高密度前移式敏捷存储分拣系统原型平台的控制系统设计

发布时间：2017-06-28 21:23

  本文关键词：高密度前移式敏捷存储分拣系统原型平台的控制系统设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：物流已成为继资源、人力之后的“第三利润源泉”,我国物流规模持续扩大,然而总体水平不高,成本高、效率低,对物流技术与装备的发展提出了更高的要求。仓储作为物流中重要的一环,以自动化立体仓库为代表的仓储设备迅速发展,然而面对规模化存储及快速分拣的需求其优势不再明显。因此,课题组基于自动化立体仓库与贯通式货架,提出了高密度前移式敏捷存储分拣系统。高密度前移式敏捷存储分拣系统的关键设备有出入库输送机、动力贯通式货架、提升穿梭车及移栽轨道车,能够实现高密度存储、货物自动前移以及连续敏捷输送。首先对系统工作流程及控制策略进行分析,设计了出入库流程；提出了基于CAN总线的控制系统结构,上位机采用PC机,各关键设备作为一个节点通过总线与上位机相连,并对CAN总线的接口电路进行设计。对提升穿梭车的行走、提升及输送功能进行设计,完成电机选择及驱动控制、运行速度控制模型、运行认址与定位检测等的设计。对于行走,设计精度控制、位置锁死及回零校准等功能；对于提升,设计防坠落机构、稳定导向机构、检测系统等；对于输送,主要是托盘检测系统的设计,并分析提升穿梭车的供电方式。最终对提升穿梭车控制系统的主要模块进行设计,包括主控模块、电机驱动模块、定位检测模块以及电源模块,并完成控制系统硬件电路的搭建。对移栽轨道车的行进功能、顶升功能以及出入库输送机的输送功能进行设计。对于移栽轨道车行进,完成电机选择、驱动控制、运行速度模型及轨道、托盘导向机构等的设计；对于移栽轨道车顶升,完成顶升机构、顶升驱动、顶升锁死装置及顶升平台等的设计；并分析移栽轨道车的运行定位检测与供电系统,在此基础上设计其出入库及理货方案。最终对移栽轨道车控制系统的主要模块进行设计,包括直流电机选驱动、步进电机驱动及输入控制模块,并搭建起整个控制系统的硬件电路。最后,对高密度前移式敏捷存储分拣系统进行可靠性设计。采用FMEA对系统的故障部位、故障模式、故障原因、故障等级进行分析。并采用FTA对提升穿梭车进行故障树分析,以提升穿梭车不能运行为顶事件,按照行走故障、提升故障、输送故障、控制系统故障及电路故障建立故障树模型。
【关键词】：高密度前移式敏捷存储分拣系统 提升穿梭车 移栽轨道车 输送机 可靠性
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH692.3;TP273
【目录】：

• 摘要11-13
• ABSTRCAT13-15
• 第1章 绪论15-21
• 1.1 课题的提出和意义15-16
• 1.2 国内外研究现状16-20
• 1.2.1 自动化立体仓库研究现状16-17
• 1.2.2 仓储货架的研究现状17-19
• 1.2.3 物流技术与装备研究现状19-20
• 1.3 论文的主要研究内容20-21
• 第2章 高密度前移式敏捷存储分拣系统总体控制设计21-31
• 2.1 高密度前移式敏捷存储分拣系统功能分析21-22
• 2.2 高密度前移式敏捷存储分拣系统工作流程22-25
• 2.2.1 入库流程22
• 2.2.2 出库流程22-25
• 2.3 高密度前移式敏捷存储分拣系统控制结构25-26
• 2.4 控制系统CAN总线接口设计26-30
• 2.4.1 CAN总线接口控制电路26-28
• 2.4.2 CAN总线接口收发电路28-29
• 2.4.3 上位机CAN总线适配卡29-30
• 2.5 本章小结30-31
• 第3章 提升穿梭车控制功能及控制系统设计31-55
• 3.1 提升穿梭车行走控制功能设计31-40
• 3.1.1 行走驱动控制32-35
• 3.1.2 认址与定位检测35-40
• 3.2 提升穿梭车提升控制功能设计40-44
• 3.2.1 提升驱动控制40-42
• 3.2.2 提升定位检测设计42
• 3.2.3 提升其他功能设计42-44
• 3.3 提升穿梭车输送控制功能设计44-46
• 3.3.1 输送检测系统设计44-45
• 3.3.2 供电系统设计45-46
• 3.4 提升穿梭车控制系统设计46-53
• 3.4.1 控制中心模块47-48
• 3.4.2 电机驱动模块48-51
• 3.4.3 定位检测模块51-52
• 3.4.4 电源模块52
• 3.4.5 控制系统总电路52-53
• 3.5 本章小结53-55
• 第4章 移栽轨道车和输送机控制功能及控制系统设计55-75
• 4.1 移栽轨道车控制功能设计55-64
• 4.1.1 移栽轨道车行进功能设计56-57
• 4.1.2 移栽轨道车顶升功能设计57-59
• 4.1.3 定位、检测与供电系统59-61
• 4.1.4 出入库及理货方案设计61-64
• 4.2 输送机控制功能设计64-67
• 4.2.1 控制方案设计64-66
• 4.2.2 输送驱动控制66-67
• 4.2.3 输送检测方案67
• 4.3 移栽轨道车控制系统设计67-73
• 4.3.1 直流电机驱动模块68-69
• 4.3.2 步进电机驱动模块69-71
• 4.3.3 输入控制模块71-72
• 4.3.4 控制系统总电路72-73
• 4.4 本章小结73-75
• 第5章 高密度敏捷存储分拣系统可靠性设计75-83
• 5.1 故障模式及影响分析75-77
• 5.1.1 故障部位层次划分75-76
• 5.1.2 故障模式及原因76-77
• 5.1.3 故障等级分类77
• 5.1.4 FMEA分析表77
• 5.2 故障树分析77-81
• 5.2.1 故障树的建立77-78
• 5.2.2 故障树明细表78-81
• 5.2.3 故障树定性分析81
• 5.3 本章小结81-83
• 总结与展望83-85
• 参考文献85-89
• 致谢89-91
• 攻读硕士学位期间发表论文91-93
• 学位论文评阅及答辩情况表93

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本文编号：495329