如桥架臂架和门架可以是箱形结构或桁架结构，也可以是腹板结构。金属结构的尺寸和重量占起重机外形尺寸和总重量的很大部分，要在保证强度稳定性和刚度，即保证金属结构不发生破坏不产生过度变形和振动的条件下，尽量减轻结构重量。多数起重机是用电动机驱动的，人力驱动仅适用于起重量很小且搬运距离不大的起重机。与普通电动机比较，起重机专用电动机的起动转矩大转子的转动惯量小机械强度高。交流绕线型电动机用得最多。需要在很大范围内平稳调速时，也可采用直流电动机。自行式起重机和浮游起重机大多采用内燃机或内燃机电机驱动。起重机的操作方式很多，通常是在司机室内操纵也可在地面上用按钮操纵还可以采用有线或无线远距离控制。当要完成固定程序的作业时，可以采用程序控制的方法自动完成多种动作。起重机的故障会引起重大的人身事故和经济损失，因此，在起重机上装有各种起重机安全装置，如防止超载的负荷限制器，限制起重机起重小车或吊具位置的行程开关，防止起重机被大风吹走的起重机夹轨器，以及信号装置等。对臂架型起重机尤其要注意整体稳定性，即保证它在外载荷作用下不发生倾翻。起重机的主要发展趋势是研制更合理的金属结构机构和零部件，以减少金属消耗量发展大起重量的起重机提高工作速度扩大调速范围研究结构振动问题提高金属结构机构和电气设备的可靠性和使用寿命改善司机操作的条件，保证作业安全提高自动化控制程度和扩大远距离控制系统的使用范围尤其是把它们应用到作业频繁的仓库堆垛起重机和环境恶劣的冶金起重机上。研究内容这次所要设计的小型模具柔性制造系统包括立体仓库机械手搬运多工位加工多通道环行线视觉检测五个系统单元。在本次设计任务中，我主要负责立体仓库系统单元中巷式起重机结构的硬件设计，如何运用软件程序使巷式起重机实现货物在仓库中的自动存取和使自动取料机构实现对货物的自动存取。了解立体仓库及自动取料机构的工作原理，以及如何使用组态王软件编写程序来实现人机界面的控制。立体仓库系统单元结构图如图所示。立体仓库系统单元结构图巷式起重机立体仓库自动取料机构巷式起重机由丝杠驱动步进电机光杠气动储取货物机构轴步进电机轴光杠轴气缸滚珠丝杠组成。巷式起重机主要是实现货物在仓库内的自动存取。见图。由货物储备台检测传感器立体仓库型材基体组成。立体仓库主要是实现货物的存储，见图。自动取料机构立体仓库系统单元工作原理通过并联真空吸盘把环行线的立体仓库存取料工位上的货物通过直线气缸使货物被放入巷式起重机，并有巷式起重机把货物放入立体仓库中，立体仓库主要是实现成品半成品的自动存取。自动流程图自动取料机构巷式起重机立体仓库第二章巷式起重机的结构设计巷式起重机主要由步进电机光杆滚珠丝杠气动储取货物机构组成。步进电机的选择步进电机的运动控制步进电机是生产机械上常用的另种运动部件，它具有结构简单，控制方便，定位准确，成本低廉等优点，因而应用十分广泛。目前世界上主要的厂家生产的均有专门的步进电机控制指令，可以很方便地和步进电机构成运动控制系统。步进电机和生产机械的连接有很多种，常见的种是步进电机和丝杠连接，将步进电机的旋转运动转变成工作台面的直线运动。