自动分拣出入库设备及控制系统设计

上海电机学院毕业设计任务书课题自动分拣出入库装置及控制系统设计专业机械电子工程年级2007级姓名王宗淏学号091102070504学院（系）院长（签字）指导教师（签字）2010年11月30日注：本任务书由上海电机学院教务处印制。任务书反面：题企业课题自动分拣是存储物件最有效的方式，对取物和存物控制可以实现自动控制，本课题主要对这种控制进行研究，以解决有效的解决方案，使学生掌握分拣和出入库装置的构造及其控制方式。设计任务及主要技术参数输入电压：200~240V 外形尺寸：800，200，800 两排环境：­5~40 度，湿度《70% 最大快进速度 2m/min；定位精度±1mm。要求：文献翻译20000印刷符号。完成工作平台总装配图一张，若干部件图和零件图，采用单片机控制原理图一张，设计图纸总量不少于2张A0。设计计算说明书一本。2010.11-2010.12收集资料、调研、翻译外文技术资料，完成开题报告。2010.12-2011.1研读资料，拟定设计方案。2011.1-2011.3完成设计草图，作必要的设计计算。2011.3-2011.4最终完成总装配图，以及部件图和零件图设计。2011.4-2011.5完成控制系统设计，撰写设计计算说明书。2011.6答辩准备及答辩。以上各项由指导教师填写（请用钢笔填写）自动分拣出入库设备及控制系统设计自动分拣出入库设备及控制系统设计 I 摘要本文介绍了国内分拣装置的发展现状，以及存在问题，同时介绍了可编程控制器的工作原理，选型依据。设计了一种基于 PLC 的全自动分拣机，详细介绍了所选用的 FX2N­80MT PLC，根据设计要求对PLC的输入输出I/O进行了分配，并且编写系统运行的梯形图。关键词：分拣装置，光电传感器，PLC自动分拣出入库设备及控制系统设计 II ABSTRACT This paper introduces the development of the domestic status quo sorting devices, as well as existing problems, and introduced a programmable controller at the same time the working principle of selection basis. A PLC­based design of the automatic sorting machines, introduced in detail the choice of FX2N­80MT PLC, according to the design requirements of the input and output of the PLC I / O for distribution, and the preparation of the ladder diagram system operation. Key words: Sorting Device, Photoelectricitysensor, PLC自动分拣出入库设备及控制系统设计 III 目录1绪论.......................................................................................................1 1.1 本课题设计的背景........................................................................................1 1.2 本课题设计的内容........................................................................................2 1.3 本课题设计的目的和意义.............................................................................2 2系统控制方案的确定............................................................................4 2.1 自动化分拣出入库的概述..............................................................................4 2.2 采用PLC控制分拣出入库的优点..................................................................4 2.3 系统设计的基本步骤......................................................................................5 2.4 系统控制方案..................................................................................................5 3系统硬件设计........................................................................................6 3.1 直线滚动导轨副的计算与选型（垂直）.......................................................6 3.2 直线滚动导轨副的计算与选型（横向）.......................................................8 3.3 直线滚动导轨副的计算与选型（纵向）.....................................................10 3.4 滚珠丝杠螺母副的计算与选型.....................................................................11 3.5 回转齿轮.......................................................................................................11 3.6 步进电动机的计算与选型............................................................................13 3.7增量式旋转编码器的选用.............................................................................16 3.8步进电动机的驱动电源选用..........................................................................16 3.9 可编程控制器(PLC)的选型...........................................................................20 3.10微动开关的选择...........................................................................................27 3.11 PLC输入输出分配表...................................................................................28 4系统控制软件设计..............................................................................29 4.1 PLC梯形图概述............................................................................................29 4.2 三菱编程软件的特点....................................................................................30 5结论.....................................................................................................31 参考文献 ................................................................32 致谢 .........................................................................................33 附件.........................................................................................................34自动分拣出入库设备及控制系统设计 1 1绪论 1.1 本课题设计的背景分拣出入库一般是指采用几层、十几层乃至几十层高的货架储存单元货物，用相应的物料搬运设备进行货物入库和出库作业的仓库。由于这类仓库能充分利用空间储存货物，故常形象地将其称为“分拣出入库”。分拣出入库的产生和发展是第二次世界大战之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分拣出入库；50 年代末 60 年代初出现了司机操作的巷道式堆垛起重机分拣出入库；1963年美国率先在高架仓库中采用计算机控制技术，建立了第一座计算机控制的分拣出入库。此后，自动化分拣出入库在美国和欧洲得到迅速发展，并形成了专门的学科。60年代中期，日本开始兴建分拣出入库，并且发展速度越来越快，成为当今世界上拥有自动化分拣出入库最多的国家之一。我国对分拣出入库及其物料搬运设备的研制开始并不晚，1963年研制成第一台桥式堆垛起重机（机械部北京起重运输机械研究所），1973 年开始研制我国第一座由计算机控制的自动化分拣出入库（高15米，机械部起重所负责），该库1980年投入运行。到目前为止，我国自动化分拣出入库数量已超过 200 座。分拣出入库由于具有很高的空间利用率、很强的入出库能力、采用计算机进行控制管理而利于企业实施现代化管理等特点，已成为企业物流和生产管理不可缺少的仓储技术，越来越受到企业的重视。自动化仓库应用范围很广，几乎遍布所有行业。在我国，自动化仓库应用的行业主要有机械、冶金、化工、航空航天、电子、医药、食品加工、烟草、印刷、配送中心、机场、港口等。 1969年美国数字设备公司（DEC）研制书世界第一台可编程控制器，并成功地应用在美国（GM）的生产线上。但当时只能进行逻辑运算，故称为可编程逻辑控制期，简称PLC（programmable logic controller）。 70 年代后期，随着微电子技术和计算机的迅猛发展，使 PLC 从开关量的逻辑控制扩展到数字控制及生产过程控制域，真正成为一种电子计算机工业控制装置，故称为可编程控制器，简称 PC（programmable controller）.但由于 PC 容易与个人计算机（programmable computer）相混淆，故人们仍习惯地用PLC作为可编程器的缩写。 1985年国际电工委员会（IEC）对PLC的定义如下：可编程控制器是