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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 武汉生物工程学院毕业论文 设计）开题报告题目名称；立体仓库自动分拣系统设计 题目类别；机械设计制造及自动化系别；机电工程系 专业班级； 2007 级机械设计制造 01 班 同学姓名；杨康 指导老师；程加斌博士辅导老师；程加斌博士 开题报告日期； 2022 年 05 月 15 号名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 讨论现状通过调查发觉,立体仓库自动分拣系统在国民生产中起到了特别大的作用；在很多领域发挥了不行替代的作用,比如物流配货中心、快递公司的快件处理中心、邮政分拣部
2、门,机场行李分拣和安检等都起着重要的作用；自动分拣系统是先进配送中心所必需的设施条件之一；具有很高的分拣效率,通常每小时可分拣商品6000-12000箱；可以说,自动分拣机是提高物流配送效率的一项关健因素；自动分拣机是自动分拣系统的一个主要设备,它本身需要建设短就40-50M ,长就 150-200M 的机械传输线,仍有配套的机电一体化掌握系统、运算机网络及通信系统等,这一系统不仅占地面积大,动辄 20000 平方 M 以上）,而且仍要建3-4 层楼高的立体仓库和各种自动化的搬运设施 10-20 年才能收回；系统的组成如叉车）与之相匹配,这项巨额的先期投入通常需要花自动分拣系统一般由掌握装置、
3、分类装置、输送装置及分拣道口组成；掌握装置的作用是识别、接收和处理分拣信号,依据分拣信号的要求指示分类装 置、按商品品种、按商品送达地点或按货主的类别对商品进行自动分类；这些分拣需求 可以通过不同方式,如可通过条形码扫描、色码扫描、键盘输入、重量检测、语音识 别、高度检测及外形识别等方式,输入到分拣掌握系统中去,依据对这些分拣信号判 断,来打算某一种商品该进入哪一个分拣道口；分类装置的作用是依据掌握装置发出的分拣指示,当具有相同分拣信号的商品经过 该装置时,该装置动作,使转变在输送装置上的运行方向进入其它输送机或进入分拣道 口；分类装置的种类很多,一般有推出式、浮出式、倾斜式和分支式几种的装置
4、对分拣 货物的包装材料、包装重量、包装物底面的平滑程度等有不完全相同的要求；输送装置的主要组成部分是传送带或输送机,其主要作用是使待分拣商品贯穿 过掌握装置、分类装置,并输送装置的两侧,一般要连接如干分拣道口,使分好类的商 品滑下主输送机 或主传送带）以便进行后续作业；1 / 16 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 分拣道口是已分拣商品脱离主输送机联接在一起,当2.交叉带式分拣系统 Carbel Sorting 由主驱动带式输送机和载有小型带式输送机的台车车”移动到所规定的分拣位置时,转动皮带,完成把商品分拣送出的
5、任务；由于主驱动 带式输送机与“小车 ”上的带式输送机呈交叉状,故称交叉带式分拣机；主要优点 /性能参数3、分拣才能,一般达60007700个/时；1、相宜于分拣各类小件商品,如食品、化妆品、衣物等；2、分拣出口多,可左右两侧分拣；注：大型交叉带式分拣系统一般应用于机场行李分拣和安检系 分 类 依据作业现场的详细情形可分水平循环式或直行循环式；3. 斜导轮式分拣机 Line shaft Diverter 2 / 16 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 当转动着的斜导轮,在平行排列的主窄幅皮带间隙中浮现、下降时,达到
6、商品的分 拣目的；主要优点 /性能参数 1、对商品冲击力小,分拣轻柔；2、分拣快速精确；3、适应各类商品,只要是硬纸箱、塑料箱等平底面商品；4、分拣出口数量多； Pallet sorting system 4. 轨道台车式分拣机 被分拣的物品放置在沿轨道运行的小车托盘上,当到达分拣口时,台车托盘倾斜30 度,物品被分拣到指定的目的地；分 类 1、可三维立体布局,适应作业工程需要；2、牢靠耐用,易修理保养；3、适用于大批量产品的分拣,如报纸捆,M 袋等；4、摇臂式分拣机 Swing Arm Diverter被分拣的物品放置在钢带式或链板式输送机上,当到达分拣口时,摇臂转动,物品 沿摇臂杆斜面滑到
