1、自 动 化 物 流 系 统实 验 报 告物 流 基 础 课 程 实 验 （ 二 ）专 业 ：姓 名 ：学 号 ：同 组 成 员 ：实 验 时 间 ：目 录1 实 验 名 称 ： 自 动 化 物 流 系 统 .12 实 验 目 的 ： .13 实 验 内 容 .14 实 验 原 理 .14.1 立 体 仓 库 的 作 业 方 式 .14.2 单 一 作 业 周 期 的 计 算 .14.3 复 合 作 业 周 期 的 计 算 .34.4 立 体 库 出 入 库 能 力 的 计 算 .35 实 验 设 备 .45.1 堆 垛 机 简 介 .45.2 堆 垛 机 结 构 .55.2.1 金 属 结 构
2、 .55.2.2 载 货 台 .55.2.3 运 行 机 构 .65.2.4 起 升 机 构 .65.2.5 货 叉 机 构 .65.2.6 限 速 防 坠 装 置 .65.2.7 过 载 及 松 绳 保 护 装 置 .65.2.8 电 气 装 置 .65.3 立 体 仓 库 货 架 .75.4 入 出 库 输 送 系 统 .86 实 验 系 统 布 置 图 .87 实 验 步 骤 .98 实 验 记 录 .108.1 立 体 仓 库 控 制 系 统 操 作 流 程 描 述 .108.1.1 入 库 操 作 流 程 .108.1.2 出 库 操 作 流 程 .108.2 堆 垛 机 出 入 库
3、 作 业 .108.2.1 堆 垛 机 运 行 过 程 描 述 .108.2.2 时 间 记 录 .118.3 货 架 尺 寸 测 量 .119 数 据 处 理 .129.1 堆 垛 机 作 业 周 期 与 作 业 能 力 计 算 .129.1.1 单 作 业 方 式 .129.1.2 复 合 作 业 方 式 .129.2 货 架 系 统 .129.2.1 货 架 系 统 参 数 .129.2.2 货 架 三 视 图 .129.2.3 货 架 承 载 示 意 图 .1210 总 结 .12格 式 要 求 ： .13自 动 化 物 流 系 统 实 验 报 告-1-1 实 验 名 称 ： 自 动
4、化 物 流 系 统2 实 验 目 的 ：通 过 实 验 可 以 使 学 生 了 解 自 动 化 物 流 系 统 的 设 备 构 成 和 运 行 原 理 ， 使 学 生 掌 握 自 动化 仓 库 的 典 型 设 备 货 架 的 结 构 及 承 载 特 点 ， 有 轨 巷 道 堆 垛 机 的 组 成 部 分 、 运 动 机 理及 入 出 库 作 业 步 骤 ， 掌 握 自 动 化 仓 库 作 业 周 期 的 计 算 方 法 。 通 过 该 实 验 ， 初 步 培 养 学生 对 自 动 化 物 流 系 统 进 行 分 析 和 认 知 能 力 ， 为 后 续 课 程 的 学 习 奠 定 基 础 。3
5、实 验 内 容本 实 验 的 主 要 内 容 是 通 过 对 自 动 化 物 流 系 统 的 运 行 实 验 ， 了 解 自 动 化 立 体 仓 库 的构 成 、 货 架 的 基 本 结 构 和 堆 垛 机 的 作 业 原 理 等 。4 实 验 原 理4.1 立 体 仓 库 的 作 业 方 式在 立 体 仓 库 中 ， 货 物 的 存 取 作 业 有 两 种 基 本 方 式 ， 即 单 一 作 业 方 式 和 复 合 作 业 方式 。 单 一 作 业 方 式 即 堆 垛 机 从 出 入 库 台 取 一 个 货 物 单 元 送 到 选 定 的 货 位 ， 然 后 返 回 巷道 口 的 出 入 库
