某型自动垂直提升仓储系统方案论证及关键零部件的设计开题报告

南京理工大学毕业设计(论文)开题报告学生姓名：学号：专业：机械工程及自动化设计(论文)题目：某型自动垂直提升仓储系统方案论证及关键零部件的设计指导教师:2010年1月10日开题报告填写要求1．开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效；2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3．“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于15篇（不包括辞典、手册）；4．有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2010年3月15日”或“2010-03-15”。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：文献综述摘要自动化垂直提升仓储系统（自动存取系统，AutomatedStorage/RetrievalSystem,AS/RS）是由主体、垂直升降机构、水平存取机构、开关门机构、托盘组件、操作面板、存取附件、控制系统及周边设备组成的自动化系统]1[。该系统能充分利用存储空间，通过电脑可实现设备的自动控制，以先入后出的原则，迅速准确的处理物品，合理的进行库存管理及资料处理，通过持续地检查过期或过长时间库存的物品，防止不良库存，提高管理效能]2[。关键词自动化仓储系统拨叉运动托盘1序言自动化仓储系统是由电脑控制处理设备，记忆物料存放的位置，利用自动化控制系统、自动存取臂与条形码扫描设备，不需人工拣货或上架，通过电脑控制可自动存取货物的系统。其优点为节省空间和人力，为提高作业效率]3[。2现状当前我国自动化仓库使用中存在的主要问题是利用率低、效果不明显、规模不确定、优势不突出，使许多库场资源闲置，特别是一些产品批量小而单一的生产企业实现仓库自动化，库场设施设备资源闲置与重复配置矛盾突出。追究其原因主要是以下的几个方面：２．１没有做好仓库建设和规划的充分调查分析工作这就使得自动化仓库在建设前的设计和规划中，存在着重大的决策问题。为了自动化而自动化，没有对其必要性进行研究和分析，在建设完成之后才发现在实际的利用中对于自动化的要求很低，利用率很小。２．２对提高仓库作业机械化、自动化的思想认识不足由于认识不足，对配备的装备不愿使用，思想观念仍停留在人工作业的基础上，对新型的自动化仓库信心不足，并没有把自动化仓储放在一个重要的地位上，从而在思想上放弃了自动化仓储的研究和使用]4[。２．３由于外部因素和形势的变化收发任务的变化、作业量的变化、货物种类的变化，但是仓库设备和管理系统没有跟着变化和升级，久而久之就失去了原有的市场，仓库处于一种闲置状态。２．４人员素质跟不上不注重机械操作人员和维修人员的培训，操作维修人员缺乏，使现有装备发挥不出应有的作用。在新建库房设计时没有考虑后续的维护和开发，限制着设备的使用、自动化水平的提高。安装后，部分系统失灵损坏，配件和售后服务跟不上，维修十分困难]5[。3发展趋势３．１自动化程度不断提高。近年来，采用可编程序控制器（PLC）和微机控制搬运设备的仓库和采用计算机管理与PLC联网控制的全自动化仓库在仓库中的比重不断增加]6[。日本1991年投产的1628座自动化仓库中，64%是计算机管理和控制的全自动化仓库。在生产企业，自动化仓库作为全厂计算机集成制造系统（CIMS）的一部分与全厂计算机系统联网的应用也日渐增多，成为今后的趋势]7[。３．２与工艺流程结合更为紧密。AS/RS自动化仓库与生产企业的工艺流程密切结合，成为生产物流的一个组成部分，例如，柔性加工系统中的自动化仓库就是一个典型例子。在配送中心，自动化仓库与物品的拣选、配送相结合成为分配中心的一个组成部分]8[。３．３储存货物品种多样化。