轮在地轨上运行、载货台在框架内升降是否平稳流畅，框架形变是否在控制范围，直接关系到货叉把货物送到货架上时位置是否正确、设备运行的噪音与寿命是否在设计范围等。

双立柱巷道堆垛机的设计（The design of the Double Maststacker machine）学生姓名学号所在学院班级所在专业申请学位工学学士指导教师职称副指导教职称答辩时间目录摘要 (3)INTRODUCTION (4)第一章绪论 (5)1.研究背景及内容 (5)1.1概述 (5)1.2有轨巷道堆垛机的类型 (6)1.2.1双立柱巷道堆垛机 (6)1.2.2巷道堆垛机的特点 (6)1.2.3设计的目的和意义 (7)1.2.4设计内容及要求 (7)1.2.5设计参数 (8)1.3堆垛机的结构设计概述 (8)1.3.1堆垛机的结构的组成与形式 (8)1.4堆垛机提升机构的设计计算 (10)1.4.1堆垛机钢丝绳设计计算 (10)1.4.2钢丝绳直径的确定 (10)1.4.3堆垛机卷筒计算 (11)1.4.4堆垛机滑轮设计计算 (14)1.4.4滑轮的尺寸确定 (14)1.4.5堆垛机电机选取 (18)1.4.6堆垛机电机联轴器的设计 (18)第二章堆垛机门架的设计计算 (21)2.1门架结构特点 (21)2.2门架的弯矩和挠度 (21)2.3水平载荷产生的弯距 (22)2.4由行走车轮的反力产生的弯距 (25)2.5有叉取作业产生的弯矩 (27)2.6设计数据计算校核 (27)2.6.1 框架结构的设计数据 (27)2.6.2水平载荷作用下各部分产生的弯矩计算 (28)2.6.3行走轮的作用下产生的弯矩计算 (29)2.6.4结构构件的弯曲应力 (29)第三章控制系统设计 (30)3.1位置检测方式 (30)3.2控制的相关设计 (30)3.2.1控制总框图设计 (30)3.2.2安全检测程序设计 (31)3.2.3入库程序设计 (32)3.2.4出库流程设计 (34)第四章堆垛机安全机构 (35)结论 (36)致谢. (37)参考文献 (38)摘要随着现代信息科技的发展，现代物流对仓库的要求越来越高。

哈尔滨理工大学学士学位论文自动化立体仓库双轨道堆垛机控制系统设计摘要在现代的物流仓储系统中，自动化立体仓库应用日益广泛。

而堆垛机是立体仓库的关键组成部分，堆垛机性能的优劣对整个立体仓库的运行起到至关重要的作用，所以设计与开发自动化程度较高的堆垛机控制系统成为当前立体仓库的发展趋势，开展与此有关的研究具有重要的理论和应用价值。

对提高生产率、降低成本有着重要意义。

近些年来，越来越多的企业在企业生产与管理的不断提高中慢慢的认识到物流系统的改善与合理性对企业的发展非常重要。

在自动化立体仓库中堆垛机是非常重要的起重堆垛设备，它能够在自动化立体的巷道中来回穿梭运行，将位于巷道口的货物存入货格；或者相反取出货格内的货物运送到巷道口。

本设计详细论述了双轨道堆垛机控制系统设计的方案。

设计的重点放在三个部分：升降机构、行走机构、货叉伸缩机构的PLC控制上。

首先，我们提出了各个机构的总体设计方案以及其在系统运行中的相关原理；其次，在整个控制系统中我们以三菱FX2N系列PLC作为核心控制元件，从而对变频器进行速度控制，通过认址挡板和计数器来实现在取货和存货中对各个货格地址的认定，当PLC接受到键盘输入的命令后，则开始进行相应的工作，以完成货物的存取功能；最后，为了保证整个控制系统运行的稳定性和可靠性，我们还采用了限位开关对其进行限位保护。