6、 台 （ 单 入 库 ） ； 或 者 从 巷 道 口 出 发 到 某 一 个 给 定 的 货 位 取 出 一 个 货 物 单元 送 到 出 入 库 台 （ 单 出 库 ） 。 复 合 作 业 方 式 即 堆 垛 机 从 出 入 库 台 取 一 个 货 物 单 元 送 到选 定 的 货 位 ， 然 后 直 接 转 移 到 另 一 个 给 定 货 位 ， 取 出 其 中 的 货 物 单 元 ， 回 到 出 入 库 台出 库 。4.2 单 一 作 业 周 期 的 计 算单 一 作 业 周 期 是 指 堆 垛 机 完 成 一 次 单 入 库 或 单 出 库 作 业 所 需 要 的 时 间 。 当 库
7、容 量很 大 时 ， 直 接 计 算 作 业 周 期 的 计 算 量 很 大 ， 故 一 般 采 用 简 易 算 法 。自 动 化 物 流 系 统 实 验 报 告-2-图 4-1 单 一 作 业 周 期 的 计 算如 图 4-1 所 示 ， 将 货 架 的 左 下 角 看 作 坐 标 原 点 O， 货 架 的 高 设 为 H， 长 设 为 L， 在货 架 中 取 和 两 个 货 位 （ 即 上 图 中 的 和 ） ， 分 别 测 量 或 计 算HL32,55, 1P2到 P1、 P2 两 点 的 作 业 周 期 ， 之 后 求 平 均 值 ， 即 可 得 到 立 体 仓 库 单 作 业 周 期
8、 的 近 似 值 。即 ： 21Ptttms也 可 将 上 公 式 分 解 为 ： afPms ttt21其 中 ， 平 均 单 作 业 周 期 (s)s堆 垛 机 完 成 货 位 的 作 业 周 期 (s)1t 1堆 垛 机 完 成 货 位 的 作 业 周 期 (s)2P2P 点 到 点 的 运 行 时 间 (s)；1tO1 hlPtt,max1 点 到 点 的 运 行 时 间 (s)；2P2 l2为 从 O 点 到 P 点 的 水 平 运 行 时 间lt为 从 O 点 到 P 点 的 垂 直 运 行 时 间h货 叉 叉 取 （ 或 存 放 ） 的 作 业 时 间 (s)ft自 动 化 物
9、流 系 统 实 验 报 告-3-堆 垛 机 作 业 的 附 加 时 间 （ 指 指 令 传 递 处 理 时 间 等 ） (s)at4.3 复 合 作 业 周 期 的 计 算图 4-2 复 合 作 业 周 期 的 计 算如 图 4-2 所 示 所 示 ， 复 合 作 业 周 期 是 按 O O 的 总 时 间 来 计 算 的 。1P2P1、 P2 点 的 定 义 与 单 一 作 业 周 期 的 计 算 公 中 一 样 ， 则 复 合 作 业 周 期 的 经 验 计 算 公式 为 ： afPPmd tttttt 242121 其 中 ， 平 均 复 合 作 业 周 期 （ s）t堆 垛 机 从 点
10、 到 点 的 运 行 时 间 （ s）21P12其 余 同 前 。4.4 立 体 库 出 入 库 能 力 的 计 算立 体 库 的 出 入 库 能 力 是 用 仓 库 每 小 时 平 均 入 库 或 出 库 的 货 物 单 元 数 来 表 示 。 堆 垛机 的 出 入 库 能 力 也 就 是 指 每 台 堆 垛 机 每 小 时 平 均 入 库 或 出 库 的 货 物 单 元 数 。采 用 单 一 作 业 方 式 时 ， 堆 垛 机 的 出 入 库 能 力 为 ：mstP/3601式 中 ： P1： 每 小 时 出 库 或 入 库 货 物 单 元 数tms： 单 一 作 业 周 期 （ s）采
11、用 复 合 作 业 方 式 时 ， 堆 垛 机 的 出 入 库 能 力 为 ：自 动 化 物 流 系 统 实 验 报 告-4-2)/360(1mdtP式 中 ： P1： 每 小 时 出 库 或 入 库 货 物 单 元 数tmd： 复 合 作 业 周 期 （ s）若 库 内 有 n 台 堆 垛 机 （ 即 巷 道 数 为 n 个 ） ， 则 仓 库 的 出 入 库 能 力 为15 实 验 设 备北 京 科 技 大 学 物 流 配 送 中 心 自 动 化 立 体 仓 库 系 统 ， 是 目 前 国 内 最 先 进 的 自 动 化 立体 库 系 统 之 一 。 该 系 统 主 要 由 一 套 货 架
