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本论文详细论述了现代大型企业中普遍使用的自动化立体仓库设计方案。从堆垛机的特点及构成开始，分析立柱的受力情况，然后推导出立柱的弯矩及挠度关系式，再给出设计数据进行校核，重点设计了货叉伸缩机构的结构设计。设计出了一种体积小、灵敏度高、动作可靠、带柔性装置的堆垛机安全机构的设计方案。本设计通过选用合适的PLC，并设计相应的控制系统进行编程、运行、调试，最终达到设计要求。

一、简介

自动化立体仓库是高层货架仓库的升级版,又称为自动仓储系统(AutomaticStorage&RetrievalSystem,AS/RS)。它是现代物流管理技术的核心,主要由高层货架、巷道式堆垛起重机、通讯系统、现场总线、电气控制系统、计算机管理监控系统、搬运小车、货箱或托盘等设备组成。采用变频调速、出入库输送信息系统、三维条形码识别、红外通讯、载波通讯、射频数字通讯、光电检测、人机界面等技术实现手动或自动控制、计算机集中监管控制、并可与上级计算机联网组成内部局域网,从而实现管理、监控、执行一体化的全自动仓储物流管理系统。

自动化立体库由以下部分组成:

高层货架:用于存储货物的钢架结构。目前主要有焊接式货架和组合式货架两种形式。

托盘（货箱）：用于承载货物的工具，亦称工位器具。

巷道堆垛机:用于自动存取货物的设备。按结构形式分为单立柱和双立柱两种形式；按服务方式分为直道、弯道和转移车三种形式。

输送机系统:立体库的主要外围设备，负责将货物运送到堆垛机或从堆垛机将货物移走。输送机种类非常多，常见的有辊道输送机，链条输送机，升降台，分配车，提升机机，皮带机等。

AGV系统:即自动导向小车。根据其导向方式可分为感应式导向小车和激光导向小车。

自动控制系统:驱动自动化立体库系统各设备的自动控制系统。目前以采用现场总线方式为主。

库存信息管理系统:也叫中央计算机管理系统。是全自动化立体库系统的控制核心。目前典型的自动化立体库系统均采用大型的数据库系统（如ORACLE，SYbase等）构筑典型的客户机/服务器体系，可以与其他系统（如ERP系统等）联网或集成。

自动化立体仓库的优越性是多方面的，主要有以下几个方面。

(1)立体化设计提高空间利用率

早期立体仓库构想的基本出发点就是提高空间利用率，节约土地已与节约能源、保护环境等更多方面联系起来。仓库的空间利用率与其规划是紧密相连的，一般来讲，立体仓库的空间利用率为普通仓库的2～5倍。

(2)先进的仓储系统提高企业生产管理水平

传统的仓库只是货物的储存场所，仅有保存货物的功能，属于静态储存。立体仓库则是采用了先进的自动化货物搬运设备，不仅能在仓库内按需要自动存取货物，而且还可以与仓库以外的生产环节进行有机地连接，并通过先进的计算机管理系统和自动化物料搬运设备使仓库成为企业生产管理中的重要环节。

(3)加快货物存取，减轻劳动力的投入，提高生产率

建立以自动化立体仓库为核心的物流系统，其优越性还表现在自动化立体仓库具有快速的出入库能力，能够妥善地将货物存入立体仓库，并及时自动地将生产所需零部件和原材料送达生产线。同时，立体仓库系统减轻了工人综合劳动力投入。

(4)有效减少库存资金的积压

为了满足预期的生产能力和生产要求，就必须准备充足的原材料和零部件，这样，库存积压就成为较大的问题。如何降低库存资金积压的同时充分满足生产需求，已经成为大型企业面对的重要问题。自动化立体仓库系统可以有效解决这一问题。