关键词可编程控制器；堆垛机；变频器；认址- I -哈尔滨理工大学学士学位论文The Control System Design of Double Track Stacker in Automatic Stereoscopic WarehouseAbstractIn modern logistics warehousing systems, automated storage is increasingly widespread. Hay stackers are the key equipment, Performance of the stacker plays an important role. Design and Development of a higher degree of automation Stacker Control System become Warehouse trend of development, Therefore related research has important theory and application value. To improve productivity, reduce costs of great significance.In recent years, more and more enterprises release that it is very important to improve the rationality of the development of enterprises in enterprise production and management which continue to improve slowly. stacking crane is a very important lifting and stacking apparatus in stereoscopic warehouse, it can tunnel back and forth on automatic three-dimensional, it can deposited the goods in the prices of goods which located in the lane crossing; or take out the goods from shelf delivery to the roadway crossing.This design was discussed the system design program in detail which in most enterprises generally use about stacking crane. Our design focus on three parts: elevating mechanism, running mechanism, fork telescoping mechanism control. First, we put forward the overall design scheme of every organization and its operation theory in the system; secondly, we select and design the hardware about this system ,including indeed the searching address system, the mode selection of PLC ,the mode selection of frequency transformer, the selection of motor and the way of selection about how to control the frequency transformer by PLC. we use Mitsubishi FX2N series PLC as the core control element in the whole control system, and we can make speed control to a frequency transformer, we can get the realization of the collection and inventory of all goods cell by addressing baffle and counter, when PLC receive keyboard input command, begin corresponding work, in order to complete the- II -哈尔滨理工大学学士学位论文procedure of stacking crane and mode selection of hardware on this control system we have designed flow chart about three-direction motion of stacking crane, deposited and take out the goods, addressing confirm and speed control and then we have designed the process of this control system.Keywords programmable control; stacker; frequency transformer; addressing confirm- III -哈尔滨理工大学学士学位论文目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 自动化立体仓库的定义 (1)1.2 自动化立体仓库的特点 (1)1.3 堆垛机的发展及其研究现状 (2)1.4 本课程的研究目标及内容 (2)1.4.1 研究目标 (2)1.4.2 研究的内容 (3)第2章堆垛机运行系统机械结构的确定 (4)2.1 堆垛机的结构 (4)2.2 堆垛机的运行功能分析 (4)2.3 行走机构模块 (5)2.4 起升机构模块 (5)2.5 载货台模块 (5)2.5.1 模块的结构 (5)2.5.2 关于载货台的安全保护措施 (5)2.6 载货台保护装置 (6)2.6.1 滑楔式安全防坠器 (6)2.6.2 偏心轮式安全防坠器 (6)2.6.3 销式安全防坠器 (6)2.6.4 安全防坠器总体方案的确定 (6)2.7 货叉机构模块 (7)2.8 本章小结 (7)第3章堆垛机控制系统的硬件设计 (8)3.1 堆垛机的位置检测 (8)3.2 光电传感器 (10)3.3 变频器的选择 (11)3.3.1 变频器的结构及工作原理 (11)3.3.2 变频器的分类 (12)3.3.3 PLC概述 (13)3.3.4 PLC的选型 (14)3.3.5 PLC对变频器的控制 (16)3.3.6 通讯方案的确定 (18)3.3.7 PLC原理图 (19)-哈尔滨理工大学学士学位论文第4章堆垛机控制软件设计 (20)4.1 货架格局 (20)4.2 控制面板 (21)4.3 堆垛机控制流程图 (22)4.3.1 入库控制流程图 (22)4.3.2 出库控制流程图 (23)4.4 I/O分配表 (24)4.5 堆垛机控制系统部分程序分析 (24)4.6 本章小结 (29)结论 (30)致谢 (31)参考文献 (32)附录A (33)附录B (39)附录C (42)-哈尔滨理工大学学士学位论文第1章绪论随着经济全球化和信息技术的迅速发展，企业生产资料的获取与产品营销范围日趋扩大，社会生产、物资流通，商品交易及其管理方式正在并将继续发生深刻的变革。

巷道式堆垛机升降机构的设计摘要：本文介绍了巷道式堆垛机升降机构的计算方法，从柔性件选取、卷筒的选取、电动机选取、减速器选取等几方面对堆垛机升降机构进行计算分析。

关键词：堆垛机；升降机构；钢丝绳巷道式堆垛机是立体仓库的核心物流设备，也是立体仓库中使用最广泛的物料搬运设备，是代表立体仓库特征的标志。

其功能是堆垛机接收计算机指令后，在立体仓库的通道内来回运行，将位于巷道口的货物存入货架的货格，或者取出货格内的货物运送到巷道口，再配以相应的转运、输送设备通过计算机控制实现货物的自动出入库。