大到长6m以上、重4~10t的钢板、钢管等长大件，小到电子元器件，还有专门用作汽车储存的高架仓库等均已出现。３．４提高仓库出入库周转率。除管理因素外，技术上主要是提高物料搬运设备的工作速度。巷道堆垛起重机的起升速度已达90m/min，运行速度240m/min，货叉伸缩速度达30m/min，在有的高度较大的高架仓库中，采用上、下2层分别用巷道堆垛机进行搬运作业的方法提高出入库能力。３．５提高仓库运转的可靠性与安全性，降低噪声。在自动控制与信息传输中采用高可靠性的硬、软件，增强抗干扰能力；采用自动消防系统，货架涂刷耐火涂层；开发新的更可靠的检测与认址器件；采用低噪声车轮和传动元件等。３．６开发可供实用的拣选自动化设备和系统。在拣选作业自动化方面正加紧研究开发，但尚未真正达到能可靠地实用的阶段。目前，提高拣选作业自动化程度的途径主要仍限于计算机指导拣选，包括优选作业路线、自动认址、提示拣选品种和数量等等，而拣选动作大多仍由人工完成]9[。当前，如何合理规划和设计自动化立体仓库，如何实现仓库与生产系统或配送系统的高效联接，已经成为21世纪的重要研究课题。4国内外自动仓储系统的研究4.1国外自动仓储系统的研究自动仓储系统AS/RS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。50年代初，美国出现了采用桥式堆垛起重机的仓库，50年代末60年代初出现了司机操作的巷道式堆垛起重机，1963年美国首先在仓库业务中采用计算机控制，建立了第一座计算机控制的高架仓库。此后，AS/RS在美国和欧洲得到迅速发展。60年代中期以后，日本开始兴建高架仓库，而且发展速度越来越快，成为当今世界上拥有高架仓库数量最多的国家]10[。4.2国内自动仓储系统的研究我国对自动化仓储系统及其专用的物流搬运设备的研究开发开始得并不晚，早在1963年就开发试制成功了第一台桥式堆垛起重机。70年代中期，我国开始开发研究采用巷道式堆垛起重机和高架叉车的高架仓库。1980年，我国第1座自行研制完成的自动化高架仓库投产。以后，高架仓库在我国得到了迅速的发展]11[。目前我国已建成的立体仓库约有300余座，分布在汽车、化工、电子、机械、烟草、军队后勤等各行业和部门。目前国内对自动化仓储系统的需要不断增加，自动化仓储系统的建设在我国方兴未艾]12[。5设计中主要的难题和解决方法５．１产品的总体设计（１）产品的总体设计是课题设计的一个难点，它关系到整个系统的性能及所占空间的大小，外形的美观性。总体设计涉及到部件、组件和专用零件比较多。本阶段对设计的成败起关键是作用。在这一阶段中也充分地表现出设计工作有多个方案的特点。产品功能的分析，就是对设计任务书提出的产品功能中必须达到要求，最低要求及希望达到的要求进行综合分析，即这些功能能否实现，多向功能间有无矛盾，相互间能否替代等，最后确定出功能参数，作为进一步设计的依据。着这一步骤种，要恰当处理需要与可能、理想与现实、发展与目标等之间的矛盾问题。（２）确定参数后，即可提出可能的解决的办法，亦即提出可能采用的方案。寻求方案时，可按原动部分、传动部分及执行部分分别进行讨论。在设计阶段，要正确地处理好借鉴与创新的关系，同类产品成功的先例应当借鉴，原先薄弱的环节及不符合现有任务要求的部分应当加以改进，既要积极创新，反对保守和照搬原有设计。（３）技术设计阶段的目标是生产总装配草图及部件装配草图。通过确定出各部件及其零件的外形及基本尺寸，包括各部件之间的连接，零、部件的外形及基本尺寸]13[。最后用CAD、Proe绘图软件绘制零件的工作图、部件装配图和总装配图。５．２拨叉运动的设计拨叉运动轨迹是水平存取机构能否实现存取动作，也是仓储系统能否实现存取功能的关键。水平存取机构由电动机+减速器左右侧板组件、护板组件、支架组件、拨叉组件和夹紧器组件组成。拨叉上两销孔分别与双排滚子链连接（活动连接）为消除制造误差的影响，可以设计拨叉上中间的孔为腰形孔。５．