在这种应用中，关系运动直接后果的参数有以下几个发出的控制脉冲的个数步进电机驱动器的脉冲细分数如果步进电机驱动器有脉冲细分驱动步进电机的布距角，即步进电机每收到个脉冲变化，轴所转过的角度丝杠的螺纹距，它决定了丝杠每转过圈，工作台面前进的距离根据以上几个参数，我们可以得到以下结果发出的脉冲个数到达步进电机上，脉冲实际有效数应为步进电机每转过圈，需要的脉冲个数为则发出个脉冲，工作台面移动的距离为要和步进电机配合实现运动控制，还需要在内部进行系列设定，或者是编制定的程序。不同的类型所要编制的程序不同，控制字也有不同，参考其说明书就可以知道这种差异。另外，步进电机控制是要用高速脉冲控制的，所以必须是可以输出高速脉冲的晶体管输出形式，不可以使用继电器输出形式的来控制步进电机。步进电机的原理与选择步进电机的工作原理步进电机是数字控制系统中的执行电动机，当系统将个电脉冲信号加到步进电机定子绕组时，转子就转步，当电脉冲按相序加到电动机时，转子沿方向转动的步数等于电脉冲个数。因此，改变输入脉冲的数目就能控制步进电动机转子机械位移的大小改变输入脉冲的通电相序，就能控制步进电动机转子机械位移的方向，实现位置的控制。当电脉冲按相序连续加到步进电动机时，转子以正比于电脉冲频率的转速沿方向旋转。因此，改变电脉冲的频率大小和通电相序，就能控制步进电动机的转速和转向，实现宽广范围内速度的无级平滑控制。步进电动机的这种控制功能，是其它电动机无法替代的。步进电动机可分为磁阻式永磁式和混合式，步进电动机的相数可分为单相二相三相四相五相六相和八相等多种。增加相数能提高步进电动机的性能，但电动机的结构和驱动电源就会复杂，成本就会增加，应按需要合理选用。步进电动机的特点步进电动机是种作为控制用的特种电机，它的旋转是以固定的角度称为步距角步步运行的，其特点是没有积累误差精度为，所以广泛应用于各种开环控制。步进电机的转速与脉冲信号的频率成正比步距值不容易因为电气负载环境条件的变化而改变,使用开环控制或半闭环控制就能进行良好的定位控制。起制动正反转变速等控制方便。价格便宜,可靠性高。步进电的最大尺寸被包容件在时的最小尺寸不自锁条件和导轨间隙计算当初定导轨的结构形式和尺寸后，应注意作用力的方向和作用点的位置，力求使导轨的倾斜力矩小，否则使导轨的摩擦力增大，磨损加快，从而降低导轨的灵活性和导向精度，甚至回使导轨卡住。其验算公式见下表。滚动导轨在承导件和运动件之间放入些滚动体滚珠滚柱或滚针，使相配的两个导轨面不直接接触的导轨，称为滚动导轨。滚动导轨的特点是摩擦阻力小，运动轻便灵活磨损小，能长期保持精度动静摩擦系数差别小，低速时不易出现爬行现象，故运动均匀平稳。因此，滚动导轨在要求微量移动和精确定位的设备上，获得日益广泛的运用。滚动导轨的缺点是导轨面和滚动体是点接触或线接触，抗振性差，接触应力大，故对导轨的表面硬度要求高对导轨的形状精度和滚动体的尺寸精度要求高。结构形式滚珠导轨图示为平截面的滚珠导轨双形截面的滚珠导轨和圆形截面滚珠导轨。由于滚珠和导轨面是点接触，故运动轻便，但刚度低，承载能力小。常用于运动件重量载荷不大的场合。滚柱滚针导轨滚柱导轨中的滚柱与导轨面是线接触，故它的承载能力和刚度比滚珠导轨大，耐磨性较好，灵活性稍差。如图，滚柱对导轨的不平度较敏感，容易产生侧向偏移和滑动，而使导轨的阻力增加，磨损加快，精度降低。滚柱的直径越大，对导轨的不平度越为敏感。当结构尺寸受限制时，可采用直径较小的滚柱，这种导轨称为滚针导轨。滚柱导轨支承为标准部件，具有安装润滑简单，调整防护容易等优点。