巷道式堆垛机按结构形式分为单立柱巷道式堆垛机和双立柱巷道式堆垛机两种。

巷道式堆垛机的升降机构是使载货台垂直运动的机构，主要由电动机、制动件、减速器、卷筒以及相应的柔性件组成。

升降机构的运转是通过减速电机使卷筒转动，将柔性件卷入卷筒，柔性件通过机架立柱顶部的定滑轮与载货台相连，因此柔性件牵引载货台上升，当到达指定的货位位置时，制动器动作，使载货台平稳、准确的停住。

1、柔性件的选取柔性件分为链条和钢丝绳两种。

链条传动的优点是承载能力大，但是自重大，有可能突然断裂、安全性差；而钢丝绳的特点是承载能力大、自重轻、能承受较大的冲击、高速运转时工作平稳、无噪音等特点，所以设计中常选用钢丝绳作为升降机构的柔性件。

2、卷筒的选取卷筒分为单层卷绕卷筒和多层卷绕卷筒两种。

单层卷绕卷筒表面通常切有螺旋形绳槽，钢丝绳依次排列其内，绳槽节距比钢丝绳直径稍大，绳槽半径比钢丝绳半径梢大，这样增加了钢丝绳与卷筒的接触面积，防止卷绕过程中相邻钢丝绳间的相互摩擦，从而可以延长钢丝绳的使用寿命，但当起升重物量增加，需要较长的钢丝绳时，卷筒的长度和直径都将有所增加。

多层卷绕卷筒虽可以减少卷筒的长度，但由于钢丝绳所受的挤压力大，相互摩擦力大，使钢丝绳的寿命降低。

此外，如果卷筒卷速不变，由于钢丝绳每层卷绕半径不等，钢丝绳的卷绕速度或作用卷筒上的外力矩就随卷绕层数变化，运转起来不平稳，设计中常选用齿轮连接盘式的单层卷绕单联卷筒。

巷道堆垛机无锡中鼎巷道堆垛机说明巷道式堆垛机是自动化立体仓库的主要设备。

它是现代仓储物流系统中迅速发展的一个重要组成部分，具有节省占地面积、人力；作业快捷准确；提高收发效率；降低储运费用等优点。

通常与上位计算机联机组态后组成自动化仓储物流系统。

是连接生产、销售与管理的重要环节。

我公司生产的堆垛机采用德国技术，钢丝绳牵引，有整体（不分段）单立柱（箱型和变截面）和双立柱两种形式。

电机减速器采用德资SEW或诺德（NORD）产品；可编程控制器（PLC）采用西门子（SIEMENS）产品；变频器主要采用法国施耐德产品；红外通信器采用德国倍加福（P+F）或劳易测（LEUZE）产品；激光测距器采用LEUZE或德国史克（SICK）产品；编码器采用SEW或P+F；条码认址器采用LEUZE产品；电器元件全部采用美国霍尼韦尔（HONEYWELL）、德国施迈赛（SCHMERSAL）、欧姆龙（OMRON）等进口品牌产品。

以此确保堆垛机运行的安全性和可靠性。

我公司堆垛机结构的主要特点▲单立柱为整体箱式矩形或变截面结构形式，在立柱两侧一次焊接两条特别的冷拉扁钢导轨（材质16Mn），导轨表面冷作硬化处理，耐磨性好。

焊接中采用了特殊的自动焊接技术，有效解决整体结构的变形。

▲货叉形式为超薄形C型梁体，上、下叉采用40Cr锻件通过15道工序3道热处理精制而成，使得刚性和柔性达到最佳状态，提高了承载能力，降低了下扰度。

与电机的连接应用了可调节摩擦连接器，确保了设备和货物的安全。

▲限速防坠（超速保护）装置是国家“75”攻关项目，具有连续测速、防坠功能。

该装置不依赖于其它动力和电气控制，独立可靠地工作。

当堆垛机的载货台由于某种原因（如钢丝绳断裂，升降电机减速机断轴等），引起载货台失速下坠，该装置立即启动夹紧装置将载货台和货物可靠地锁住在导轨上，同时切断电源，确保设备及货物的安全。