12、 系 统 、 1 台 有 轨 巷 道 堆 垛 起 重 机 、 2 套 入 出 库 输送 机 系 统 组 成 。 所 有 单 机 设 备 具 备 联 机 自 动 和 手 动 控 制 功 能 ， 整 个 自 动 化 系 统 统 一 由 计算 机 管 理 和 监 控 系 统 进 行 集 中 管 理 和 调 度 ， 使 所 有 物 流 设 备 高 效 和 有 条 不 紊 地 运 行 ，实 现 作 业 的 全 部 自 动 化 ， 最 终 满 足 实 际 入 出 库 的 需 要 。5.1 堆 垛 机 简 介本 机 为 单 立 柱 型 式 、 下 部 支 撑 、 下 部 驱 动 的 有 轨 巷 道 堆 垛
13、机 ， 由 金 属 结 构 (包 括 上 、下 横 梁 及 立 柱 )、 载 货 台 、 运 行 机 构 、 起 升 机 构 、 货 叉 伸 缩 机 构 、 超 速 保 护 装 置 、 过 载及 松 绳 保 护 装 置 、 电 气 控 制 装 置 等 部 件 组 成 。 在 很 小 的 空 间 内 ， 堆 垛 机 能 在 三 个 相 互垂 直 方 向 上 (行 走 、 起 升 和 货 叉 伸 缩 )按 照 一 定 的 顺 序 组 合 进 行 往 复 运 动 。 通 过 这 些 运 动 ，完 成 对 单 元 货 物 的 入 、 出 库 搬 运 作 业 。 由 于 三 个 运 动 的 速 度 采
14、用 变 频 调 速 控 制 ， 因 此它 的 动 作 非 常 准 确 ， 可 以 根 据 不 同 的 指 令 ， 将 货 物 准 确 地 送 到 指 定 位 置 。 既 能 按 指 定的 地 址 自 动 或 手 动 将 巷 道 n,k 库 输 送 机 上 的 货 物 存 入 货 架 的 货 格 内 ， 完 成 入 库 作 业 ；也 可 自 动 或 手 动 从 指 定 货 格 中 取 出 货 物 运 至 到 巷 口 出 库 输 送 机 上 ， 完 成 出 库 作 业 。本 库 内 的 每 台 堆 垛 机 都 具 备 一 套 完 整 的 电 气 控 制 系 统 ， 以 控 制 堆 垛 机 的 正
15、常 工 作 。机 器 的 电 源 来 自 天 轨 侧 面 的 滑 触 线 ， 交 流 380v， 三 相 五 线 制 ， 即 安 全 又 可 靠 。堆 垛 机 控 制 系 统 分 三 种 工 作 方 式 ， 即 手 动 、 单 机 自 动 、 联 机 自 动 。 手 动 方 式 ： 工作 人 员 站 在 电 气 柜 前 的 踏 板 上 ， 可 以 操 作 堆 垛 机 随 意 停 在 巷 道 内 的 任 意 位 置 。 手 动 控制 主 要 用 于 堆 垛 机 调 试 阶 段 或 自 动 控 制 出 故 障 时 应 急 使 用 ； 单 机 自 动 方 式 ： 工 作 人 员在 堆 垛 机 的 监
16、 控 机 上 设 定 命 令 后 ， 即 可 启 动 堆 垛 机 ， 使 其 自 动 完 成 物 品 的 存 取 工 作 ，单 机 自 动 主 要 用 于 联 机 自 动 出 故 障 时 。 联 机 自 动 ： 堆 垛 机 接 收 管 理 机 发 给 的 命 令 ， 收到 命 令 后 ， 按 命 令 自 动 进 行 作 业 。自 动 化 物 流 系 统 实 验 报 告-5-本 库 内 堆 垛 机 的 型 式 和 主 要 技 术 参 数 如 下 ：结 构 型 式 ： 单 立 柱 有 轨 巷 道 堆 垛 机操 作 方 式 ： 联 机 自 动 方 式供 电 方 式 ： 滑 导 线起 重 量 ： l0
