摘要柔性制造系统（FMS）是集成了自动控制技术、人工智能、计算机语言编程组态监控等现代化技术的生产设备。
目前实践教学作为教学过程中的一个环节，是工科院校培养跨世纪创造性人才必不可少的。
为配合卓越工程师试点工作中的课程改革，结合教学研究任务，本设计针对学校实验室的柔性制造系统中的立体仓库环节进行实验前期准备工作。
本设计主要由三层12仓位的立体仓库和四自由度码垛机械手两部分组成。
其中码垛机械手由机械传动部分和电气控制两部分组成，电气控制是由西门子S7-200 CPU224XP型可编程控制器(PLC)、步进电机驱动器、开关电源、位置传感器等器件组成。
在设计过程中，不断参阅相关电气设计规范的资料，参照现有的码垛机的工作模式及控制方法，最终完成PLC为控制核心的码垛单元的PLC控制系统设计，并应用组态软件制作监控仿真界面。
关键词：柔性制造系统；码垛机；立体仓库；PLC；组态ABSTRACTA Flexible manufacturing systems (FMS) is the production equipment, which integrates the automatic control technology, artificial intelligence, computer programming language configuration and monitoring modern technology.The current practice of teaching as teaching process of a part is the training of cross century creative talents in Colleges of engineering is essential. As with outstanding engineer pilot work in the curriculum reform, combined with teaching and research tasks, the design for the school laboratory in the flexible manufacturing system of stereoscopic warehouse links in experimental preparations.This system is mainly composed of three layers of 12 positions of the warehouse and four degrees of freedom palletizing manipulator. The palletizing manipulator is composed of a mechanical drive and an electric control. The electrical control is formed by Siemens S7-200 CPU224XP programmable logic controller (PLC), stepper motor drive power modules, switching power supply, sensors and other devices.During the design process, the author refers a lot of the materials concerning the electrical design specification, refer to the existing palletizer work mode and control method, finally completed the PLC as control core Palletizing unit PLC control system design, and the application of configuration software production control simulation interface.Key words: Flexible manufacturing systems; Palletizer; Stereoscopic warehouse;PLC; Configuration目录摘要²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²I Abstract²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²II 第1章绪论²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²11.1 课题背景²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²11.2 码垛机的概述²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²11.2.1 码垛机在国外的研究现状²²²²²²²²²²²²²²²²²²11.2.2 码垛机在国内的研究现状²²²²²²²²²²²²²²²²²²21.2.3 码垛机的发展趋势²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²31.3 课题的主要研究内容²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²3 第2章码垛机的总体方案设计²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²42.1 码垛机的总体框图²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²42.2 码垛机的结构组成²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²52.3 码垛机的控制方案²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²62.3.1 码垛机的控制功能要求²²²²²²²²²²²²²²²²²²²62.3.2 码垛机的控制方案确定²²²²²²²²²²²²²²²²²²²62.3.3 码垛机的定位方案确定²²²²²²²²²²²²²²²²²²²72.4 本章小结²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²9 第3章码垛机的硬件设计选型及介绍²²²²²²²²²²²²²²²²103.1 电动机的计算选取²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²103.1.1 码垛机的已知参数²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²103.1.2 根据已知参数对电动机的选型计算²²²²²²²²²²²²²103.2 步进电机驱动器的介绍²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²113.3 可编程控制器的选型及I/O分配²²²²²²²²²²²²²²²²²133.3.1 可编程控制器的选型²²²²²²²²²²²²²²²²²²²133.3.2 可编程控制器的I/O分配²²²²²²²²²²²²²²²²²133.4 导轨的形式介绍²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²143.5 滚珠丝杠的介绍²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²153.6 本章小结²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²15第4章码垛机的软件设计²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²164.1 编程软件介绍及使用²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²164.2 码垛机的PLC程序设计²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²184.2.1 码垛机的工作流程²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²184.2.2 码垛机的软件设计²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²204.3 本章小结²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²37 第5章组态王仿真画面的设计²²²²²²²²²²²²²²²²²²²385.1 组态王监控软件介绍²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²385.2 组态王监控软件仿真设计²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²385.2.1 建立组态软件与PLC之间的通讯连接²²²²²²²²²²²²395.2.2 组态画面及监控元素的设计²²²²²²²²²²²²²²²²405.3 本章小结²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²46 结论²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²47参考文献²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²48致谢²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²50附录²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²51第1章绪论1.1 课题背景码垛机是自动化仓库的主要搬运码垛设备，而立体仓库的产生和发展是现代物流体系的要求和信息技术进步的结果，它是在不直接进行人工干预的情况下自动地存储和取出物流的系统，替代了人工搬运码垛，只需定位抓起点和摆放点，两点之间的轨道全由电脑控制，两点直线运动，定位十分准确。