符合《JB5319·2-91有轨巷道堆垛起重机安全规范》的要求。

立体仓库巷道式堆垛机设计立体仓库巷道式堆垛机是一种自动化仓储设备，用于在仓库中储存和取出货物。

该设备具有储存密度高、操作效率高、空间利用率高等优点，广泛用于物流行业和仓储中心。

在设计巷道式堆垛机时，需要考虑以下几个方面：设备结构设计、控制系统设计和安全保护设计。

设备结构设计是巷道式堆垛机设计的核心内容之一、巷道式堆垛机主要由立柱、横梁、垂直升降系统、水平行走系统和货叉等组成。

立柱和横梁构成巷道式堆垛机的主体结构，用于支撑和固定货叉。

垂直升降系统用于控制货叉的垂直升降，可以根据需要进行升降操作。

水平行走系统可以使货叉在巷道内左右移动，实现对货物的取垛和放垛。

货叉是巷道式堆垛机的重要组成部分，用于托盘的搬运和堆垛。

设备结构设计应考虑设备的稳定性和刚度，以确保设备在工作中不发生形变和摇晃。

控制系统设计是巷道式堆垛机设计的另一个重要方面。

控制系统包括主控制器、传感器、执行机构和通信系统等。

主控制器用于控制和监控整个巷道式堆垛机的运行。

传感器可以通过检测设备的状态和位置信息来实现对设备的自动化控制。

执行机构包括电动机、液压装置等，用于控制设备的运动和动作。

通信系统用于与物流管理系统和仓库管理系统进行数据交互。

控制系统设计应考虑设备的稳定性、安全性和可靠性，以确保设备的正常运行。

安全保护设计是巷道式堆垛机设计的重要内容之一、巷道式堆垛机的工作环境狭窄，需要考虑人员的安全和设备的安全。

安全保护设计包括安全围栏、安全门、防撞装置和紧急停止装置等。

安全围栏和安全门用于将巷道式堆垛机与人员隔离，防止人员误入工作区域。

防撞装置用于保护设备免受碰撞和损坏。

紧急停止装置用于在紧急情况下停止设备的运行，确保人员和设备的安全。

安全保护设计应符合相关的安全标准和规范，以确保设备的安全性和运行的可靠性。

综上所述，立体仓库巷道式堆垛机的设计需要考虑设备结构设计、控制系统设计和安全保护设计。

合理的设计可以提高设备的性能和效率，提高物流和仓储的效益。

双立柱巷道堆垛机的设计—目录设计总说明 (I)INTRODUCTION (II)1.3 堆垛机各机构的总体方案设计概述 (3)1.3.1堆垛机的设计要求和技术指标 (3)第二章堆垛机门架的结构设计计算 (7)2.1 门架结构特点 (7)2.2 门架的弯矩和挠度 (7)2.2.1水平载荷产生的弯距 (8)2.2.2由行走车轮的反力产生的弯距 (10)2.2.3有叉取作业产生的弯矩 (12)2.3 设计数据计算校核 (12)2.3.1框架结构的设计数据如下： (12)2.3.2各部分的弯矩 (12)2.3.3结构构件的弯曲应力 (14)第三章堆垛机伸缩货叉机构的设计计算 (15)3.1齿轮齿条直线差动机构工作原理 (15)3.6 货叉相关零件的选取与校核 (21)设计原始数据：载重600kg，伸缩速度20m/min (21)3.6.1伸缩行走轴承的选取校核 (21)3.6.3电动机与联轴器选取与校核 (22)第四章堆垛机行走机构的设计计算 (26)4.2 行走装置的电动机与减速器的选取 (27)鸣谢 (29)设计总说明自动化立体仓库是物流中的重要组成部分，它是在不直接进行人工干预的情况下自动地存储和取出货物的系统。

它是现代工业社会发展的高科技产物，对提高生产率、降低成本有着重要的意义。

堆垛机是自动化立体仓库中最重要的起重堆垛设备，它能够在自动化立体的巷道中来回穿梭运行，将位于巷道口的货物存入货格，或者相反地取出货格内的货物运送到巷道口。

本设计在确定双立柱堆垛机的总体设计方案基础上，重点对货叉伸缩机构和行走机构进行了详细设计。

设计了货叉伸缩机构的结构设计，分析了货叉的受力图，并推导出弯矩挠度公式，设计出货叉的外部结构尺寸，接着又设计校核了货叉内部零件的尺寸，最终设计出了满足条件、灵活、适用、简捷、方便的货叉结构，并选取出适宜的电机、减速器；介绍了堆垛机的行走机构的设计计算，并确定了尺寸及电机、减速器的选取。

