小型立体仓库堆垛机速度与路径优化研究

发布时间：2020-04-18 23:56

【摘要】：世界制造业趋于规模化大生产发展阶段,企业不断提升自己制造能力,也在努力减少物资运输过程中产生的成本,以增加企业收益。立体仓库引入物流行业,极大程度提高企业物流流通速度,减少企业物流成本。以提高企业效率为目的,对立体仓库物资的存储货位研究,提高物资出入库的速率是解决该类问题的重要途径。本文在总结前人关于立体仓库此类相关问题的研究基础上,着重研究立体仓库堆垛机的路径和速度。研究工作主要如下:首先,根据课题研究需要,以单立柱堆垛机为研究对象,利用SolidWorlks完成立体仓库三维模型建立,并对相应结构进行选材设计。为了验证所选零部件是否满足设计要求,本文对立柱挠度进行计算,齿轮材料选择,利用ANSYS软件进行应力分析,检查所选材料和设计结构是否合理。其次,对立体仓库的速度控制设计分析,确定立体仓库的控制系统,堆垛机作业寻址方式,根据计算选择合适的驱动电机。对立体仓库的速度控制系统完成数学模型建立。选择传统PID控制和模糊PID控制结合,设计多模控制器。利用MATLAB/Simulink软件建立了堆垛机速度控制仿真模型。实验结果分析,利用模糊PID控制和传统PID控制分别对堆垛机不同工况下的速度控制优化,根据仿真结果验证立体仓库工作效率和工作稳定性。最后,研究物资在立体仓库中存取的路径优化问题。由于立体仓库物资出入库的路径研究问题属于多目标问题,通过分析目前常用的智能算法在立体仓库中的利用,本文选择遗传算法对立体仓库的路径优化研究,通过结果分析验证,采用遗传算法能够提高立体仓库的工作效率。论文主要对立体仓库的三维结构进行设计分析,同时研究了立体仓库堆垛机的速度控制和物资出入库的相关问题,论文所研究的问题符合社会发展需要,具有一定的社会研究价值。
【图文】：

堆垛机设计影响立体仓库作业性能。逡逑２．１．１立体仓库堆垛机分类逡逑目前，市面上常用的堆垛机结构有两种类型，即双柱堆垛机结构（图２－１）逡逑和单柱堆垛机结构（图２－２），双立柱堆垛机结构支撑结构采用两根立柱，工作逡逑环境适用高速重载且货架较高的场合，但结构较大，横向宽，不易于窄小仓库中逡逑穿梭。单立柱堆垛机支撑结构采用单立柱，结构紧凑，横向窄小，工作环境为窄逡逑小仓库中穿梭，但载货台产生扭矩较大，适用于低速和轻载应用。逡逑ｆｆ逡逑一逦．—ｊ邋Ｃ．．．逡逑图２－１单立柱堆垛机逡逑１０逡逑

本文选择立体仓库堆垛机结构为单立柱立体仓库，根据所设计堆垛机运动方逡逑法、范围的不同，所设计堆垛机结构选材也有所不同，，本文立体仓库的相关参数逡逑如表２－１，单立柱堆垛机结构设计方案流程如图２－３。逡逑表２－１单立柱堆垛机相关设计参数逡逑￣逦数据名称逦数值逡逑堆垛机最大高度逦５００００ｍｍ逡逑垂直行走速度逦２０ｍｍ／ｓ＿１００ｍｍ／ｓ逡逑水平行走加速度逦0．２ｍ／ｓ２逡逑垂直定位精度逦±２ｍｍ逡逑水平行走速度逦５０ｍｍ／ｓ—１５０ｍｍ／ｓ逡逑水平行走加速度逦0．２ｍ／ｓ２逦逡逑水平行走精度逦±２ｍｍ逦逡逑货叉伸缩速度逦２０ｍｍ／ｓ—６０ｍｍ／ｓ逡逑＿货叉伸缩精度逦—±２ｍｍ逦￣￣逡逑＂货叉加速度逦Ｏ．ｌｍ／ｓ２逡逑＾堆垛机复位精度逦±３ｍｍ逡逑载货台最大承载逦２０ｋｇ逦逡逑１１逡逑
【学位授予单位】：安徽工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TH246

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本文编号：2632685