7、指定的目的地主要优点 /性能参数 1 结构简洁 价格较低 2 垂直式拣选系统 Vertecal Picking System 垂直式拣选系统 又称折板式垂直连续升降输送系统 是不同楼层间平面输送系 统的连接装置；依据用途和结构的不同,有从某楼层分拣输送至某楼层；从某楼层分拣 输送至不同的各楼层；从某楼层分拣输送至某楼层的不同出口方向；分拣系统特点1,轻柔平稳的单个处理 由于其内在的敏捷性,系统能快捷自动地适应于物件不同的尺 寸、重量和条型码信息等；交叉带的加速起动是完全受控的,因此,物件会在分拣过程中保持它们的位置和方向,而不会在加速和减速时翻转和滚动；2,牢靠性和易保护性分拣系统由免保护的直
8、线电机驱动,而每个交叉带都由标准的、免保护的无刷直流伺服电机控3 / 16 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 制；由于在驱动系统中排除了机械接触,并在系统与交叉带单元的数据交换中采纳了红外 通讯,整个系统的磨损被降低到最小；整体而言,该分拣机有着最少的可磨损部件；任何 损耗部分都可被极快和极便利地替换；如某一交叉带单元中的部件在运行中发生损耗,就 该单元的动作可通过掌握系统被暂时中止,而待系统终止运行后再予以修理；3, 地敏捷 的系统设计 系统由预制的模块组成,从而使现场安装得以简化,并确保系统在安装后亦 易于改建
9、和扩展；系统能回旋于不同楼层间和适于低建筑高度的特性,使其能极大地节约 空间,和适应于新的或已建成的工作场地；自动分拣系统功能：1,具有广泛的物品处理才能可适应易碎物品的分拣处理,可适应在分拣全过程中需保持其精确的位置方向物品的分拣处理；适应分拣处理的物品尺寸变化范畴大；2,分拣处理无落差 可使物品的分拣过程做到无落差处理,防止显现物品在分拣过程中出现损坏现象； 3,高效率低噪特殊的设计达到了高效率和低噪音的水平,可在限定的几个小时内能集中处理几万件物品；4,网络化该设备在光、机、电一体化的基础上同时融入了网络技术,从而做到物品信息一次输入,然后在分拣、核对、制单、跟踪查询等多次使 用,使其成
10、为信息网、金融网和实物网的重要汇接技术合成系统设备；讨论的目的和意义目前全球经济高速的进展,货物流通频繁,为了适应国名经济的进展,讨论高性能的自动 分拣装置是特别有必要的,不仅可以在很大程度上缩短货物入库的时间,提高工作效率,而且可以在猛烈的市场竞争中赢得先机；同时为了适应现代物流处理市场的进展和物流中 各类物件种类和数量不断增长趋势,开发研制高速包件分拣机也是很有必要的；4 / 16 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 分拣作业是物流配送中的一个关键环节,它指的是依据顾客订货要求或配送中心送货计 划,快速、精确地将
11、商品从储位或其他区域拣出,并依据肯定方式进行分类、集中,等待 配装送货的作业过程；分拣是配送中心作业中最繁锁、工作量最大的环节,也是配送中心 作业系统的核心；如今,商品经济逐步深化,社会需求出现出向小批量、多品种方向进展 的趋势,配送商品的种类和数量急剧增加,这使得分拣作业在配送中心作业的比重越来越 大,而客户对配送服务和质量的要求也越来越高；分拣作业的速度和质量直接关系到整个 配送中心的信誉和服务水平,分拣系统的建设也成为配送中心特别重视的问题之一；分拣系统的进展简况最初的分拣系统是完全基于人力的作业系统,通过人工搜寻、搬运货物来完成货物的提 取；在这种系统中,书面文件的制作和查找、人工搬运
12、等铺张了庞大的人力物力,作业效 率低下,明显无法满意现代化物流配送对速度和精确性的高要求；随着科学技术的飞速进展,分拣系统中开头运用各种各样的自动化机械设备,运算机掌握 技术和信息技术成为信息传递和处理的重要手段；虽然在多数的分拣系统中,某些作业环 节仍需要有人工的参加,但作业强度已越来越小,完全由机械完成分拣作业的自动分拣系 统也应运而生；机械化、自动化、智能化成为现代分拣系统的主要特点与进展趋势；现代物流配送中,高科技的应用为作业效率和质量的提高供应了坚实的技术保证；现代化 的分拣系统逐步成为物流机械化系统、信息系统以及治理组织系统的有机组合；物流机械 化系统主要是各种物流设备的有效组合和
13、配置,信息系统是分拣信息和掌握信息等流淌的 载体,治理组织系统负责设备、人员的调度,掌握系统总体的运作模式；运算机掌握技 术、信息技术以及物流自动化机械成为现代分拣系统的重要组成部分与整个物流业的大环境相像,我国在分拣系统和技术方面相对发达国家仍比较落后,人工作业的情形仍比较普遍,电子标签、RF 技术等帮助拣选系统的生产和使用仍不多,自动拣选系统更是寥寥无几；总的来说,我国分拣系统的应用出现出集约化程度低、自动化 系统和设备应用范畴不广泛的特点；阻碍自动化拣选系统进展的因素有很多,有些就是与我国整个物流业存在的问题相一样 的；物流标准化就是我国物流业长期关注的一个问题；商品的条码化、包装的标准