17、0kg高 度 ： 3m运 行 速 度 ： 80m/min(变 频 调 速 )升 降 速 度 ： 20m/min(变 频 调 速 )货 叉 伸 缩 速 度 ： 有 货 20m/min， 无 货 40m/min(变 频 调 速 )货 叉 工 作 行 程 ： 1300mm5.2 堆 垛 机 结 构5.2.1 金 属 结 构金 属 结 构 是 堆 垛 机 的 主 要 承 载 构 件 之 一 ， 它 由 立 柱 、 上 横 梁 、 下 横 梁 三 部 分 组 成 。立 柱 是 载 货 台 垂 直 升 降 的 支 撑 和 限 制 部 件 ， 其 两 侧 装 有 垂 直 导 轨 ， 以 保 证 载 货 台
18、平 稳 、灵 活 地 升 降 ； 立 柱 上 装 有 起 升 机 构 、 过 载 松 绳 安 全 装 置 、 限 速 防 坠 保 护 装 置 、 载 货 台 升降 的 上 下 极 限 限 位 开 关 等 电 气 元 件 ； 动 力 电 缆 及 控 制 电 缆 均 通 过 立 柱 内 腔 。 上 横 梁 由钢 板 焊 接 而 成 ， 它 上 部 装 有 起 升 用 的 定 滑 轮 和 支 撑 堆 垛 机 的 上 部 导 向 轮 组 。 钢 丝 绳 通过 这 些 滑 轮 及 载 货 台 上 的 动 滑 轮 ， 使 载 货 台 能 上 升 或 下 降 。 上 横 梁 上 还 装 有 滑 导 线 的集
19、 电 装 置 。 下 横 梁 由 钢 板 焊 接 而 成 ， 是 堆 垛 机 的 主 要 支 撑 部 件 。 下 横 梁 上 装 有 运 行 驱动 车 轮 组 、 从 动 车 轮 组 、 下 部 水 平 轮 组 及 夹 轨 器 等 装 置 ， 还 装 有 红 外 通 讯 、 电 气 控 制 柜及 运 行 限 位 开 关 组 等 电 气 装 置 。5.2.2 载 货 台载 货 台 是 堆 垛 机 承 接 货 物 并 进 行 升 降 运 动 的 部 件 ， 载 货 台 由 垂 直 框 架 和 水 平 框 架焊 接 成 直 角 形 结 构 件 。 起 升 机 构 上 出 来 的 钢 丝 绳 通 过
20、上 横 梁 上 的 定 滑 轮 、 垂 直 框 架 上 的动 滑 轮 带 动 载 货 台 沿 起 升 轨 道 上 下 运 动 ， 完 成 运 送 货 物 任 务 。 载 货 台 装 有 货 叉 机 构 、 起升 滑 轮 装 置 、 导 向 轮 组 、 升 降 位 置 检 测 组 件 (旋 转 编 码 器 )、 升 降 限 位 撞 尺 以 及 光 电 探 测装 置 等 。 安 装 在 载 货 台 两 侧 的 导 向 轮 其 轴 为 偏 心 轴 ， 可 通 过 旋 转 轴 来 调 节 导 轮 与 导 轨之 间 的 间 隙 ， 以 保 证 载 货 台 的 平 稳 运 行 和 货 叉 的 水 平 。自
21、 动 化 物 流 系 统 实 验 报 告-6-5.2.3 运 行 机 构运 行 机 构 是 堆 垛 机 水 平 运 动 的 驱 动 机 构 。 驱 动 单 元 采 用 德 国 SEW 公 司 的 齿 轮 电 机减 速 机 。 运 行 机 构 采 用 变 频 闭 环 调 速 ， 高 速 可 达 80m/min， 低 速 可 达 2m/min 以 下 ， 保证 了 生 产 效 率 和 停 准 精 度 两 方 面 的 要 求 。5.2.4 起 升 机 构起 升 机 构 由 SEW 电 机 减 速 机 、 卷 筒 及 钢 丝 绳 等 组 成 。 起 升 机 构 安 装 在 立 柱 上 ， 是堆 垛 机
22、 载 货 台 进 行 升 降 运 动 的 驱 动 部 件 ， 用 钢 丝 绳 联 接 定 滑 轮 与 载 货 台 上 的 动 滑 轮 以驱 动 载 货 台 升 降 。 起 升 机 构 采 用 变 频 闭 环 调 速 ， 高 速 可 达 20m/min， 低 速 可 达 2m/min以 下 ， 达 到 平 稳 而 准 确 的 升 降 作 业 。5.2.5 货 叉 机 构货 叉 机 构 是 由 货 叉 伸 缩 机 构 、 传 动 轴 装 置 以 及 驱 动 装 置 组 成 。 货 叉 伸 缩 机 构 由 上 叉 、中 叉 、 下 叉 组 成 ， 是 堆 垛 机 存 取 货 物 的 执 行 机 构
