機(jī)加工工藝第7章-生產(chǎn)物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)全國(guó)本科院校機(jī)械類創(chuàng)新型應(yīng)用人才培養(yǎng)規(guī)劃教材第7章生產(chǎn)物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)7.17.27.3物流系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)機(jī)床上下料裝置的設(shè)計(jì)物料運(yùn)輸裝置設(shè)計(jì)

本章分四個(gè)小節(jié)：7.4自動(dòng)化倉庫設(shè)計(jì)

7.1物流系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)物流系統(tǒng)的意義物流是指物資實(shí)體的物理流動(dòng)過程。物流的基本任務(wù)是完成物資(包括原材料、燃料、動(dòng)力工具、半成品、零配件、成品等)的儲(chǔ)存和運(yùn)輸。2001年4月，中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《物流術(shù)語》正式頒布，在充分吸收國(guó)內(nèi)外物流研究成果的基礎(chǔ)上，《物流術(shù)語》標(biāo)準(zhǔn)將物流定義為：“物品從供應(yīng)地向接收地的實(shí)體流動(dòng)過程。根據(jù)實(shí)際需要，將運(yùn)輸、儲(chǔ)存、裝卸、搬運(yùn)、包裝、流通加工、配送、信息處理等基本功能實(shí)現(xiàn)有機(jī)結(jié)合?！?/p>

7.1物流系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)物流系統(tǒng)的意義物流按其業(yè)務(wù)目的可以分為：供應(yīng)物流、生產(chǎn)物流、銷售物流、回收物流和廢棄物流。根據(jù)物流活動(dòng)的規(guī)模和范圍，又可分為：社會(huì)宏觀物流和企業(yè)物流。一般地說將社會(huì)物質(zhì)的包裝、儲(chǔ)運(yùn)、調(diào)配（如物資調(diào)配、港口運(yùn)輸?shù)认到y(tǒng)）稱為“大物流”，而將工廠布置和物料搬運(yùn)等企業(yè)內(nèi)活動(dòng)發(fā)展而來的物流系統(tǒng)稱為“小物流”。

7.1物流系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)

生產(chǎn)物流是指原材料、燃料、外購件投入生產(chǎn)后，經(jīng)過下料、發(fā)料、運(yùn)送到各加工點(diǎn)和存儲(chǔ)點(diǎn)。一般來說，工件在制造系統(tǒng)的“通過時(shí)間”主要由四部分構(gòu)成：即加工準(zhǔn)備時(shí)間、加工時(shí)間、排隊(duì)時(shí)間和運(yùn)輸時(shí)間。其中，加工時(shí)間只占很小一部分，即工件在生產(chǎn)系統(tǒng)中大量無效的通過時(shí)間是導(dǎo)致在制品庫存增加，從而引起系統(tǒng)效益降低的根本原因之一。物流系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

物流系統(tǒng)的水平結(jié)構(gòu)制造企業(yè)的物流系統(tǒng)由三個(gè)子系統(tǒng)組成：物料供應(yīng)系統(tǒng)、生產(chǎn)過程物料搬運(yùn)系統(tǒng)、成品運(yùn)送系統(tǒng)。

7.1物流系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)經(jīng)銷商/批發(fā)商原材料.零部件輸入半成品庫存原材料半成品庫存加工零件裝配整機(jī)安裝包裝.堆放成品庫存進(jìn)貨系統(tǒng)搬運(yùn)系統(tǒng)出貨系統(tǒng)生產(chǎn)物流退貨物流供應(yīng)物流其它廠部件廠合作廠供應(yīng)商銷售商銷售物流成品庫存成品出貨零售商庫存信息

物流系統(tǒng)的垂直結(jié)構(gòu)從物流系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)來看，生產(chǎn)物流系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)可以分為決策層、管理層和控制層。決策層是指生產(chǎn)系統(tǒng)的物流規(guī)劃；管理層是指生產(chǎn)物流調(diào)度、庫存管理等；控制層指具體的動(dòng)作管理研究。

7.1物流系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)物流系統(tǒng)的組織形式

制造業(yè)生產(chǎn)物流系統(tǒng)布置方式制造業(yè)企業(yè)總體布置和各種生產(chǎn)設(shè)施、輔助設(shè)施的合理配置是企業(yè)物流合理化的前提，根據(jù)不同的生產(chǎn)要求，生產(chǎn)制造系統(tǒng)的物流布置采用不同的布置方式。常用的布置方式有：按工藝原則布置、按成組原則布置、按項(xiàng)目布置和按產(chǎn)品原則布置。（1）按工藝原則布置按工藝原則布置將將具有相同或類似工藝能力的機(jī)床集中在一起，這類布局方式中，機(jī)床大多采用通用型的，以適應(yīng)不同零件的要求。

7.1物流系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)（2）按成組原則布置依據(jù)成組技術(shù)原理，機(jī)床按照成組工藝分組，每一組設(shè)備可以用來生產(chǎn)一個(gè)零件族的零件。

