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1、扬州大学机械工程学院 毕业设计（论文）开题报告毕业设计（论文）开题报告学 生 姓 名： 高 尚 学号： 051001607 专 业： 机械设计制造及其自动化 设计（论文）题目: 实验型自动化立体仓库的结构与控制系统设计 指 导 老 师： 魏 孝 斌 2009 年年 4 月月 10 日日1毕业设计（论文）开题报告1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写 2000 字左右的文献综述：文文 献献 综综 述述一、课题的意义和目的一、课题的意义和目的机械制造自动化是人类在长期的社会生产实践中不断追求的主要目标，其技术主要有机械加工自动化技术、物料储运过程自动化技术、装配自动化技术、
2、质量控制自动化技术。在物料储运自动化技术中包含工件储运自动化技术等。随着科学技术和工业生产的飞速发展，现代物流技术领域内出现了一种新型仓储方式自动化立体仓库。它是以高层货架为主体，以成套搬运设备为基础，以计算机控制技术为手段的高效率物流、大容量存储的机电一体化高科技集成系统。它集机械、电子、计算机、通信、网络、传感器和自动控制等多种技术于一体，以搬运机械化、控制自动化、管理微机化、信息网络化为特征，成为现代化物流设计中产品生产与存储的枢纽。自动化立体仓库又称自动化仓库、现代智能库、高层货架仓库等，是近年来国际上迅速发展起来的一种新型仓储设施，是在不直接进行人工干预的情况下能自动存储和取出物料的
3、系统。它主要有高层货架、堆垛机、输送小车、控制计算机、状态检测器等组成，有时还加上信息输入设备如条形码扫描器。自动化立体仓库具有节约用地、减轻劳动强度、消除差错、提高仓储自动化水平及管理水平、提高管理和操作人员素质、降低储运损耗、有效地减少流动资金的积压、提高物流效率等诸多优点。物流是经济发展的命脉，一个国家的物流水平充分反映出来了这个国家的综合实力和市场竞争力。在物流学说的研究领域中，工业企业物流一直是被关注的焦点。国内外各个行业采用自动化仓库的情况己经充分证明，使用自动化立体仓库能够产生巨大的社会效益和经济效益。在货物流通领域中采用自动化仓库技术，也将获得巨大的经济效益。本设计“实验型自动
4、化立体仓库的结构与控制系统设计” ，通过了解自动化立2体仓库的基本结构与工作原理，分析现有实验教学型自动化仓库的工作原理，提出合理的设计方案，并在现有单片机控制系统的基础上实现对所设计方案的动作控制，设计一套用于实验教学型的自动化立体仓库的模型，包括结构设计和控制系统设计。二、自动化立体仓库的发展和趋势二、自动化立体仓库的发展和趋势高层货架仓库的出现和发展是第二次世界大战以后生产和技术发展的结果。在生产发展的实际需要和科学技术发展的现实可能情况下，五十年代初开始出现了自动化立体仓库，并在实践中显示出了其优越性，随即得到迅速的推广和发展。美国学者 J.A.White 将自动化技术在仓储领域(包括
5、立体仓库)中的发展分为五个阶段19：人工仓储阶段、机械化仓储阶段、自动化仓储阶段、集成化仓储阶段和智能化阶段。目前，智能自动化仓储是仓库自动化技术的主要发展方向。目前，自动化立体仓库在发达国家已相当普遍，以自动化功能齐全的立体仓库取代传统的普通房式仓库己成为世界仓储建设发展的潮流。发展至今，自动化仓库在设计、制造、自动化控制和计算机管理方面的技术也日趋成熟。在总体设计方面，国外已有采用计算机辅助设计即根据约束条件来确定最佳的货架高度、巷道数量、货架尺寸和堆垛机数量以及出入库运行系统的参数，并用计算机模拟技术来考核仓库的功能。货架在国外已系列化、标准化，对货架的承载能力(包括抗震)进行了很多实验
