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电力驱动卸货装置的设计

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世界上最早的智能搬运小车是 1954 年由美国研制的感应式电瓶牵引小车,它的整体控制系统应用了真空技术,当时电子通讯技术非常落后,其控制系统的主要特点是体积庞大、功能简单、应用范围受限,仅局限于货物的简单搬运。随着晶体管逐渐取代真空管,到了 20 世纪 50 年代中后期,卸货装置控制系统才相对可靠、体积也逐渐减小、其性能也有了很大提高。随着微型处理器技术、电子计算机技术的不断发展,伺服驱动技术的不断成熟;复杂型控制器得到了不断的改进和完善,无人搬运卸货装置的性能更加灵活、更加智能。1981 年,第一届卸货装置国际会议在伦敦召开,卸货装置技术至此已经有了突破性进展,并在一些自动化生产领域得到了应用。微处理器技术与计算机技术的快速发展,大大促进了高度自动化、高度柔性化的物流处理系统一一智能搬运卸货装置系统的飞速发展和普遍应用。从此,卸货装置控制系统在技术方面步入了成熟期,在生产方面进入了产品系列化、生产批量化阶段。
欧洲在 70 年代中期就开始装备了卸货装置,成品生产型卸货装置就已经达4800多台。1981年,John公司为了实现对制造过程中物料的自动运输和实时跟踪,将卸货装置AS/RS相连接;达到了预期效果。1985年,该公司卸货装置的生产数量就已经突破了10000台。此时卸货装置的应用领域主要以汽车工业、FMS和FAS。美国卸货装置研发公司在原有技术基础上,不断创新把卸货装置研发技术发展到巅峰水平,从而使得小车搬运货物的运输量更大、小车移载的时间更短、同时具有在线自动充电的功能,卸货装置和控制系统性能更可靠。

电力驱动卸货装置的设计
卸货装置主要包括七个基本动作:直线行走、转弯、停车、取货、送货、避障和跟踪。
卸货装置在正常情况下能够按照上位机或触摸屏给出的指令在自动化立体仓储中心中自动实现货位和站点准停识别功能,完成自动搬运货物的任务。在特殊情况下,可以采用手动操作控制来实现对卸货装置的控制。
卸货装置的控制可由触摸屏直接操作实现,也可由上位工控机经过无线通讯给 PLC 控制指令实现对卸货装置的控制,但不管采用哪种控制方式,卸货装置的工作过程都是相同的。即开机后系统进行初始化操作,待检测各部件状态均正常后,等待控制指令;一旦接收到控制指令,控制系统就会先判断是执行接货任务还是执行送货操作,明确任务后开始执行相应的控制程序完成接送货任务。
(1)从立体货位的取货操作
 卸货装置根据取货指令确定目标货位和当前货位,并进行比较确定行走方向和高低速。当水平运行至距目标货位1米(距离可以根据地标传感器与货位之间的实际情况设定)时开始低速行驶,到目标货位后,由检测系统进行货物虚实检测。在交换平台上有货物的情况下,卸货装置准确停止到接货位;搬运机械手进行准确定位并伸出货叉,然后货叉微抬货物至货叉高位,随后收回货叉,在检测到货叉回中位后,搬运机械手平移货物至小车的接货位,货叉伸叉并向下移动将货箱平稳放置在小车的载货台上,随后机械手降至低位回叉,搬运机械手回原始位置,这样完成了货物从立体货位到小车载货台之间的一次取货任务;卸货装置载货台下安装的压力传感器检测到载货台上有货物后,向控制系统发送送货指令,小车延时 5 秒后,开始执行从交换平台到目标站点的送货任务。
(2)从接货位到目标站点的送货操作
 该操作是指卸货装置完成从接货位到载货台的取货操作后沿着磁条路径向目标站点运行,到达目标站点后将货物放在站点存货平台的过程。卸货装置完成取货任务后,自动规划接货位到目标站点的最优路径;延时 10 秒钟后开始自动沿着磁道向目标站点行驶,到达目标站点后自动停止,小车向站点工作人员发出取货信号(鸣笛),待货物由站点工作人员完成由卸货装置载货台到站点货物存放平台的搬运工作后;安装在卸货装置载货台底位的压力传感器检测到货物已经被取走,延迟 5 秒钟按照原路径返回到先前接货货位;等待下一条搬运控制指令。
(3)回原点操作
 在卸货装置执行程序过程中,随时会出现因断电或出现故障而导致停机的情况,从而使得卸货装置停留在磁道上的某一位置;由于该系统对位置的控制选用的是相对认址方案,这时智能卸货装置的认址就会出现错误不再准确,需要人工回原点操作来重新认址。一旦接收到回原点指令,卸货装置就会沿着磁道往货位 1 处行驶,在地标传感器检测到货位 1 处地标内部数据时,卸货装置就停止下来,同时返回系统回原点完成信号;完成一次卸货装置回原地操作。


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