专业综合设计与实践----现代物流模拟系统（仓储单元）
机械手装配机，步进电机控制的机械手搬运机等组成。
2）缓冲单元
缓冲单元主要由可编程控制单元，带式传送机，斗式缓冲库，气动装料，移货装置，货物检测传感器等组成。
3）堆垛单元
堆垛单元主要由可编程控制单元，带式传送机，链式传送机等组成。 4）仓储单元
仓储单元主要是由可编程控制单元和单元货格式仓库组成。单元货格式仓库由高层货架、具有位置控制的巷道起重机、接收货物载货台等组成。巷道起重机由运行机构、起升机构、货物托盘机构组成。
2、仓储单元主要功能
仓储单元主要完成货物的自动仓储。货物由堆垛单元输送到接收货物载货台后，直流电机M11启动,正转90度后停止, 巷道起重机M13起动到位,直流电机M12启动正转,将货物推至货物托盘机构,确认货物推放到位后,M11,M12反转回到原位判断A号货架是否有空位,没有的话再判断B货架是否有空位,步进电机启动,巷道起重机移至空位处,货物托盘机构存货,货物存入仓库后,货物托盘机构回道原位,巷道起重机回去货位。其传送过程框图如图2所示：
堆垛单元接收货物载货台货物托盘机构高层货架 图2 传送过程框图 3、仓储站的组成和工作原理
a、仓储站组成：载货台、货物托盘结构、高层货架。
1）载货台：主要由二个直流电机和三个接近开关组成。一个电机用来链式传送，一个用来进行0度到90度转动。
2）货物托盘结构：主要由一个步进电机、一个伺服电机、一个直流电机和5个接近开关组成。步进电机用来对巷道起重机上下控制，伺服电机用来对巷道起重机左右控制，直流电机用来对托盘前后控制。
3）高层货架：由行程开关等组成。行程开关用来指示次位置是否有货物堆放。
b、仓储站的工作原理：在初始状态接受货物载物台位于初始位置（0°），
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链式传送带把货物从堆垛单元传到载物台后，载物台的接近开关发出信号，PLC接收到信号且驱动中间继电器使载物台旋转90°（有一接近开关检测角度是否到位），同时托盘前移，靠近载物台，货物转移到起重机的托盘上。高层货架上的行程开关给PLC一个信号，PLC驱动起重机向货架方向移动，并将货物存储在高层货架的空闲位置上。
三 、工作方案选择
1、存储单元控制面板
JOGAUTOAUTOPOWERMODERESETSTARTHOLDONOFF 图3.1 存储单元控制面板图 （1）、仓储单元电源控制区域（POWER） OFF：急停按钮，可切断仓储单元电源； ON：仓储单元上电。 （2）、仓储单元自动操作区 RESET：复位按钮； STARE：自动运行开始； HOLD：进给保持。
（3）、仓储单元功能选择旋钮（MODE）
功能选择旋钮可选择自动（AUTO）或手动（JOG）。 （4）、仓储单元手动操作区域（JOG START）
X回零：首次开机必须执行该操作，使巷道起重机回零； Z回零：首次开机，必须执行该操作，使货物托盘回零； 托盘前：托盘向前运动；托盘后：托盘向后运动；
接受：当满足接受条件时（如：接受货物载货台上有货等），每按一下完成货物托盘从接受货物载货台上获取动作的一步（共7步）；
仓储：将货物送至高层货架堆放。
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2、仓储单元操作步骤
（1）、开机
A、合上总电源开关QS1（在仓储单元电柜右侧）B、拧开操作面板急停按钮C、按操作面板上的电源ON 按钮，仓储单元启动，并进入可工作状态。
（2）、关机
A、确认机床可动部分已停止运动；B按操作面板上的急停按钮，关闭PLC单元和驱动单元等；C、关闭总电源开关QS1。当仓储单元开机后，即可进行受动操作，在无报警的情况下，通过面板转换开关可使本单元处于自动操作模式。
（3）、回参考点
A、首先应确保机床已正常起动；B、将操作方式置于手动方式下；C、将接收货物载货台和货物托盘机受动操作到安全位置；D、确保在回参考点时，各可移动部件不会产生碰撞；E、按下Z回零按钮，执行Z轴回零操作；F、Z轴到达零点后，Z回零按钮指示灯亮；G、按下X回零按钮，执行X轴回零操作；H、X轴到达零点后，X回零按钮指示灯亮。 3、仓储单元设计方案结构图
程序写入PLC驱动电路收到信号接收货物载货台检测开关检测货物到位高层货架货物托盘结构载货台旋转90度 图3.2 仓储单元设计方案结构图
4、技术路线
主要是以PLC可编程控制器的的编程为核心配合传感器检测技术、、电机驱动技术、机械结构与系统安装调试技术、电气技术基本技能及故障检测技术技能完成物件的仓储功能。
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P按钮开关控制检测开关LC驱动电路伺服电机驱动电路步进电机图3.3 仓储技术路线
a) 元器件选择 1、行程开关
行程开关是依靠产生机械运动的行程位置而动作的开关电器，利用它可以
检测机械的动作位置。行程很小的开关称为微动开关。当外界撞块压下操作按钮时，触电闭合；撞块离开时，触点断开。
2、步进电机
步进电机是一种将电的脉冲转换成相应的角位移的急电执行元件，常用在开环数字控制系统中。目前常用的是反应式步进电机。其中又分为伺服步进电机和功率步进电机
步进电机按照输入脉冲的分配，一步一步地运动。以三相步进电机为例，若按A-B-C-A的方向顺序通电，则电机正转；若按A-C-B-A方向顺序通电，则电机反转。从一相通电接到另一相通电，叫做一拍。每一拍，转子就旋转一个步距角。上述为三相三拍运行，若按A-AB-B-BC-C-CA-A顺序通电，则称之三相六拍运行，其步距角减小一半。
步进电机的主要参数有：
步距角θ：步进电机每接受一个脉冲信号所能转过的角度，称为步距角θ，
??其中 N—拍数；Z—齿数。
360? N?Z启动频率：步进电机能够不丢步地由静止启动，并进入正常云心的驱动电源的最高频率。它可以分为空载启动频率和负载启动频率两种，其值随负载大小和性质而异。
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连续运行频率：步进电机启动后，电机运行速度能跟随控制脉冲频率连续上升而不失步的驱动电源的最高频率。
最大静转距：当步进电机不改变通电状态，转子不动时，在轴上加一负载转距，能保持稳定的最大值。
静态步距角误差：空载时以单脉冲输入，步进电机的实际步距角与理论步距角之差。取决于制造精度。
3、步进电机驱动
驱动器只能在脉冲和方向控制方式；当输入脉冲信号时，电机会按照初始的方向旋转，（初始方向和电机的接线有关，互换两向可以改变电机初始运行方向），当改变方向信号的电平时，电机就会按初始方向的反方向旋转。
当驱动器工作在脉冲和方向控制方式时，DIN控制信号输入端口时方向信号的输入端口，外加电平编号可以控制电机运转方向，为保证可靠的响应，方向信号应至少先于脉冲信号至少50us建立。
4、元器件的选择 元器件 型号 数量 1 三菱 备注 可编程控制器FX2N-64MR/MT （PLC） PLC驱动装置 空气开关 继电器 断路器 变压器 FX2N-20GM DZ47-60 C15 MY4N CJX1-9 GBK3-1000 1 8 8 2 1 1 三菱 CHINT OMRON CHINT 220/45，220/30，50~60HZ 步进电机驱动模Kinco 2M530 MICRO 块 步进电机 23M83414 MSWOL-35269 2 巷道起重机运动 - 9 -