14、化等是5 / 16 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 自动化拣选系统得以顺当运行的保证,而在我国,由于商品包装箱指运输包装）上基本没有印刷条码,商业系统至今尚没有仔细讨论过运用自动分拣机；另外,由于一个公司或 企业往往无法左右整个行业的进展,一些大企业倾向于开发适合自己业务特点的系统,这 又进一步造成了实际中接口的障碍；自动化设备和系统的价格问题也是另一个阻碍因素,小企业一般无力购进高价设备；如今,国际竞争日益加剧,为了进展我国物流业,国内的很多企业和政府部门也在做更大 的努力,也已取得了肯定的成效；随着对物流业的
15、重视,国内一些物流设备生产企业在分 拣设备的生产制造上也取得了肯定的进展；例如,太原刚玉仓储设备公司和贵阳普天通信 机械厂已设计生产货架电子标签拣选系统、小车式数字显示拣选系统、邮件自动分拣系统 等；在自动拣选技术和系统方面,自动分拣技术在20 世纪 70 岁月被引入国内,我国的邮政系统最早并已多年使用自动分拣设备,并在长期的实践中不断创新、不断进步；例如,邮电部相关部门相继开发和研制出具国际水平的CORE-NT 自动分拣系统,性价比很高的扁平邮件高速自动分拣系统；上海邮政通用技术设备公司研制胜利了速递邮件网络化自动分拣系统等；纵观以上的情形,讨论新一代的,高性能的自动分拣系统是很有必要的；它
16、对国名经济的进展起到了很发大的作用；目前我国的自动分拣系统相对于欧美发达国家仍是很落后的,人工作业的情形仍比较普遍,电子标签、RF 技术等帮助拣选系统的生产和使用仍不多,自动拣选系统更是寥寥无几；因此这些都阻碍了我过经济的进展,降低了我国商品的国际竞 争力；所以我国肯定要开发更高性能的自动分拣装置,来实现商品的现代化运输,促进经 济更加快速的增长；讨论内容本课题的讨论实际上是一个关于货物合理安排的问题,是物流中的一个重要的环节；物流 是指物品从供应地向接收地的实体流淌过程；依据实际需要,将运输,储存,装卸,搬6 / 16 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 16 页精选学习
17、资料 - - - - - - - - - 运,包装,流通加工,配送,信息处理等基本功能实施有机的结合；它是依据物品的种 类,数量和质量,在最合适的时刻,以最低的成本将其输送到正确的地点,并准时完成物 品信息的传输和修改,以及输送工具的回收的而全过程；所以自动分拣系统的核心内容就 是如何使大量的不同类型的物品自动的放到相应的货架上去而不显现差错,仍有如何识别 不同类型的物品；这是设计这个系统的两大核心的问题；自动分拣系统由合流、分拣识别、分拣分流和分运四个分段构成；合流：商品通过多条输送线进入分拣系统,经过合流逐步将各条输送线上输入的商品合 并于一条聚集输送机上；将商品在输送机上的方位进行调整,
18、便于分拣识别；分拣识别：商品接受激光扫描器对其条形码标签的扫描,或者由通过其他自动识别方 式,将商品分拣信息输入运算机；商品之间保持一个固定值的间距,便于掌握分拣分拣分流：依据不同商品分拣信号所确定的移动时间,使商品德走到指定的分拣道口,启动分拣机构,将商品排离主输送机进入分流滑道排出；本课题的难点就是如何精确无误的分拣出不同的商品,我在这个课题里采纳机械手来分 拣不同的货物；机械手的系统结构框图7 / 16 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 电容开关 传送带电机电感开关可编程掌握器下料气缸电磁阀光电开关滑台电磁阀
19、限位开关机械手电磁阀该装置包含了 PLC掌握技术、位置检测技术、气动技术等,由PLC 三菱 FX1N ）、电动机、开关电源、电磁滑、变频器、传感器等器件,系统的功能子模块有：传动模块；机械手 模块 含真空吸放）；气源处理模块；传感器检测模块；电源模块；可编程掌握器模块；变频器模块；气动电磁阀模块；传感器传感器是将被检测对象的各种物理变化量变为电信号的一种变换器；它主要被用于检测系 统本身与作业对象、作业环境的状态,为有效地掌握系统的动作供应信息；机械手动作的时机需要传感器来赐予,本设计所要用到的传感器包括：电感接近开关,电 容接近开关,光电传感器,滑台限位开关；其中,电感接近开关用于判定元件在
