物流裝備自動化倉庫

物流裝備自動化倉庫第1頁/共103頁第5章物流裝備5.1物流裝備的功能和應(yīng)滿足的要求5.2物流裝備的總體設(shè)計5.3機床上下料裝置5.4工件輸送裝置5.5自動化倉庫設(shè)計第2頁/共103頁5.1物流裝備的功能和應(yīng)滿足的要求第5章物流裝備第3頁/共103頁5.1物流裝備的功能和應(yīng)滿足的要求第5章物流裝備

“物流”就是物料的流動過程。在工廠，物流是指從原材料和毛坯進廠，經(jīng)過儲存、加工、裝配、檢驗、包裝，直至成品和廢料出廠，在倉庫、車間、工序之間流轉(zhuǎn)、移動和儲存的全過程。物流貫穿著生產(chǎn)的全過程，是生產(chǎn)的基本活動之一。流動過程中盡管不增加物料的使用價值，也不改變物料的性質(zhì)，然而物流是資金的流動，庫存是資金的積壓。因此物流系統(tǒng)的改進有助于減少生產(chǎn)成本，壓縮庫存，加快資金周轉(zhuǎn)，提高綜合經(jīng)濟效益第4頁/共103頁5.1物流裝備的功能和應(yīng)滿足的要求第5章物流裝備

在制造業(yè)中，單件小批生產(chǎn)的企業(yè)約占75％。而在眾多的中小型企業(yè)的生產(chǎn)過程中從原材料人廠，經(jīng)過冷熱加工、裝配、檢驗、油漆包裝等各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)，到成品出廠，按國內(nèi)的統(tǒng)計，機床作業(yè)僅占5％左右，95％左右的時間都處于等待或搬運狀態(tài)。德國波鴻魯爾大學(xué)的馬斯貝爾格教授在對斯圖曼和庫茨的企業(yè)的生產(chǎn)周期進行調(diào)研分析后得出了如下結(jié)論：

“在生產(chǎn)周期中，工件有85％的時間處于等待狀態(tài)，另外5％的時間用于運輸和檢測，只有10%

的時間用于加工和調(diào)整；在一般情況下，改進加工過程最多再縮短生產(chǎn)周期的3％一5%”。1、物流系統(tǒng)設(shè)計的意義第5頁/共103頁5.1物流裝備的功能和應(yīng)滿足的要求第5章物流裝備

由此可見，提高機床的自動化程度，提高機床的加工效率，對縮短生產(chǎn)周期是很有限的。而更為顯著的是向非機床作業(yè)（占95%）或者叫工件處于等待的時間（占85%）去要效益，也就是向生產(chǎn)組織和管理要效益。因為它占的比例大（85%一95%），所以壓縮它的“油水”也應(yīng)該是很大的。特別是這項工作涉及到占總數(shù)75％的廣大單件小批生產(chǎn)企業(yè)。據(jù)統(tǒng)計，在總經(jīng)營費用中20%一50%是物料搬運費用，物流系統(tǒng)設(shè)計的合理化可使這項費用至少減少10%一30%，被認為是企業(yè)利潤的一大源泉，是這些年倍受重視的一個方向。1、物流系統(tǒng)設(shè)計的意義第6頁/共103頁5.1物流裝備的功能和應(yīng)滿足的要求第5章物流裝備2、物流系統(tǒng)的功能物流系統(tǒng)的功能有以下幾方面：l）原材料和毛坯、外購件、在制品、產(chǎn)品、工藝裝備的儲存及搬運，做到存放有序，存入、取出容易，且盡可能實現(xiàn)自動化；2）加工設(shè)備及輔助設(shè)備的上下料盡可能實現(xiàn)自動化，以提高勞動生產(chǎn)率；3）工序間中間工位和緩沖工作站的在制品儲存；4）各加工工序間工件的搬運應(yīng)盡可能及時而迅速，減少工件在工序間的無效等待時間；5）各類物料流調(diào)度及控制，物料的運輸方式和路徑的優(yōu)化；6）物料流的監(jiān)測、判別等監(jiān)控。第7頁/共103頁5.1物流裝備的功能和應(yīng)滿足的要求第5章物流裝備3、物流系統(tǒng)應(yīng)滿足的要求

前面已經(jīng)提及，物料流的合理化是當(dāng)今向生產(chǎn)組織、向管理要效益的重要措施。為此，物流系統(tǒng)應(yīng)滿足：1）運行中應(yīng)可靠地、無損傷地、快速地實現(xiàn)物料流動，為此應(yīng)有寬敞、方便、快捷、可靠的運輸通道和運輸設(shè)備，還應(yīng)有良好的管理系統(tǒng)。