（3）按產(chǎn)品原則布置機(jī)床按照工藝要求的順序排列，一個(gè)零件的生產(chǎn)過程被分解成若干個(gè)工序安排到每臺(tái)機(jī)床上，工件在機(jī)床之間的移動(dòng)通常依靠運(yùn)輸系統(tǒng)，也可通過手工搬運(yùn)，主要是看生產(chǎn)批量的大小和投資規(guī)模，一般適宜于大批大量方式。按照流水線的柔性來分，可以將其分為三種類型：1）單一產(chǎn)品線；2）成批產(chǎn)品線；3）混合產(chǎn)品線。

7.1物流系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)（4）按項(xiàng)目布置這類布局中，產(chǎn)品位置是固定不動(dòng)的，所有的裝備、材料、人員等都圍繞產(chǎn)品進(jìn)行布局，如飛機(jī)生產(chǎn)是采用這種布局，原因是產(chǎn)品太大或太重。這類布置的物料移動(dòng)少、人員和設(shè)備的移動(dòng)增加。

7.1物流系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)布置類型工藝原則布置成組原則布置產(chǎn)品原則布置按項(xiàng)目布置物流時(shí)間長(zhǎng)短短中在制品庫存量高低低中產(chǎn)品柔性高中—高低高機(jī)器利用率中—低中—高高中加工對(duì)象路徑不固定固定固定無路徑單位產(chǎn)品成本高較低低高設(shè)備投資規(guī)模小中大——

精益生產(chǎn)方式物流系統(tǒng)布置（1）U型布置的加工生產(chǎn)線按照零部件工藝的要求，將所需要的機(jī)器設(shè)備串連在一起，布置成U型生產(chǎn)單元，并在此基礎(chǔ)上，將幾個(gè)U型生產(chǎn)單元結(jié)合在一起，連接成一個(gè)整合的生產(chǎn)線。

7.1物流系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)（2）總裝配線布置對(duì)于整個(gè)工廠物流布局而言，總裝配生產(chǎn)線與其他部裝生產(chǎn)線、零部件加工在布局上呈“河流水系”狀分布。

7.1物流系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)生產(chǎn)物流的特點(diǎn)（1）生產(chǎn)物流是生產(chǎn)工藝的一個(gè)組成部分。（2）生產(chǎn)物流有非常強(qiáng)的“成本中心”的作用。（3）生產(chǎn)物流是專業(yè)化很強(qiáng)的“定制”物流。（4）生產(chǎn)物流是小規(guī)模的精益物流。

7.1物流系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)機(jī)床上下料裝置是將待加工工件送到機(jī)床上的加工位置和將已加工工件從加工位置取下的自動(dòng)或半自動(dòng)機(jī)械裝置，又稱工件自動(dòng)裝卸裝置。機(jī)床上下料裝置類型

根據(jù)毛坯形式的不同，上下料裝置一般可分為三種類型：（1）帶狀料上料裝置（2）棒狀料上料裝置（3）單件毛坯上料裝置按照毛坯形狀、大小及其工作特點(diǎn)的不向，上料裝置又可分為料倉式、料斗式以及機(jī)械手上料等不同類型。

7.2機(jī)床上下料裝置的設(shè)計(jì)

7.2機(jī)床上下料裝置的設(shè)計(jì)料倉式上料裝置當(dāng)工件毛坯的尺寸較大，而且形狀復(fù)雜難以自動(dòng)定向時(shí)，可采用料倉式上料裝置。這時(shí)需工人或?qū)ｉT的定向裝置不斷地將單件毛坯以一定方位裝入料倉，然后再由料倉送料機(jī)構(gòu)自動(dòng)地將單件毛坯從料倉取出送到機(jī)床上。料倉式上料裝置主要應(yīng)用于大批量生產(chǎn)，所運(yùn)送的毛坯可以是鍛件、鑄件或由棒料加工成的毛坯件及半成品。料倉式上料裝置主要由料倉、上料器、隔料器、分路器和合路器組成。料倉料倉的作用是儲(chǔ)存毛坯，由于工件的傳送方式的不同，可分為靠工件自重送料和用外力強(qiáng)制送料的料倉。

（1）靠工件自重送料的料倉這類料倉不需要?jiǎng)恿ρb置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，但送料速度不能調(diào)節(jié)，不能向上送料，送料距離較短。它分為槽式、斗式和管式料倉三種。

1）槽式料倉的基本類型：按工件運(yùn)動(dòng)特性可分為滑動(dòng)式和滾動(dòng)式；按料倉形狀可分為直線型和曲線型；按料倉結(jié)構(gòu)又可分為開式或閉式。

7.2機(jī)床上下料裝置的設(shè)計(jì)

2）斗式料倉槽式料倉的一個(gè)缺點(diǎn)是儲(chǔ)料數(shù)量有限，而斗式料倉占地較小，儲(chǔ)料較多，因此得到廣泛應(yīng)用。工件在斗式料倉中整齊排列堆積時(shí)，常常會(huì)在內(nèi)部互相擠住而形成“拱橋”，使得工件被卡住不能下落。為了保證上料裝置能夠連續(xù)地正常工作，常在這種料倉中設(shè)置攪動(dòng)器，用以破壞“拱撟”。