20、传送带上 的位置,电容接近开关用于判定元件的材质,光电传感器用于判定元件颜色,滑台限位开 关是判定滑台的位置；因此合理的应用传感器是本课题所必需的；通过传感器的指令来控 制机械手的行动；机械手驱动系统的掌握设计8 / 16 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 依据分拣机械手的要求,在驱动系统中气缸的运动方式主要有两种：1）直线运动 缸体固定,活塞杆运动）；2）摇摆 缸体固定）；本人依据相关的要求将选用摇摆的方式；摇摆机械手的动作过程如下列图,由 8 步组成：从原点伸出夹紧 P压力继电器）缩回左摆伸出放松P压力继电器）
21、缩回右摆到原点终止一个动 作循环掌握系统的分析设计机械手掌握系统的设计是整个机械手设计的关键和核心；它在结构和功能上的合理划分与奇妙实现,对提高机械手整体牢靠性、有用性具有重要的意义,同时也是降低制造成本、缩短开发周期的有效途径；为此本章在分析了当前机械手广泛采纳的掌握器结构及 PLC 的进展之后,提出了采纳 PLC 的掌握方法；机械手的掌握部分可分为4 个部分：机械手及其感知器、环境、任务、掌握器；机械手是由各种机构组成的装置,它通过感知器的内部传感器实现本体和环境状态的检测和信 息交互；环境即指机械手所处的四周环境；任务是指机械手要完成的操作,它需要适当的 程序语言描述,并把它们存入掌握机
22、中,随着系统的不同,任务的输入可能是程序方式,或文字、图形或声音方式；掌握器包括软件和硬件两大部分,相当于机械手的大脑,它以 运算机或专用掌握器运行程序的方式来完成给定的任务；掌握系统的硬件一般包括 3 个部分：1感知部分用来收集机械手的内部和外部的信息,如位置、速度、加速度传感器可接9 / 16 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 受机械手的本体状态,而视觉、触觉、力觉等传感器可感受机械手的工作环境的外部状 态；2掌握装置用来处理各种信息,完成掌握过程,产生必要的掌握指令,它包括运算机 相应的接口等；3驱动部分
23、为了使机械手完成操作及移动功能,机械手各关节可选用气动、液动、电气等方式驱动；掌握系统 PLC的选型及掌握原理 1） PLC 机型的挑选；在满意功能要求及保证牢靠、保护便利的前提下,力争正确的性价 比；要确定合理的结构形式,合理的安装方式,满意相应的要求等等；2） PLC 种类较多,主要有西门子、三菱、OMRON、FANAC、东芝等,但能配套生产,大、中、小、微型均有配套且目前用得最广泛的的主要是西门子、三菱、OMRON的 PLC；依据相关的要求,我选用的是三菱 FX系列；PLC 相关程序的编写以及 I/0 端口的设定将在后续论文里正式设计出来；讨论方法手段通过参考相关的论文以及相关的书籍来设
24、计这个自动分拣装置,同时也得到了指导老师程加斌博士的大力帮住；10 / 16 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 讨论进度2022 年 09 月至 10 月；确定课题,查阅相关资料,撰写开题报告；2022 年 10 月至 12 月；总体方案设计论证,撰写文献综述；2022 年 01 月至 03 月；编写设计说明书及相关图纸的绘制；2022 年 03 月至 04 月；整理设计资料及答辩预备；2022 年 05 月；论文答辩；文献综述 今后讨论分拣机主要是要提高效率,提高处理的速度,分拣的物品重量比以前更大,识 别更加
25、的精确,占地面积小,成本尽可能的降低；分拣机今后的进展方向是；能够分拣 超大,超重的包裹,分拣效率高,分拣机的处理速度应系列化；高速分拣机除应用在邮 政上,仍应用于其他的流通行业；分拣物品的信息输入应具有多种形式；人工键入,条 形码人工扫描,条形码自动扫描等；同时,分拣设备的易保护性应得到高度的重视,要 削减保护量,使保护变得简洁；分拣机掌握系不仅应具有联网的功能,具有与局域网及 邮政综合网交换数据的才能,仍应使分拣机具有全自动供件,邮件分拣过程监督,故障 判定及警告,邮件路向自动判别,自动打印清单,路单及各种业务数据统计等功能；在 包单合一或取消包裹详情清单后,做到直接入袋,实现真正意义上得
