摘 要随着信息科学技术的迅速发展和经济发展的全球化，企业管理经营模式和社会生产 制造模式都在不断的变革。
物流运输行业的关注度越来越高，自动化立体仓库是这些行 业中的核心部分，它取代了传统搬运货物的方式，实现无需耗费人员体力和时间的物流 管理，对提高生产率、降低制造成本有着重要意义。
在物流行业的不断发展背景下，对 自动化立体仓库的需求越来越大，并且对他的功能和性能要求也在不断提高，而堆垛机 以及其控制系统是自动化立体仓库的核心部分，因此它的设计研究和创新变革直接影响 了物流行业的发展趋势、企业生产效率和经济效益。
堆垛机在正常工作的情况下有三个方向的运动，包括水平方向的横向运动、竖直方 向上的纵向移动和货叉机构的伸缩运动，通过三个不同功率的减速电机作为驱动。
设计 时首先对堆垛结构建模，然后对上下横梁、立柱和货叉机构的强度和刚度的计算校核， 以及对紧固件、连接件、轴承等标准件的选择。
在控制系统方面，主要的控制方案是实 现堆垛机的三个方向的运动，通过定位与操作实现货物的存入取出。
同时为了保证可靠 性和操作性，控制系统中包含了自动操作和手动操作两个部分。
本课题中堆垛机及控制系统设计主要是对堆垛机的机械结构，材料选取，运行方案 以及对控制方式的研究，培养我们对机械设计和电气设计的综合能力，结合现实生产和 所学的基础知识加以分析优化，最后完成所要求的设计任务，并叙写设计说明书，运用 计算机绘画相关部件结构和电气接线图，提高学生的综合设计能力。
关键词：堆垛机，自动化仓库，物流ABSTRACTWith the rapid development of globalization, information science and technology and economic development, business management business model, manufacturing model, and the changing social production. We pay more attention to the logistics and transportation industry,the core part of the automated warehouse, these industries, which replaces the traditional cargo handling, no logistics management personnel strength and timeconsuming, increase productivity and reduce production costs significance. Automated warehouse, functional and performance requirements in the context of the continuous development of the logistics industry, demand is also rising, stackers, as well as its control system is the core part of the automated warehouse, so the design research and innovation and change logistics industry development trends, productivity and economic efficiency.Stacker in the case of normal work in three directions of movement, lateral movement, including the horizontal direction of longitudinal movement in the vertical direction and fork institutions telescopic movement, as driven by three different power geared motors. The design of first stacking structure modeling, and then check on the calculation of the strength and stiffness of the upper and lower beams, columns and fork, as well as fasteners, connectors, bearings and other standard parts selection. Control systems, the main control program is the movement of the three directions of the stacker, remove the positioning and operation of cargo deposited. Meanwhile, in order to ensure reliability and operational control system contains two parts of the automatic operation and manual operation.Stacker and its control system design in this subject is mainly the mechanical structure of the stacker, material selection, run the program, and control mode, to develop our mechanical design and electrical design, combined with the actual production and the basics of optimization analysis, the final completion design tasks, narrative design specifications, using computer graphics components of the structure and electrical wiring diagram to improve students' design capabilities.Key words:stacking cranestacking crane,Automated warehouse, Logistics目 录1 绪论 (1)1.1 研究背景及内容 (1)1.2 堆垛机的结构设计概述 (2)1.3 堆垛机所受载荷的简化方法 (3)2 堆垛机立柱和上下梁设计计算 (5)2.1 门架的弯矩和扰度 (6)2.2 设计数据计算和校核 (10)3 堆垛机伸缩货叉机构的设计计算 (13)3.1 货叉的扰度与强度 (13)3.2 货叉各参数的选择 (18)3.3 货叉内部零件的选取与校核 (18)3.4 货叉装置中的减速电机的选取 (20)4 堆垛机行走机构的设计计算 (22)4.1 堆垛机走行轮的设计计算及其校核 (22)4.2 行走装置的SEW减速电机的选取 (23)5 堆垛机升降机构的设计计算 (24)5.1 升降机构零部件的设计计算 (24)5.2 升降机构的卷扬机构的设计 (24)5.3 升降机构链传动设计 (24)6 堆垛机控制部分设计 (26)6.1 堆垛机的工作过程分析 (26)6.2 堆垛机位置控制 (27)6.3 控制方案的比较选择 (30)6.4 PLC的选型 (31)7 总结 (35)参考文献 (36)致谢 (37)附录 (1)1绪论近年来，随着企业生产与管理的不断提高，越来越多的企业认识到物流系统的改善 与合理性对企业提高生产率、降低成本非常重要。
堆垛机是自动化立体仓库中最重要的 起重堆垛设备。
本文着重就堆垛机的结构设计进行初步研究。
1.1 研究背景及内容1.1.1 研究背景及意义当今在物流行业和制造行业中，对自动化立体仓库的研究已经有很长一段时间了， 对堆垛机本体的结构设计也出现了各种各样的方案，但普遍是为了达到这几个要求：自 动化的存储方式，存储空间的高效利用，定位精度和响应的快速性，方便管理，降低成 本等。
以改变传统的搬运方式节约时间和减少人力劳动损耗。
世界主要工业国家都把重点放在开发可靠的新产品和高性能的设备上，同时根据实 际仓库类型提高实用性和安全性。
在堆垛机的设计上，我们和当今的工业大国还有很大 的差距，因此我们更好不断的学习借鉴，攻克关键技术，推出新型号的和新技术的堆垛 机。
希望通过我们的不断努力，设计出安全、高速、可靠性、功能强大的堆垛机，造就 便捷的、存储量强大的自动化立体仓库，使得我们国家的工业水平和物流水平保持快速 的发展。
1.1.2 文献综述本设计中引用的文献主要内容包括堆垛机结构原理、材料力学的校核方法、控制系 统的认真定位以及PLC的型号特点等。
堆垛机类型有很多种，比如：单立柱式、双立柱 式；地面支承式和悬挂式等，根据所设计的仓库特点结合参考文献中列举出的优缺点进 行方案比较，以便下一步的设计。
在结构设计的过程中，还需要对所设计的零部件进行 强度和刚度以及使用寿命进行校核，根据参考文献中提出的不同工况进行分析计算。
在 控制方案中主要采取了光电开关和行程开关想结合的定位方式。
PLC 是常用的控制器之 一，它有可靠性高、方便灵活的特点，可以通过编写不同的程序来达到不同的控制效果。
1.1.3 研究的内容（1）分析课题的内容和设计要求及其意义。
立体仓库主要用于自动化生产线中暂存环节，堆垛机则完成存取货物控制，对生产 过程控制有着重要意义设计要求：纵向行程1600mm，垂直方向600mm，物料重量10kg。
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，计 算机控制原理图一张，设计图纸总量不少于2 张A0。
设计计算说明书一本。
（2）堆垛机的驱动装置，选型与校核。
（3）通过功率、速度等参数的计算、完成堆垛机运行机构的选型和计算。
（4）堆垛机的控制系统及电气接线原理图，元器件选择。
（5）对堆垛机的立柱、上下横梁的强度、局部稳定性和整体稳定性的检验。