双立柱巷道堆垛机的动静态性能分析及结构改进王凌琳;袁庆霓;吕健【摘要】双立柱巷道式堆垛机是自动化立体仓库的重要组成部分,堆垛机运行效率的指标要求在不断提高.将堆垛机的运行加速度大幅提高,能有效提升堆垛机的运行效率,制约堆垛机运行效率的最主要因素是运行过程中机械结构的稳定性.本文运用ANSYS Workbench有限元分析软件对双立柱巷道式堆垛机进行仿真分析,得到堆垛机所受应力和结构变形情况,并通过预应力模态分析得到堆垛机的前6阶固有频率和振型,识别了堆垛机结构的薄软环节.在动静态分析的基础上,以堆垛机自重为衡量标准,对堆垛机提出三种结构改进方案,并通过对比分析,得到综合改进方案.满足了堆垛机强度、刚度及振动要求,提高了堆垛机运行过程的平稳性.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2016(000)009【总页数】5页(P183-187)【关键词】堆垛机;预应力模态分析;动静态分析;结构改进【作者】王凌琳;袁庆霓;吕健【作者单位】贵州大学现代制造技术教育部重点实验室,贵州贵阳550003;贵州大学现代制造技术教育部重点实验室,贵州贵阳550003;贵州大学现代制造技术教育部重点实验室,贵州贵阳550003【正文语种】中文【中图分类】TH16双立柱巷道式堆垛机是自动化立体仓库的重要组成部分，为实现自动化立体仓库的高效运转，必须提高堆垛机的运行加速度［1］。

运行加速度的提高必然会导致所载货物及自身质量构件产生惯性力的增加，破坏原有结构的稳定性，导致结构具有薄弱环节，因此制约堆垛机加速度提高的最主要因素是机械结构的稳定性［2］，其稳定性取决于堆垛机的动静态性能。

对堆垛机进行动静态性能分析及结构改进，为提高堆垛机运行过程的平稳性具有重要意义［3］。

目前，国内外对堆垛机动态性能的探究建立在模态分析的基础上，在掌握堆垛机动静态特性后，对其进行结构改进［4］，但是改进方法往往较为单一，不能针对薄弱环节从多角度提出不同的改进方案，并综合选择最优方案。

本科毕业设计（论文）中期报告毕业设计（论文）题目：立体仓库巷道式堆垛机设计专业：机械设计制造及其自动化一、课题简介1、课题研究任务有轨巷道堆垛机基本功能是在控制系统或人工控制下，按照指令完成对货架内及站台货物的存取和输送。

主要动作描述：有轨巷道堆垛机在货架巷道内运动，可以分解为沿货架巷道轨道行走运动、沿有轨巷道堆垛机立柱或立柱导轨的垂直起升运动和对出入库站台的货物的存取运动。

机械结构可以简单叙述为：在堆垛机的顶部和底部上分别装有一组或两组导向轮，夹持着天轨和地轨(天轨安装于货架上，地轨安装在地面上)，行走电机驱动与地轨接触的行走轮，在天轨和地轨的约束下，堆垛机在巷道内水平行走；系着钢丝绳或链条的载货台，在起升电机的驱动下拉动载货台使其沿立柱或者立柱两侧的导轨完成升降运动；货叉电机驱动一个行程倍增机构，使上叉完成左右存、取货物运动。

三种运动分别在控制系统协调控制下，完成货物的出、入库工作。

为完成有轨巷道堆垛机运动的基本功能，设备必须具备三个方向的驱动和传动功能，需要对设备运行进行有效的控制，有轨巷道堆垛机除了完成货物的存取外，设备安全也是其功能中的重要组成部分。

2、相关参数堆垛机额定起重量：300kg；行走最大速度：；升降最大速度：；货叉速度：；货箱尺寸：长×宽×高＝500×500×500mm；注：宽度方向为货叉叉取方向。

二、课题详细方案设计（一）总体方案：1、为使堆垛机能够准确、快速、安全、搬运货物出入库，必须满足以下设计要求：（1）具备三维运动功能，即堆垛机沿巷道来回运动、载货台垂直运动、货叉沿货架方向双向伸缩；（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分的重量，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]。

2、有轨巷道堆垛机的现有类型及设计选用类型按现行机械行业标准，有轨巷道堆垛机分类方式多种多样，如按支承方式、用途、控制方式、结构、运行轨迹等分类。

（仓库管理）立体仓库巷道式堆垛机设计1 绪论1.1 本课题研究的背景及意义我国现在正处于工业化、城市化发展的高速期，未来一段时间内，土地资源和劳动力资源将会成为制约企业发展的瓶颈，鉴于此，建造立体仓库是未来企业发展趋势，自动化立体仓库是现代物流中的重要组成部分，是实现物流系统合理化的关键。