6、研究(包括破坏性实验)，货架计算采用计算机程序。堆垛机产品已经走入系列化，运行噪声低，备有各种安全保护装置，调速性能好。一般都具有完善的货物位置检测和货物尺寸检测。国外立体仓库普遍采用抗干扰能力强、工作可靠的可编程控制器来控制巷道堆垛机和出入库系统，并且用计算机进行货位管理和库存管理，仓库管理计算机与上级管理机联网并能与控制系统相接，实现在线控制。现在，国外各发达国家在自动化仓库技术中投入大量资金，在仓库自动化过程各个环节即输入、储运、输出上采用新技术。这些新技术集中有以下几种:自动导向小车系统、磁性导轨装置、激光扫描仪、条形码识别、命令拣选系统、储运机器人、机械手、智能卡车。在我国，立体仓库
7、的发展是从 70 年代初期开始的，是在消化吸收德国西马克特兰斯普兰股份公司专有技术的基础上开发出来的。我国进人 80 年代以来，一3些交通运输部门，物资储存部门以及现代大中型企业对老式仓库进行了技术改造，开始采用自动化立体仓库。1980 年由北京机械工业自动化研究所等单位研制建成我国第一座自动化立体仓库，并在北京汽车制造厂投产。从此以后，立体仓库在我国得到了迅速的发展。1995 年建成的仪征化纤工业联合公司涤纶长丝自动化立体仓库是日前由国内独立设计和制造的综合自动化程度最高的立体仓库高度。这些立体仓库广泛使用在机器制造业、电器制造业、航空港、轻工和化工企业、商储业、军需部门等各行各业。近些年我
8、国自动化仓库技术发展很快，已实现了与其它信息决策系统的集成，并正在做智能控制和模糊控制的研究工作。尽管如此，至今在我国己建成的集成化仓储系统还不多，我国的自动化立体仓库与国外发达国家相比，无论是从数量上还是从建设水平上都有着比较大的差距。自动化立体仓库的发展呈现新的趋势：自动化程度不断提高；规模小，反应速度快，用途广；在堆垛机方面，不断推出具有新的物理外形和更高性能的设备；应用领域日趋广泛；提高仓库运转的可靠性与安全性。参考文献参考文献1 机械制造自动化技术，周骥平主编，机械工业出版社，2001.082 自动化立体仓库设计，刘昌祺 董良主编，机械工业出版社，20043 自动化仓库堆垛机设计，(
9、日)吉国宏编著，人民铁道出版社，19794 实现仓储系统合理化的要点分析，张正义，物流技术与应用，2008 年第 10期5 自动化立体仓库的优化设计，陈劼，中国质量，2008 年第 7 期6 立体仓库中堆垛机的理想待命位的控制，马永杰，起重运输机械，2008 年第 8 期7 现代物流系统中自动化立体仓库优势分析，刘辉，陕西科技大学学报(自然科学版)，2008 年第 3 期8 物流技术的一个划时代的革新 自动化立体仓库，谭筱，市场周刊(新物流)，2008 年第 5 期9 自动化立体仓库货位分配策略优化研究，邹晖华，湖北工业大学学报，42008 年第 3 期10 基于教学实训应用的柔性制造系统设计
10、，马俊，广西轻工业，2008 年第 6期11 北京印钞厂自动化物流系统 ，荆明，物流技术与应用，2008 年第 4 期12 物流中的新设施自动化立体仓库，李淑芝，大豆通报，2008 年第 1 期13 遗传算法在自动化仓库路径调度问题中的应用，刘巍巍，沈阳工业大学学报，2008 年第 3 期14 自动化立体仓库在石油化工产品仓储中的应用，刘斌，中国设备工程，2008 年第 10 期15 自动化立体仓库在丁苯橡胶工程中的应用，何连起，硫磷设计与粉体工程，2008 年第 5 期16 中纤板生产线后期堆垛自动立体仓库探讨，罗勇迎，木材加工机械，2008年第 1 期5毕业设计（论文）开题报告2本课题要研
11、究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：一、课题的来源一、课题的来源如今，人们的生活水平不断提高，对生活的质量要求越来越高。人类作为高级动物，正想尽办法从体力劳动，甚至脑力劳动中解放出来，这样就出现了“自动化”。 随着科学技术和工业生产的飞速发展，现代物流技术领域内出现了一种新型仓储方式自动化立体仓库。对于企业生产来说，物流科学可以带来巨大的经济效益，向物流要利润成为了企业即席生存和发展的基础。物流的关键就是对于自动化立体仓库及成套设备的管理。在这种情况下，企业将主要力量花在降低生产成本上是“不得要领”的，明智而有效的方法是改善物流。因此，以降低物流成本、减少资金占用、缩短生产周期为主要目标