7.2機(jī)床上下料裝置的設(shè)計(jì)(a)杠桿式(b)凸輪式(c)電磁振動(dòng)式(d)棘齒式1-消除器;2-料倉;3-工件3）管式料倉管式料倉有柔性和剛性之分，柔性管式料倉用彈簧鋼絲繞成，可以彎曲變形，用于連接有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的部件。根據(jù)需要，管式料倉可以設(shè)置成直立管式，也可以設(shè)置成彎管型式。在設(shè)計(jì)或選用管子時(shí)，應(yīng)使料管內(nèi)徑大于工件外徑的1/10~1/17，彎曲管道的最小曲率半徑要保證不卡住工件。此外，直徑較大的管式料他，可在管壁開觀察槽，以觀察工件下落情況，及時(shí)排除卡住、擠塞等故障。

7.2機(jī)床上下料裝置的設(shè)計(jì)（2）用外力強(qiáng)制送料的料倉這類料倉的送料速度可以根據(jù)需要確定，能向任何方向送料，送料距離可以較長(zhǎng)。但它需要專門的動(dòng)力裝置，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大。

7.2機(jī)床上下料裝置的設(shè)計(jì)(a)重錘式(b)鏈?zhǔn)?c)彈簧式(d)摩擦式(e)電磁式上料器上料器是把毛坯從料倉送到機(jī)床加工位置的裝置。

7.2機(jī)床上下料裝置的設(shè)計(jì)(a)料倉兼作上料器(b)槽式上料器(c)圓盤式上料器(d)轉(zhuǎn)塔刀架兼作上料器料倉本身就起了上料器的作用。上料器有容納毛坯的槽，接受從料倉落下的毛坯。上料器中的圓盤朝一個(gè)方向連續(xù)旋轉(zhuǎn)，毛坯從料倉送入圓盤的孔中，由圓盤帶到加工位置，加工完畢后工件又被推出。

轉(zhuǎn)塔自動(dòng)車床，料倉固定在轉(zhuǎn)塔刀架右方。隔料器隔料器用來控制從輸料槽進(jìn)入送料器的工件數(shù)量。比較簡(jiǎn)單的上料裝置中，隔料的作用兼由送料器完成。當(dāng)工件較重或垂直料槽中工件數(shù)量較多時(shí)，為了避免工件的全部重量都?jí)涸谒土掀魃希O(shè)置獨(dú)立的隔料器。

7.2機(jī)床上下料裝置的設(shè)計(jì)分路器和合路器

分路器是當(dāng)一臺(tái)上料機(jī)構(gòu)需向兩個(gè)以上工位或兩臺(tái)以下機(jī)床供料時(shí)，將一路工件交替地分為幾路的裝置，合路器則反之。料斗式上料裝置料斗式上料裝置主要用于形狀簡(jiǎn)單、尺寸較小的毛坯件的上料，廣泛應(yīng)用于各種標(biāo)準(zhǔn)件廠、工具廠、鐘表廠等大批量生產(chǎn)廠家。料斗式上料裝置與料倉式上料裝置的主要不同點(diǎn)在于，后者只是將已定向整理好的工件由儲(chǔ)料器向機(jī)床供料，而前者則可對(duì)儲(chǔ)料器中雜亂的工件進(jìn)行自動(dòng)定向整理再送給機(jī)床。料斗式上料裝置可分為機(jī)械傳動(dòng)式料斗裝置和振動(dòng)式料斗式裝置兩大類。

7.2機(jī)床上下料裝置的設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)式料斗裝置機(jī)械傳動(dòng)式料斗裝置形式多樣，按定向機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特征可分為回轉(zhuǎn)式、擺動(dòng)式和直線往復(fù)式等。所采用的定向機(jī)構(gòu)主要有鉤式、銷式、圓盤式、管式和鏈帶式等。工件定向方法主要有抓取法、槽隙定向法、型孔選取法和重心偏移法。（1）回轉(zhuǎn)式料斗裝置回轉(zhuǎn)式料斗有葉輪式、盤式和旋轉(zhuǎn)管式等多種形式。

7.2機(jī)床上下料裝置的設(shè)計(jì)（2）擺動(dòng)式料斗裝置擺動(dòng)式料斗有中心擺動(dòng)式和扇形塊擺動(dòng)式等。

（3）直線往復(fù)式料斗裝置直線往復(fù)式料斗多為帶式傳送。

7.2機(jī)床上下料裝置的設(shè)計(jì)

圖7.12中心擺動(dòng)式料斗

圖7.13直線往復(fù)式料斗振動(dòng)式料斗裝置振動(dòng)式料斗裝置在儀器儀表和電子元件等行業(yè)中較多應(yīng)用。振動(dòng)料斗工件比較平穩(wěn)，適用于已經(jīng)過部分精加工的各類小型工件。振動(dòng)料斗具有一定的通用性，當(dāng)用于尺寸、質(zhì)量相近的不同工件時(shí)，只需要更換定向機(jī)構(gòu)。