它具有空间利用率高，便于实现自动化管理，实时自动结算库存货物种类和数量等许多优点，对加快物流速度、提高劳动生产率、降低生产成本很重要，已开始应用于汽车、电子、医药、烟草、建材、邮电等许多行业。

堆垛机是自动化立体仓库中最重要的搬运、起重、堆垛设备，对立体仓库的出入库效率有决定性影响，是立体仓库能否达到设计要求的关键设备之一。

而我国在堆垛机制造技术上和世界发达国家有很大差距，鉴于我国未来物流业发展的广阔空间，堆垛机技术落后必将成为限制我国自动化立体仓库发展的瓶颈，使我国在国际物流业竞争中处于不利地位。

鉴于以上因素，发展堆垛机技术有积极意义。

1.2 有轨巷道堆垛机的发展现状有轨巷道堆垛起重机是随着立体仓库的出现而发展起来的专用起重机，通常简称为堆垛机。

其主要用途是在高层货架仓库的巷道内沿轨道运行，将位于巷道口的货物存入货格，或者相反，取出货格内的货物运送到巷道口，完成出入库作业。

20世纪70年代初期，我国开始研究采用巷道式堆垛机的立体仓库，1980年我国第一座自动化立体仓库在北京汽车制造厂投产，从此自动化立体仓库在我国得到了迅速发展。

据不完全统计，到目前已建成三百余座。

堆垛机做为立体仓库中最重要的起重运输设备，也得到了较快的发展。

早期的堆垛机是在桥式起重机的起重小车上悬挂一个门架，利用货叉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。

1960年左右在美国出现了巷道堆垛机，这种堆垛机是在地面的导轨上行走，利用货架上部的导轨防止倾倒。

随着立体仓库的发展，巷道堆垛机逐渐替代了桥式堆垛机。

随着计算机控制技术和自动化立体仓库的发展，堆垛机的应用越来越广泛，技术性能越来越好，高度也在不断增加，到1970年实现了由货架支承的高度为40米的堆垛机。

目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章绪论 (1)1.1堆垛机简介 (1)1.2堆垛机的发展 (1)1.3有轨巷道式堆垛机 (1)1.3.1 有轨巷道式堆垛机的特点 (1)1.4堆垛机的结构设计综述 (2)1.4.1堆垛机结构的组成和形式 (2)1.4.2堆垛机的自动控制系统总述 (3)1.5研究背景及意义 (3)1.6研究的内容 (4)第2章堆垛机门架的结构设计计算 (5)2.1框架的弯矩和挠度 (5)2.1.1 有叉取作业产生的弯矩 (6)2.2 设计数据计算校核 (6)2.2.1 各部分的弯矩 (7)2.2.2 结构构件的弯曲应力 (8)第3章堆垛机伸缩货叉机构的设计 (9)3.1伸缩货叉的扰度与强度 (9)3.1.1下叉的受力分析: (9)3.1.2 中叉的受力分析 (10)3.1.3 上叉的设计分析 (11)3.2货叉各参数的选择 (12)3.3货叉内部零件的选取与校核 (12)3.3.1 轴承的选取校核 (12)3.3.2 链轮、链条的选取校核 (13)第4章堆垛机行走机构的设计计算 (14)4.1堆垛机走行轮的设计 (14)4.2走行装置的电机、减速器的选取 (14)第5章堆垛机升降机构的设计计算 (16)5.1升降机构零部件的设计计算 (16)5.2升降机构的电机减速器的选取 (16)5.3制动器的制动容量的设计 (16)结论 (17)致谢 (18)参考文献 (19)摘要自动化立体仓库是物流中的重要组成部分，它是在不直接进行人工干预的情况下自动地存储和取出物流的系统。

它是现代工业社会发展的高科技产物，对提高生产率、降低成本有着重要意义。

近年来，随着企业生产与管理的不断提高，越来越多的企业认识到物流系统的改善与合理性对企业的发展非常重要。

堆垛机是自动化立体仓库中最重要的起重堆垛设备，它能够在自动化立体的巷道中来回穿梭运行，将位于巷道口的货物存入货格；或者相反取出货格内的货物运送到巷道口。