12、的物流合理化被称为企业的“第三利润源泉”、“最重要的竞争领域”，它被放到企业发展的战略高度来加以研究和实施。而自动化仓库作为物流系统的一个枢纽和核心，是物流系统实现物流合理化的关键所在，在国民经济中有着举足轻重的地位。通常，一种产品要从原材料做成成品，再把成品作为商品，送到消费者手中，需经过两个基本物流环节: 前者是物流生产过程(如加工流水线，自动生产线)，后者是把商品送到消费者手中的物流流通过程。基于上述两个基本物流环节，目前立体仓库系统主要有两大应用领域: 其一是各种自动化生产线中的在线立体仓库系统(如 CIMS 中的在线立体仓库系统);其二是各种物资配送中心(如超市配货中心等)。作为一位
13、机械电子专业的学生有必要对其结构和控制方法有一定的了解，这样就离不开实验，而其中的控制方法有多种，我主要基于不同于我院现有设备的控制方法，来设计实验型的自动化立体仓库的模型。二、课题的主要设计内容二、课题的主要设计内容了解自动化立体仓库的基本结构与工作原理。分析现有实验教学型自动化仓库的工作原理，提出合理的设计方案，并在现有单片机控制系统的基础上实现对所设计方案的动作控制。6利用三维造型软件对所设计的仓库总体结构进行实体造型。掌握单片机相关输入输出接口的使用方法以及主板功能的拓展。掌握相关传感器的性能和使用方法。设计出较为完善的在仓库控制策略，并利用相应的开发软件完成控制程序的编写和测试。三、
14、课题的设计方案三、课题的设计方案(1) 查阅相关文献，全面了解自动化立体仓库的工作原理与结构；(2) 以手机为物料单元，确定货位尺寸；(3) 在体现自动化立体仓库工作原理的基础上，确定仓库容量和总体尺寸；(4) 以“能力风暴”机器人结构为基础，设计堆垛机行走机构；(5) 采用装有货叉伸缩机构的载物台作为取放物料装置；(6) 在“能力风暴”机器人单片机控制系统的基础上实现动作控制；(7) 进行算法设计，利用 C 语言编写控制程序。四、课题的设计手段、工作计划及步骤四、课题的设计手段、工作计划及步骤1 1、采用的软件、采用的软件：软件主要用 SolidWorks：对所设计的仓库总体结构进行实体造型
15、2 2、设计工作计划及步骤、设计工作计划及步骤2009.3.152009.3.22查阅相关资料，了解已有单片机的控制原理构和自动化立体仓库的工作原理，翻译材料。2009.3.232009.3. 31提出仓库的总体设计方案，初步设定控制策略，并进行可行性分析。2009.4. 12009.4.20确定结构设计和控制策略的具体方案，并进行传感器和接口电路的设计与选择。2009.4.212009.5.10进行机构的三维实体造型，进一步完善系统设计，绘制相关图纸。2009.5. 112009.5.317根据具体控制策略相应的控制程序，并进行测试。2009.6.12009.6.15编写设计计算说明书，准备毕业设计答辩。毕业设计（论文）开题报告指导教师意见：1 对“文献综述”的评语：2 对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测：指导老师： 年 月 日8所在专业审查意见：负责人： 年 月 日机械工程学院毕业设计（论文）外文资料翻译教 科 部： 机械电子教科部 专 业： 机械设计制造及其自动化 姓 名： 高 尚 学 号： 051001607 外 文 出 处：Development of a virtual and physical （用外文写）work cell to assemble