7.2機(jī)床上下料裝置的設(shè)計(jì)振動(dòng)式料斗裝置振動(dòng)式料斗是以剔除法進(jìn)行定向的。一般在螺旋料道的最上一層，根據(jù)工件的形狀特性和定向要求，安裝一些剔除構(gòu)件，或?qū)⒛骋欢瘟系篱_出缺口、槽子或做出斜面等，將不符合定向要求的工件剔除．使之重新落入料斗底部，而讓正確定向的工件通過。

7.2機(jī)床上下料裝置的設(shè)計(jì)圖7.15(a)為要求長(zhǎng)度大于直徑(L＞D)的工件沿軸心線排列的定心方法。

沿料道向前運(yùn)動(dòng)的工件具有各種不同的姿勢(shì)，前進(jìn)到擋板1時(shí)，只有臥倒的工件能夠通過，直立的工件則沿?fù)醢宓男泵孢\(yùn)動(dòng)，最后落入料斗底部擋料塊2使工件成單行通過，然后落進(jìn)圓弧槽里，從這里移出料口。

7.2機(jī)床上下料裝置的設(shè)計(jì)

對(duì)于長(zhǎng)度小于直徑(L＜D)的圓柱體，可采用圖7.15(b)所示方法。

擋板1只讓直立的工件通過，橫臥的工件則滾落料斗中。以單行通過擋料塊2的工件，順次落進(jìn)料管3，沒能落進(jìn)料管的工件被擋料塊4的斜面推落料斗中。

7.2機(jī)床上下料裝置的設(shè)計(jì)

圖7.15(c)用于杯形或罩形工件，定向后底部朝下。

將料道中的一段做成帶卷邊的傾斜面，平臥和底部朝上的工件均翻落料斗中，只有底部朝下的工件能夠通過。

7.2機(jī)床上下料裝置的設(shè)計(jì)

圖7.15(d)為具有頭部的工件的定向方法。

在料斗側(cè)壁上裝有凸塊5，頭部向下的工件可從凸塊下面通過，頭部向上的工件被凸塊擋住，從斜面上翻入料斗。

7.2機(jī)床上下料裝置的設(shè)計(jì)物料運(yùn)輸裝置是機(jī)械加工生產(chǎn)線的一個(gè)重要組成部分，用于實(shí)現(xiàn)物料在加工設(shè)備之間或加工設(shè)備與倉儲(chǔ)裝備之間的傳輸。

輸送機(jī)輸送機(jī)系統(tǒng)中多采用帶式輸送機(jī)、滾道式輸送機(jī)、鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)以及懸掛式輸送機(jī)，具有能連續(xù)輸送和單位時(shí)間輸送量大的優(yōu)點(diǎn)。但輸送機(jī)占地面積較大，設(shè)置后再改變布置較困難。輸送機(jī)的布置方式多根據(jù)工藝安排而定。

7.3物料運(yùn)輸裝置設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)帶式輸送機(jī)是靠輸送帶的運(yùn)動(dòng)來輸送物料的傳送機(jī)。輸送帶既是承載貨物的構(gòu)件，又是傳遞牽引力的牽引構(gòu)件，依靠輸送帶與滾筒之間的摩擦力平穩(wěn)地進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。

7.3物料運(yùn)輸裝置設(shè)計(jì)

帶式輸送機(jī)

帶式輸送機(jī)主要結(jié)構(gòu)部件：①輸送帶；②支承托輥；③驅(qū)動(dòng)裝置；④制動(dòng)裝置；⑤張緊裝置；⑥改向裝置；⑦裝載裝置；⑧卸載裝置；⑨清掃裝置。

7.3物料運(yùn)輸裝置設(shè)計(jì)

滾道式輸送機(jī)滾道式輸送機(jī)是利用轉(zhuǎn)動(dòng)的圓柱形滾子或圓盤輸送物料。按照輸送方向及生產(chǎn)工藝要求，輸送機(jī)可以布置成各種線路，如直線的、轉(zhuǎn)彎的各具有各種過渡裝置的交叉線路等。

7.3物料運(yùn)輸裝置設(shè)計(jì)

圖7.18輸送機(jī)布置線路圖7.19滾子轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)用環(huán)繞若干鏈輪的無端鏈條作牽引件，由驅(qū)動(dòng)鏈輪通過輪齒和鏈節(jié)的嚙合將圓周牽引力傳遞給鏈條，在鏈條上固定著一定的工作物件以輸送貨物。

7.3物料運(yùn)輸裝置設(shè)計(jì)

懸掛式輸送機(jī)懸掛式輸送機(jī)是利用聯(lián)接在牽引鏈上的滑架在架空軌道上運(yùn)行以帶動(dòng)承載件輸送成件物品的輸送機(jī)。架空軌道可在車間內(nèi)根據(jù)生產(chǎn)需要靈活布置，構(gòu)成復(fù)雜的輸送線路。

7.3物料運(yùn)輸裝置設(shè)計(jì)

步伐式輸送裝置步伐式輸送裝置一般用于箱體類工件的輸送，常用的有移動(dòng)步伐式、拾起步伐式兩種主要類型，其中移動(dòng)步伐式主要有棘爪式和擺桿式兩種。