23、。 下 叉 安 装 在 载 货 台 上 ， 也 称 为 固 定叉 ， 上 、 中 两 层 叉 体 通 过 链 条 驱 动 进 行 伸 缩 运 动 ， 完 成 取 、 送 货 任 务 。 货 叉 伸 缩 机 构上 装 有 机 械 限 位 挡 块 。 传 动 轴 装 置 上 装 有 旋 转 编 码 器 组 件 ， 用 于 检 测 货 叉 伸 缩 距 离 。货 叉 工 作 行 程 为 1300mm， 可 通 过 PLC 程 序 调 节 。5.2.6 限 速 防 坠 装 置限 速 防 坠 保 护 装 置 由 钢 丝 绳 ， 安 全 钳 、 限 速 器 、 电 气 开 关 和 配 重 等 组 成 。 它
24、 的 主要 作 用 是 当 起 升 钢 丝 绳 意 外 断 裂 等 原 因 造 成 载 货 台 超 速 下 降 时 ， 限 速 器 停 止 转 动 ， 此时 钢 丝 绳 即 刻 带 动 安 全 钳 装 置 ， 自 动 将 载 货 台 夹 在 起 升 导 轨 上 ， 防 止 其 下 滑 ， 起 到 保护 货 物 及 设 备 的 作 用 。 这 种 情 况 下 堆 垛 机 的 电 源 会 被 自 动 切 断 。5.2.7 过 载 及 松 绳 保 护 装 置过 载 及 松 绳 保 护 装 置 由 碟 形 弹 簧 、 轴 、 撞 尺 、 开 关 等 元 件 组 成 。 它 的 主 要 作 用 是 ：当
25、 货 台 上 的 货 物 重 量 超 过 额 定 起 重 量 的 25 时 ， 或 载 货 台 上 的 重 量 低 于 空 载 重 量 的75 时 ， 撞 尺 与 开 关 接 触 发 出 信 号 ， 切 断 堆 垛 机 电 源 。5.2.8 电 气 装 置电 气 装 置 由 电 气 控 制 柜 、 行 程 开 关 、 起 升 与 货 叉 位 置 检 测 器 (旋 转 编 码 器 组 件 )、 滑削 集 电 器 、 光 电 开 关 、 撞 尺 、 激 光 测 距 仪 以 及 红 外 通 信 装 置 等 组 成 。 电 气 控 制 柜 装 设在 立 柱 面 下 横 梁 上 。 在 控 制 柜 的
26、正 面 装 有 手 动 操 作 面 板 。 行 程 开 关 分 别 装 在 下 横 梁 、 立自 动 化 物 流 系 统 实 验 报 告-7-柱 等 位 置 ， 其 作 用 是 控 制 堆 垛 机 起 升 上 下 极 限 位 置 及 强 迫 换 速 、 运 行 强 迫 换 速 及 前 后 极限 位 置 。 光 电 开 关 装 在 载 货 台 上 ， 作 用 是 探 测 货 格 内 、 载 货 台 上 或 出 入 库 输 送 机 上 有 无货 物 ， 以 免 堆 垛 误 操 作 或 双 重 入 库 。 起 升 与 货 叉 位 置 检 测 器 (旋 转 编 码 器 组 件 )分 别 用 于控 制
27、升 降 位 置 和 刀 体 伸 缩 位 置 。 激 光 测 距 仪 用 于 运 行 定 位 ， 装 在 下 横 梁 的 前 端 。 红 外通 信 装 置 装 在 下 横 梁 刃 上 ， 作 用 是 接 收 监 控 机 发 出 的 信 号 ， 使 堆 垛 机 完 成 自 动 作 业 。5.3 立 体 仓 库 货 架自 动 仓 库 是 由 几 层 、 十 几 层 乃 至 几 十 层 高 的 货 架 ， 中 间 配 以 专 门 的 有 轨 堆 垛 机 进行 作 业 而 构 成 的 系 统 。 高 层 货 架 是 立 体 仓 库 的 主 要 储 存 设 备 。 根 据 货 架 结 构 不 同 可 以分 为 横 梁 式 货 架 和 牛 腿 式 货 架 。 横 梁 式 货 架 的 进 本 结 构 及 构 成 见 图 5-1 所 示 。图 5-1 立 体 仓 库 货 架 结 构本 实 验 所 用 货 架 系 统 的 参 数 如 下 。货 架 类 型 ： 横 梁 货 架