其结构如图所示。由于滚柱在封闭的滚道内滚动，故可用于行程很大的导轨上。滚动导轨支撑本体滚柱导向片反射器滚柱导轨可采用标准的滚动轴承，装在偏心轴上，如图所示，以便于调整。其偏心量般取毫米。滚动导轨设计的般问题结构形式的选择滚动导轨按其结构特点，分为开式和闭式两种。开式滚动导轨用于外加载荷作用在两条导轨中间，依靠运动件本身重量即可保持导轨良好接触的场合。闭式导轨则相反。滚珠导轨的灵活性最好，结构简单，制造容易，但承载能力小，刚度低，常用于精度要求高运动灵活轻载的场合。滚柱针导轨刚度大，承载能力强，但对位置精度要求高。滚动导轨采用标准滚动轴承，结构简单，制造容易，润滑方便。宜用于中等精度的场合。为了增加滚动导轨的承载能力，可施预加载荷。这时刚度大，且没有间隙，精度相应提高，但阻尼比无预加载荷时大，制造复杂，成本高。故多用于精密导轨。选择长度般应在满足导轨运动行程的前提下，尽可能使导轨的长度短些。为防止滚动体在行程的极端位置时脱落，运动件的长度应为式中运动件或承导件的长度，计算时取较短者的长度毫米支承点的距离毫米在极端位置时的余量如下图。采用循环式的滚动导轨支承时，运动件的行程长度不受限制。滚动体尺寸和数目滚动体直径大，承载能力大，摩擦阻力小。对于滚珠导轨，滚珠直径增大，刚度增高滚柱导轨的刚度与滚柱直径无关。因此，如果不受结构的限制，应有限选用尺寸较大的滚动体。滚针导轨的摩擦阻力较大，且滚针可能产生滑动。所以尽可能不采用滚针导轨特别是滚针直径小于毫米时。当滚动体的数目增加时，导轨的承载能力和刚度也增加。但滚动体的数目不宜太多，过多会增加载荷在滚动体上分布的不均匀性，刚度反而下降。若滚动体数目太少，制造误差将会显著地影响运动件的导向精度。般在个滚动带归上，滚动体的数目最少为个。经验表明运动部件的重量，使滚柱单位长度上的载荷公斤厘米时对于滚珠导轨，在每个滚珠上的载荷为公斤时，为滚珠直径，毫米，载荷的分布比较均匀。在滚柱导轨中，增加滚柱的长度，可减小接触应力和增大刚度，但载荷分布的不均匀性也增大。对于钢制摸削导轨，滚柱导轨和直径之比，对于铸铁导轨，可增大些滚柱直径般不小于毫米，滚针直径不小于毫米。滚动导轨刚度及预紧方法如图所示当工作台往复移动时，工作台压在两端滚动体上的压力会发生变化，受力大的滚动体变形大，受力小的滚动体变形小。当导轨在位置Ⅰ时，两端滚动体受力相等，工作台保持水平当导轨移动到位置Ⅱ或Ⅲ时，两端滚动体受力不相等，变形不致，使工作台倾斜角，由此造成误差。此外，滚动体支承工作台，若工作台刚度差，见下图，则在自重和载荷作用下产生弹性变形，会使工作台下凹有时还可能出现波浪形，影响导轨的精度。为减小导轨变形，提高刚度，除合理选择滚动体的形状尺寸数量和适当增加工作台的厚度外，常用预加载荷的办法来提高导轨的刚度。图所示的燕尾形滚动导轨，用移动导轨板获得并控制预加载荷。试验证明随着过盈量的增加，导轨的刚度开始急剧增加，达到定程度后，再增加过盈量，刚度不会显著提高。牵引力随着过盈量增加而增大，但在定限度内变化不大，过盈量超过定值后，则急剧增加。因此，合理的过盈量应使导轨刚度较好而牵引力不大。技术要求导轨的质量取决于它的制造精度和安装精度，设计时应根据使用要求，制定出滚动导轨的若干技术条件，下列项目和数据可供参考两导轨面间的不平度般为微米导轨不直度