7.3物料運(yùn)輸裝置設(shè)計(jì)棘爪移動(dòng)步伐輸送帶棘爪輸送帶結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)作單一，通用性強(qiáng)，同一輸送帶也可安排幾種不同的輸送步距。但這種輸送帶是剛性連接，運(yùn)動(dòng)速度過高時(shí)，由于慣性作用會(huì)影響工件定位精度，因此速度一般不高于16m/min，在工件到達(dá)定位點(diǎn)30~40mm時(shí)，最好進(jìn)行減速控制。棘爪式輸送帶的驅(qū)動(dòng)裝置，一般多采用組合機(jī)床的機(jī)械動(dòng)力滑臺(tái)或液壓動(dòng)力滑臺(tái)。

7.3物料運(yùn)輸裝置設(shè)計(jì)1-墊圈;2-輸送桿;3-拉架;4-彈簧;5-棘爪;6-棘爪銷;7-支銷;8-連接板;9-傳動(dòng)裝置;10-工件;11-滾子軸;12-滾輪;13-支承滾架;14-支撐板;15-側(cè)限位板圖7.22棘爪移動(dòng)步伐輸送帶

7.3物料運(yùn)輸裝置設(shè)計(jì)擺桿式移動(dòng)步伐輸送帶擺桿式輸送帶采用圓柱形輸送桿和前后兩個(gè)方向限位的剛性撥爪，工件輸送到位后，輸送桿必須作回轉(zhuǎn)擺動(dòng)，使剛性撥爪轉(zhuǎn)離工件后再作返回運(yùn)動(dòng)。1-輸送帶;2-撥爪;3-工件圖7.23擺桿式移動(dòng)步伐輸送帶

7.3物料運(yùn)輸裝置設(shè)計(jì)抬起步伐式輸送裝置輸送板上裝有對(duì)工件限位用的定位銷或V形塊．輸送開始前，輸送板首先抬起，將工件從固定夾具上托起并帶動(dòng)工件向前移動(dòng)一個(gè)步距；然后輸送板下降，不僅將工件重新安放在固定夾具上，同時(shí)下降到最低位置，以便輸送板返回。輸送板的抬起可由齒輪齒條機(jī)構(gòu)、撥爪杠桿機(jī)構(gòu)、凸輪頂桿或抬起液壓缸等機(jī)構(gòu)來完成。抬起式步伐輸送裝置可直接輸送外觀不規(guī)則的畸形、細(xì)長(zhǎng)軸類或軟質(zhì)材料工件等，以使節(jié)省隨行夾具。自動(dòng)運(yùn)輸小車自動(dòng)運(yùn)輸小車是現(xiàn)代生產(chǎn)系統(tǒng)中機(jī)床間傳送物料的重要設(shè)備，它分為有軌小車和無軌小車兩大類。

7.3物料運(yùn)輸裝置設(shè)計(jì)有軌自動(dòng)運(yùn)輸小車有軌自動(dòng)運(yùn)輸小車（RGV）沿直線軌道運(yùn)動(dòng)，機(jī)床和輔助設(shè)備在導(dǎo)軌一側(cè)，安放托盤或隨行夾具的臺(tái)架在導(dǎo)軌的另一側(cè)。

7.3物料運(yùn)輸裝置設(shè)計(jì)無軌自動(dòng)運(yùn)輸小車無軌自動(dòng)運(yùn)輸小車，又稱為自動(dòng)導(dǎo)向小車（AGV）是裝備有電磁或光學(xué)自動(dòng)導(dǎo)引裝置，能夠沿規(guī)定的導(dǎo)引路徑行駛，具有小車編程與停車選擇裝置、安全保護(hù)以及各種移載功能的運(yùn)輸小車。

無軌自動(dòng)運(yùn)輸小車AGV主要由車體、電源和充電系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)裝置、轉(zhuǎn)向裝置、控制系統(tǒng)、通信裝置、安全裝置等組成。1-安全擋圈

2、11-認(rèn)址線圈

3-失靈控制線圈4-導(dǎo)向探測(cè)線圈

5-驅(qū)動(dòng)軸

6-驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)7-轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)

8-轉(zhuǎn)向伺服電動(dòng)機(jī)9-蓄電池箱10-車架;12-制動(dòng)用電磁離合器;13-后輪;14-操縱臺(tái)

7.3物料運(yùn)輸裝置設(shè)計(jì)

無軌自動(dòng)運(yùn)輸小車AGV按照導(dǎo)引方式可以分為電磁導(dǎo)引、光學(xué)導(dǎo)引、磁帶導(dǎo)引、超聲導(dǎo)引、激光導(dǎo)引和視覺導(dǎo)引等方式，各導(dǎo)引方式的比較如表所示。

7.3物料運(yùn)輸裝置設(shè)計(jì)

技術(shù)名稱成熟度技術(shù)難度成本應(yīng)用先進(jìn)性前景電磁導(dǎo)引成熟中低廣一般較好光學(xué)導(dǎo)引成熟中低低較廣一般較好磁帶導(dǎo)引成熟低低較廣一般好超聲導(dǎo)引較成熟高中少一般一般激光導(dǎo)引較成熟高高廣較先進(jìn)好視覺導(dǎo)引不成熟高高少很先進(jìn)很好輔助裝置物料輸送系統(tǒng)中的主要輔助裝置有托盤、托盤交換器及隨行夾具等。