３托盘组件的设计托盘组件是仓储系统存放物品、存取物品的主要组件。单件托盘必需承受一定的重量。但是这是托盘容易与导轨产生一定的摩擦和噪音，影响货物的运行速度和质量。为减少与导轨的磨擦和燥音，在支架外套上用聚乙烯注塑成形的护套，零件切口表面浸清漆处理。6结束语随着我国工业化水平的不断发展与提高，自动垂直提升仓储系统在国民经济各领域的应用将越来越广泛，市场前景广阔。本文所论述的自动垂直提升仓储系统是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统，它将人工智能技术融合到自动化制造系统的各个环节，使系统具有智能特征]14[。在其他领域内，如化工、电子、汽车、冶金、国防、食品、卫生等，也能满足物料运输仓库需求，它可以构建一种全自动化、高柔性、宜人化、信息化的现代化生产、工作环境]15[。参考文献[1]陈跃波.NM801自动垂直仓储系统开发［M］.北京：清华大学，2006.[2]张根保.自动化制造系统［M］.机械工业出版社，2005.[3]廖晓钟，刘向东.自动控制系统［M］.北京理工大学出版社，2005.[4]刘伯时.电力拖动自动控制系统［J］.北京：机械工业出版社，2001.[5]范正翘.电力传动与自动化控制系统［J］.北京：北京航空航天大学出版社，2003.[6]范永胜.电气控制与PLC应用［J］.北京：中国电力出版社，2007.[7]张根保.我国制造企业实施CIMS应注意的问题［J］.计算机辅助设计与制造，1997[8]谭益智.柔性制造系统［J］.北京：兵器工业出版社，1995.[9]王万良.自动控制原理［J］.北京：科学出版社，2001.[10]刘延林.柔性制造自动化概论[M].北京：华中科技大学出版社，2001.[11]赵汝嘉.先进制造系统导论[M].北京：机械工业出版社，2003.[12]唐永哲.自动控制系统［J］.西安：西安科技大学出版社，1998.[13]濮良贵，纪名刚.机械设计［J］.高等教育出版社，2006.[14]陈鹰，杨灿军.人机智能系统理论与方法［M］.浙江：浙江大学出版社，2006.[15]赵国良，姜仁锋.自适应控制技术与应用［J］.北京：人民交通出版社，2003.毕业设计（论文）开题报告２．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：一、本毕业设计课题应达到的目的与预期目标通过对自动化垂直提升仓储系统的课程设计和学习，应该掌握基本的机械设计原理，对自动化控制技术有更深刻的理解和应用水平，进一步理解所学的理论知识及具体运用这些知识，锻炼自己分析问题，解决问题的能力，达到理论结合实际的目的。为毕业后的工作打下一个良好的基础。二、研究手段通过对参考文献的阅读和学习，针对任务书要求，从以下几个步骤进行设计：1．首先，收集一些关于自动垂直提升仓储系统的相关知识，对这些知识加以总结和分析，了解自动垂直提升仓储系统的基本知识，为下面的课题开展做好准备。2．其次，以NM801自动垂直提升仓储系统为基础，提出并分析所要设计的仓储系统的主要功能3．而后，讨论并论证自动垂直提升仓储系统组成4．根据资料提出垂直升降机构的设计方法，分析并论证5．根据资料提出水平存取机构的设计方法，分析并论证6．用Proe软件及机械设计原理的知识设计出支架组件的三维视图并分析可行性7．用CAD软件设计出拨叉的零件图8．用CAD软件设计出刀架托盘的组件及托盘零件9．最后通过自己的体会，结合已有的资料做好总体的设计方案毕业设计（论文）开题报告5．本毕业设计（论文）课题工作进度计划：起迄日期工作内容2010年3月22日~3月28日3月29日~4月4日4月5日~5月30日6月1日~6月20日6月23日~6月27日熟悉毕业设计要求。查阅资料，完成外文资料翻译工作整理出有用资料，开题报告及文献综合提出基本方案，支架组件和托盘组件的三维原理设计与重要零件设计（出图）文档整理，撰写毕业设计说明书，完成答辩所需要的PPT.论文答辩毕业