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堆垛机的机械结构及控制系统设计研究

作　者: 龚秋生
导　师: 刘文波
学　校: 沈阳理工大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 堆垛机 ANSYS 控制系统 人机界面
分类号: TH246
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


随着近年来物流产业的快速发展，自动化立体仓库应运而生，与之相关的技术装备逐渐成为研究的重点。本文以沈阳理工大学应用技术学院物流中心建设要求为依据，对自动化立体仓库的堆垛机的机械结构和控制系统进行了设计研究。主要包括以下内容：1）对自动化立体仓库和堆垛机的国内外发展现状和发展趋势进行了研究。2）按照物流实验中心的技术要求，确定了堆垛机的性能参数和结构形式，并运用UG三维设计软件进行了详细的设计。3）运用ANSYS分析软件对堆垛机关键零部件进行了静刚度分析和模态分析，并结合分析结果对货叉和机架结构提出了改进设计方案。4）设计确定堆垛机的控制系统，并对控制系统进行了软件设计。5）结合堆垛机的实际控制需求运用MCGS组态软件对人机界面进行了设计。本文设计的堆垛机已经安装调试完毕，整体运行效果良好，满足了学校对堆垛机的性能要求，并且能为各高校和中小型企业建设自动化仓库提供技术参考。

全文目录


摘要  6-7
Abstract  7-11
第1章 绪论  11-18
  1.1 课题研究的背景  11-13
    1.1.1 自动化立体仓库的简介  11
    1.1.2 自动化立体仓库的国内外发展现状  11-12
    1.1.3 自动化立体仓库的发展趋势  12-13
    1.1.4 自动化立体仓库的优越性  13
  1.2 堆垛机的简介及发展现状  13-16
    1.2.1 堆垛机的简介  13-15
    1.2.2 堆垛机的国内外发展现状  15-16
  1.3 课题的目的和意义  16
  1.4 本论文主要研究的内容  16-18
第2章 堆垛机机械结构设计  18-30
  2.1 物流实验中心项目简介  19
  2.2 堆垛机主要技术参数的确定  19-20
  2.3 堆垛机的结构设计方案  20-29
    2.3.1 堆垛机的结构形式选择及组成  21
    2.3.2 水平行走机构  21-22
    2.3.3 货叉部分  22-24
    2.3.4 载货台  24
    2.3.5 提升机构  24-25
    2.3.6 安全防护部分  25-27
    2.3.7 动力系统选择  27-29
  2.4 本章小结  29-30
第3章 堆垛机机械结构的有限元分析  30-46
  3.1 有限元法及 ANSYS 软件介绍  30-33
    3.1.1 有限元思想及其求解过程  30-31
    3.1.2 有限元法的特点  31-32
    3.1.3 ANSYS 软件介绍  32-33
  3.2 堆垛机模型的简化及建模  33-36
  3.3 堆垛机关键部件有限元分析  36-45
    3.3.1 货叉的静力分析及模态分析  36-40
    3.3.2 堆垛机机架的静力分析及模态分析  40-45
  3.4 本章小结  45-46
第4章 控制方案设计  46-62
  4.1 堆垛机整体控制方案设计  46-48
    4.1.1 堆垛机控制方式  46-47
    4.1.2 控制功能分析  47
    4.1.3 控制方案的确定  47-48
  4.2 控制系统关键技术及硬件选型  48-53
    4.2.1 PLC 技术与选型  48-49
    4.2.2 交流变频调速技术及变频器选型  49-51
    4.2.3 交流伺服控制技术及伺服放大器选型  51-53
  4.3 堆垛机速度控制方案  53-57
    4.3.1 速度曲线的分析  53
    4.3.2 速度控制方案的确定及实现  53-57
  4.4 堆垛机位置控制方案  57-60
    4.4.1 货位编码  57
    4.4.2 认址方式  57-58
    4.4.3 位置控制方案的确定  58-60
  4.5 本章小结  60-62
第5章 控制系统实现  62-72
  5.1 控制要求及系统配置  62
  5.2 I/O 口分配方案  62-64
  5.3 硬件电路设计与实现  64-66
  5.4 软件程序设计  66-71
    5.4.1 堆垛机系统的工作流程  66-68
    5.4.2 软件编程及实现  68-71
  5.5 本章小结  71-72
第6章 堆垛机的人机界面的设计  72-77
  6.1 MCGS 软件简介  72-74
  6.2 人机界面的设计  74-76
    6.2.1 控制功能需求设计  74-75
    6.2.2 人机界面的实现  75-76
  6.3 本章小结  76-77
结论与展望  77-78
参考文献  78-81
攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果  81-82
致谢  82-83

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中图分类: > 工业技术 > 机械、仪表工业 > 起重机械与运输机械 > 装卸机械 > 堆垛设备
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