7.3物料運(yùn)輸裝置設(shè)計(jì)托盤托盤是實(shí)現(xiàn)工件和夾具系統(tǒng)、輸送設(shè)備及加工設(shè)備之間連接的工藝裝備，是柔性制造系統(tǒng)中物料輸送的重要輔助裝置。托盤按其結(jié)構(gòu)形式可分為箱式和板式兩種。

7.3物料運(yùn)輸裝置設(shè)計(jì)托盤箱式托盤不進(jìn)入機(jī)床工作空間，主要用于小型工件及回轉(zhuǎn)體工件，主要功能是起輸送和儲(chǔ)存載體的作用板式托盤主要用于較大型非回轉(zhuǎn)體工件，工件在托盤上通常是單件安裝。

(a)箱式托盤(b)板式托盤

7.3物料運(yùn)輸裝置設(shè)計(jì)托盤交換器托盤交換器，也稱為自動(dòng)托盤交換裝置，是機(jī)床和傳送裝置之間的橋梁和接口，不僅起連接作用，而且可以有暫時(shí)存儲(chǔ)工件、防止物流系統(tǒng)阻塞等作用。

7.3物料運(yùn)輸裝置設(shè)計(jì)隨行夾具對(duì)于結(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)雜、且缺少可靠運(yùn)輸基面的工件或質(zhì)地較軟的有色金屬工件，常將工件預(yù)先定位夾緊在隨行夾具上，然后與隨行夾具一起轉(zhuǎn)運(yùn)、定位和夾緊在機(jī)床上，因此從裝載工件開始，工件就始終定位夾緊在隨行夾具上，隨行夾具伴隨工件加工的全過程。隨行夾具在生產(chǎn)線上循環(huán)使用，流水線上隨行夾具的返回方式通常有上方返回、下方返回、水平返回三種。

7.3物料運(yùn)輸裝置設(shè)計(jì)

（1）上方返回式這種方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、占地面積小，但這種方式不適宜于較長(zhǎng)自動(dòng)線，也不宜布置立式機(jī)床。1-輸送帶;2-隨行夾具;3-提升機(jī)構(gòu);4-滾道;5-下降機(jī)構(gòu)

7.3物料運(yùn)輸裝置設(shè)計(jì)

（2）下方返回式下方返回方式結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，但維修調(diào)整不便，同時(shí)會(huì)影響機(jī)床底座的剛件和排屑裝置的布置。這種方式多用于工位數(shù)少，精度不高的由小型組合機(jī)床織成的自動(dòng)線上。1-液壓缸;2-隨行夾具;3、5-回轉(zhuǎn)鼓輪;4-步伐式輸送帶

7.3物料運(yùn)輸裝置設(shè)計(jì)

（3）水平返回式水平返回式的隨行夾具在水平面內(nèi)可通過輸送帶返回。水平返回方式占地面積大，但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，敞開性好，適用于工件及隨行夾具比較重、比較大的情況1、2、3-步伐式輸送帶自動(dòng)化倉庫又稱立體倉庫，是一種設(shè)置有高層貨架，并配有倉儲(chǔ)機(jī)械、自動(dòng)控制和計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)搬運(yùn)、存取機(jī)械化，管理現(xiàn)代化的新型倉庫，具有占地面積小、儲(chǔ)存量大，周期快等優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代生產(chǎn)系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。自動(dòng)化倉庫的機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化倉庫的機(jī)械設(shè)備一般包括存儲(chǔ)機(jī)械、搬運(yùn)機(jī)械、輸送機(jī)械、貨架、托盤或貨箱等設(shè)備。

7.4自動(dòng)化倉庫設(shè)計(jì)

貨架在自動(dòng)化倉庫中，貨架是指專門用于存放成件物品的保管設(shè)備。按貨架形式可分為：通道式、密集型、旋轉(zhuǎn)式；按貨架高度不同可分為為高層（>15m）、中層（5~15m）、低層（<5m）貨架；按貨架載重量不同可分為：輕型貨架（每層貨架的載重量小于150kg）、中型貨架（每層貨架的載重量在150kg~500kg）和重型貨架。

7.4自動(dòng)化倉庫設(shè)計(jì)典型貨架：（1）重力式貨架、（2）貫通式貨架、（3）懸臂式貨架、（4）閣樓式貨架、（5）移動(dòng)式貨架、（6）旋轉(zhuǎn)式貨架

7.4自動(dòng)化倉庫設(shè)計(jì)托盤和貨箱用于承載貨物的器具，亦稱工位器具。托盤或貨箱基本基本功能是裝物料，同時(shí)還要便于叉車各堆垛機(jī)的叉取和存放。常用托盤包括平托盤、柱式托盤、箱式托盤以及輪式托盤等。