26、自动分拣；目前,在包裹业务中商包的比重越来越大,因尺寸和重量超标而不能上分拣机的以占到 25%-40% ,这部分大件包裹都需要手工处理；为了扩大分拣机的应用范畴,提高分拣机的效 率,减轻工人的劳动强度,应研制开发能够分拣尺寸大,重量重的物品的通用分拣机；此外自动分拣系统使用的条件比较的苛刻,一般的小企业基本用不上,到目前为止的而 在社会上的使用面仍是特别狭窄的,因此仍有必要进行大的改进,使它的应用面更加的 广泛；自动分拣系统的使用条件,自动分拣系统要求使用者具备肯定的技术经济条件,因此在引进和建设自动分拣系统时肯定要考虑一下条件；1 一次性投资庞大自动那个分拣系统本身需要建设短就40-50M
27、,长就 150-200M的机械传输线,仍有配套的机电一体化掌握系统,运算机网络及通信系统等,这一系统不仅占地面积大,动辄 11 / 16 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 两万平M 以上,而且一般自动分拣系统都建立在自动化立体仓库中,这样就需要建3-4层楼高的立体仓库,库内需要配备各种自动化的搬运设施,这些丝毫不亚于 建立一个现代化工厂所需要的硬件投资；这种巨额的投资一般要花 10-20 年才能收 回,假如没有牢靠的货源作保证,就有可能系统都有大型生产企业或大型专业的物流公 司投资,小企业无法进行此项投资；2 对
28、物品外包装要求高 袋装物品,包装底部松软且凸凹不平,易变形,易破裂,超长,超薄,超重,超高,不 能倾覆的物品不能使用一般的自动分拣机进行分拣；虽然可以采纳两种措施来解决物品 外包装问题；一是推行标准化的包装,使大部分物品的包装符合国家标准；二是依据所 分拣的大部分物品的统一包装的特性定制特定的分拣机；但是让全部物品的供应商都执 行国家的包装标准是很困难的,定制分拣机又会使硬件成本上升,并且设备约特别,其 通用性就越差；因此公司要依据经营物品的包装情形来打算是否建或建什么样的自动分 拣系统；综上所述,目前自动分拣系统存在着占地面积大,费用很高,对商品的包装有很高的而 要求,很难做到普及；因此这也
29、是一个很大的弱点,以后需要在这几个方面进行改进；主要参考文献1张建民等 . 机电一体化系统设计M . 北京：北京理工高校出版社,2007.169 183. 12 / 16 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2袁子荣 . 液气压传动与掌握M. 重庆：重庆高校出版社,2007.39 241. 3陈恳,杨向东,刘莉,等. 机器人技术应用M. 北京：清华高校出版社,2006.106 111. 4陈奎生 . 液压与气压传动M. 武汉：武汉理工高校出版社,2001.47 106. 5朱梅,朱光力 . 液压与气动技术M . 西
30、安：西安电子科技高校出版社,2007.177 201. 6常晓玲 . 电气掌握系统与可编程掌握器M. 北京：机械工业出版社,2004.170 226. 7李超 . 气动通用上下料机械手的讨论与开发D. 西安 : 陕西科技高校 ,1993 8齐进凯 . 气动机械手的结构设计、分析及掌握的讨论D. 上海 : 东华高校 ,2006 9万抱负 , 丁保华 , 徐军 , 滕孝来 , 胡明 .PLC 在物料分拣机械手掌握中的应用J. 徐州 :中国矿业高校 ,2007 10 王庭树 .机器人运动学及动力学 .第 2 版. 西安：西安电子科技高校出版社 1990,1212孟繁华 .机器人应用技术 .第 1 版
31、. 哈尔滨：哈尔滨工业高校出版社,1989.613邓星钟 机电传动掌握 第四版 武汉：华中科技高校出版社 2006,10 14刘极峰 机器人技术基础 第一版 北京：高等训练出版社 2006,05 15胡寿松 自动给掌握原理 其次版 北京：科学出版社 2022,02 16秦曾煌 电工电子学 第六版 北京：高等训练出版社 2022,12 17刘莹 吴宗泽 机械设计教程 其次版 北京：机械工业出版社 2022 ,07 18程子华 .PLC 原理与编程实例分析M. 北京 : 国防工业出版社 ,2007.219 291 19章文浩 . 可编程掌握器原理及试验M. 北京：国防工业出版社,2003.56 90. 20常晓玲 . 电气掌握系统与可编程掌握器M. 北京：机械工业出版社,2004.170 226.13 / 16 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 指导老师看法：签字：年月日系审查看法：签字：年月日备注：14 / 16 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 15 / 16 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页,共 16 页