（1）平托盤平托盤是托盤中使用最最大的一種，常見平托盤結(jié)構(gòu)形式如圖所示。

7.4自動(dòng)化倉庫設(shè)計(jì)（2）柱式托盤

柱式托盤的基本結(jié)構(gòu)是托盤的4個(gè)角有固定式或可卸式的柱子。這種托盤的進(jìn)一步發(fā)展又可從對(duì)角的柱子上端用橫梁連接，使柱子成門框型。

7.4自動(dòng)化倉庫設(shè)計(jì)（3）箱式托盤箱式托盤是在平托盤基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，多用于散件或散狀物料的集裝，金屬箱式托盤還用于熱加工車間集裝熱料。一般下可叉裝，上部可吊裝，并可進(jìn)行碼垛。

（4）輪式托盤在柱式、箱式托盤的底部裝上腳輪而成。

7.4自動(dòng)化倉庫設(shè)計(jì)堆垛機(jī)巷道式堆垛機(jī)是隨著自動(dòng)化倉庫的出現(xiàn)而發(fā)展起來的專用起重機(jī)，是自動(dòng)化倉庫中最重要的存取作業(yè)機(jī)械。巷道式堆垛機(jī)的主要用途是在高層貨架的巷道內(nèi)來回穿梭運(yùn)行，將位于巷道口的貨物存入貨格，或者相反，取出貨格內(nèi)的貨物運(yùn)送到巷道口。

常用的堆垛機(jī)按結(jié)構(gòu)形式分為：?jiǎn)瘟⒅碗p立柱堆垛機(jī)；按有無導(dǎo)軌一般分為：有軌巷道式堆垛機(jī)和無軌堆垛機(jī)。

7.4自動(dòng)化倉庫設(shè)計(jì)目前，在自動(dòng)化倉庫中運(yùn)用的主要作業(yè)設(shè)備有有軌堆垛機(jī)、無軌堆垛機(jī)和普通叉車。

7.4自動(dòng)化倉庫設(shè)計(jì)設(shè)備名稱巷道寬度作業(yè)高度作業(yè)靈活性自動(dòng)化程度普通叉車最大＜5m任意移動(dòng)，非常靈活一般為手動(dòng)，自動(dòng)化程度較低無軌巷道堆垛機(jī)中5m～12m可服務(wù)于兩個(gè)以上的巷道，并完成高架區(qū)以外的作業(yè)可以進(jìn)行手動(dòng)、半自動(dòng)、自動(dòng)及遠(yuǎn)距離集中控制有軌巷道堆垛機(jī)最?。?2m只能在高層貨架巷道內(nèi)作業(yè)，必須配備出入庫設(shè)備可以進(jìn)行手動(dòng)、半自動(dòng)、自動(dòng)及遠(yuǎn)距離集中控制（1）有軌巷道式堆垛機(jī)有軌巷道式堆垛機(jī)沿著倉庫內(nèi)設(shè)置好的軌道水平運(yùn)行，高度視立體倉庫的高度而定。有軌巷道式堆垛機(jī)具有以下特點(diǎn)：1）整機(jī)結(jié)構(gòu)高而窄；2）結(jié)構(gòu)的剛度和精度要求高；3）取物裝置復(fù)雜；4）堆垛機(jī)的電力拖動(dòng)系統(tǒng)要同時(shí)滿足快速、平穩(wěn)和準(zhǔn)確三個(gè)方面的要求；5）安全要求高。

7.4自動(dòng)化倉庫設(shè)計(jì)

（2）無軌巷道式堆垛機(jī)無軌巷道式堆垛機(jī)又稱三向堆垛叉車或高架叉車。

它與有軌巷道式堆垛機(jī)的主要區(qū)別是它可以自由地沿著不同的路徑水平運(yùn)行，不需要設(shè)置水平運(yùn)行軌道。其作業(yè)特點(diǎn)是可以從三個(gè)方向進(jìn)行貨物的存取操作—向前、向左及向右。

7.4自動(dòng)化倉庫設(shè)計(jì)

（3）巷道式堆垛機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

巷道式堆垛機(jī)具有沿巷道方向的水平運(yùn)動(dòng)，沿貨架層方向的垂直運(yùn)動(dòng)，貨叉送、取貨的伸縮運(yùn)動(dòng)，載貨臺(tái)的的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和載貨臺(tái)為貨叉送、取貨的準(zhǔn)確位置而進(jìn)行的微量垂直運(yùn)動(dòng)。

7.4自動(dòng)化倉庫設(shè)計(jì)

1-天軌;2-上橫梁;3-減振器;4-編碼器;5-集油器;6-行走機(jī)構(gòu);7-軌道;8-雙方柱;9-貨叉;10-載貨臺(tái)自動(dòng)化倉庫的分類

按建筑形式可以分為整體式和分離式整體式倉庫的貨架結(jié)構(gòu)不但用于存放貨物，同時(shí)又是倉庫建筑物的柱子和倉庫側(cè)壁的支撐，即倉庫建筑與貨架結(jié)構(gòu)成為一個(gè)不可分開的整體。分離式倉庫的貨架獨(dú)立存在，建在建筑物內(nèi)部。

7.4自動(dòng)化倉庫設(shè)計(jì)按貨物存取形式可以分為單元貨架式、移動(dòng)貨架式和揀選貨架式

單元貨架式是一種最常見的結(jié)構(gòu)。貨物先放在托盤或集裝箱內(nèi)，再裝入單元貨架式倉庫貨架的貨格中。

移動(dòng)貨架是由電動(dòng)機(jī)貨架組成。貨架可以在軌道上行走，由控制裝置控制貨架的合攏各分離。

揀選貨架式倉庫的分揀機(jī)構(gòu)是這種倉庫的核心組成部分。它有巷道內(nèi)分揀和巷道外分揀兩種方式。兩種分揀方式又分人工分揀和自動(dòng)分揀。

7.4自動(dòng)化倉庫設(shè)計(jì)按貨架構(gòu)造形式可分為單元貨格式、貫通式、水平循環(huán)式和垂直循環(huán)式倉庫（1）單元貨格式倉庫單元貨格式倉庫應(yīng)用最為廣泛，也稱巷道式立體倉庫。它適用于存放多品種少批量貨物。

7.4自動(dòng)化倉庫設(shè)計(jì)（2）貫通式倉庫根據(jù)貨物在倉庫中移動(dòng)方式的不同，貫通式倉庫又分為重力式貨架倉庫和梭式小車貨架倉庫。

1）重力式貨架倉庫重力式貨架倉庫依靠存貨通道的坡度，貨物單元在其重力的作用下從入庫端自動(dòng)向出庫端移動(dòng)，直到碰上已有的貨物單元停止為止。

7.4自動(dòng)化倉庫設(shè)計(jì)

2）梭式小車貨架倉庫由梭式小車在存貨通道內(nèi)往返穿梭似地搬運(yùn)貨物。3）水平循環(huán)式倉庫水平循環(huán)式倉庫的貨架本身可以在水平面內(nèi)沿環(huán)形路線來回運(yùn)行。

4）垂直循環(huán)式倉庫垂直循環(huán)式倉庫與水平循環(huán)式倉庫相似，只是把水平面內(nèi)的環(huán)形旋轉(zhuǎn)改為垂直面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)。

7.4自動(dòng)化倉庫設(shè)計(jì)

按所起的作用可分為生產(chǎn)性倉庫和流通性倉庫生產(chǎn)性倉庫是指工廠內(nèi)部為了協(xié)調(diào)工序和工序、車間和車間、外購件和自制件間物流的不平衡而建立的倉庫，它能保證各生產(chǎn)工序間進(jìn)行有節(jié)奏的生產(chǎn)。流通性倉庫是一種服務(wù)性倉庫，它是企業(yè)為了調(diào)節(jié)生產(chǎn)廠和用戶間的供需平衡而建立的倉庫。這種倉庫進(jìn)出貨物比較頻繁，吞吐量較大，一般都和銷售部門有直接聯(lián)系。

7.4自動(dòng)化倉庫設(shè)計(jì)按自動(dòng)化倉庫與生產(chǎn)聯(lián)接的緊密程度可分為獨(dú)立型、半緊密型和緊密型倉庫

獨(dú)立型倉庫也稱為“離線”倉庫，是指從操作流程及經(jīng)濟(jì)性等方面來說都相對(duì)獨(dú)立的自動(dòng)化倉庫。又可分為存儲(chǔ)型和中轉(zhuǎn)型倉庫。

半緊密型倉庫是指它的操作流程、倉庫的管理、貨物的出入和經(jīng)濟(jì)性與其他廠（或部門、或上級(jí)單位）有一定關(guān)系，而又未與其他生產(chǎn)系統(tǒng)直接相聯(lián)。

緊密型倉庫也稱為“在線”倉庫，是那些與工廠內(nèi)其他部門或生產(chǎn)系統(tǒng)直接相聯(lián)的自動(dòng)化倉庫，兩者間的關(guān)系比較緊密。

7.4自動(dòng)化倉庫設(shè)計(jì)自動(dòng)化倉庫的工作過程

（1）堆垛機(jī)停在巷道起始位置，待入庫的貨物已放置在出入庫裝卸站上，由堆垛機(jī)的貨叉將其取到裝卸托盤上，如圖(a)所示。（2）計(jì)算機(jī)控制堆垛機(jī)在巷道行走，裝卸托盤沿堆垛機(jī)鉛直導(dǎo)軌升降，自動(dòng)尋址向存入倉位行進(jìn)，如圖(b)所示。

7.4自動(dòng)化倉庫設(shè)計(jì)自動(dòng)化倉庫的工作過程

（3）裝卸托盤到達(dá)存入倉位前，即圖中和第四列第四層，裝卸托盤上的貨叉將托盤上的貨物送進(jìn)存入倉位，如圖(c)所示。（4）堆垛機(jī)行進(jìn)到第五列第二層，到達(dá)調(diào)出倉位，貨叉將該倉位中的貨物取出，放在裝卸托盤上，如圖(d)所示。

7.4自動(dòng)化倉庫設(shè)計(jì)自動(dòng)化倉庫的工作過程