2）物流系統(tǒng)要具有一定的柔性，即靈活性、可變性和可重組性，以適應(yīng)多品種、小批量生產(chǎn)；也不會因產(chǎn)品更新而報廢原來的物流系統(tǒng)，可稍作調(diào)整或部分補充即可迅速地重組成新的物流系統(tǒng)；也不會因某些設(shè)備因故停機時使生產(chǎn)中斷，物料流動路線可靈活地進行變動，使生產(chǎn)繼續(xù)下去。

3）在每臺設(shè)備上，停機裝卸工件的輔助時間盡可能短，工序間的流動路線盡可能短，保證物流的高效，也節(jié)省物流系統(tǒng)建設(shè)的投資。

4）盡可能減少在制品積壓，為此應(yīng)加快物流系統(tǒng)的流動速度，加強庫存管理和生產(chǎn)計劃管理，朝“零庫存生產(chǎn)”的目標(biāo)努力。

5）毛坯、在制品、產(chǎn)品的自動儲存，能保證三班制時無人或少人運行時的需要，或能保證易損壞設(shè)備快速排除故障時間內(nèi)生產(chǎn)還能繼續(xù)進行。第8頁/共103頁第5章物流裝備5.1物流裝備的功能和應(yīng)滿足的要求5.2物流裝備的總體設(shè)計5.3機床上下料裝置5.4工件輸送裝置5.5自動化倉庫設(shè)計第9頁/共103頁5.2物流裝備的總體設(shè)計第5章物流裝備物料的分類系統(tǒng)布置方案物料流動分析

物料搬運設(shè)備選擇

倉儲設(shè)施的選擇計算機仿真，進行方案修改評價第10頁/共103頁5.2物流裝備的總體設(shè)計第5章物流裝備

首先應(yīng)對被搬運的物料進行分析和統(tǒng)計，既要分析統(tǒng)計當(dāng)前的產(chǎn)品，還要考慮到產(chǎn)品今后的發(fā)展、明確產(chǎn)品的品種數(shù)、批量、年產(chǎn)量、班制、混合生產(chǎn)方式等，以及零件的形狀和尺寸等，在這基礎(chǔ)上對物料進行分類。物料按性質(zhì)分有固體、液體和氣體；

按種類分有散裝料、單獨料和包裝料；在物理特征方面有尺寸、質(zhì)量或密度、形狀、損傷的可能性和狀態(tài)等；

其它特征還有數(shù)量、時間性、特種控制、政府法規(guī)和操作規(guī)程等。其中物理特征往往是物料分類最重要的因素，以此確定貨箱的容量、倉庫的容量以及搬運的要求。1、物料的分類第11頁/共103頁5.2物流裝備的總體設(shè)計第5章物流裝備機械制造業(yè)的物料基本上有如下8大類：

1）散裝物料，如煤、型沙等；

2）板料、型材等金屬材料；

3）單件物品，如大的零件及配套件；

4）桶裝物料，如各種油類；

5）箱裝物料，如各種小零件及配套件；

6）袋裝物料，如貴重的金屬材料及鹽類；

7）瓶裝物料，如氧氣、二氧化碳等；

8）其它。?1、物料的分類第12頁/共103頁5.2物流裝備的總體設(shè)計第5章物流裝備物料的分類系統(tǒng)布置方案物料流動分析

物料搬運設(shè)備選擇

倉儲設(shè)施的選擇計算機仿真，進行方案修改評價第13頁/共103頁5.2物流裝備的總體設(shè)計第5章物流裝備2、系統(tǒng)布置方案物流系統(tǒng)布置方案內(nèi)容包括：物料流動的起點和終點的具體位置，及它們之間的距離、物流量、每次搬運的件數(shù)、批量大小、頻繁性、穩(wěn)定性、緩急要求等；搬運路線傾斜、曲折、拐彎情況，擁擠程度和路面質(zhì)量；

倉儲設(shè)施的布置等。第14頁/共103頁5.2物流裝備的總體設(shè)計第5章物流裝備2、系統(tǒng)布置方案機械制造的生產(chǎn)過程屬于離散型，從原材料采購入庫開始，經(jīng)過備料、熱加工、冷加工、熱處理、裝配、檢驗、產(chǎn)品入庫等過程逐漸成產(chǎn)品，生產(chǎn)過程中，這些物料往往是在不同車間、工段或工作中心進行，而作為過程中的基本單元“工序”也不是連續(xù)或連貫進行的，上一道工序結(jié)束時工件不一定馬上能進行下一道工序的加工，或者是因為進行時效處理、或者是因為下一道工序的設(shè)備已被占用，工件在工序間需要建立存儲緩沖區(qū)，以緩解用戶需求與工廠制造能力之間（產(chǎn)成品、維修件和備件庫）、最終裝配需求與零部件配套性之間（零部件成品庫）、上下工序之間（在制品庫）、工廠與供應(yīng)商之間（原材料、外購?fù)鈪f(xié)件庫）的供需矛盾。制訂的物流系統(tǒng)布置方案中應(yīng)合理地配置倉儲設(shè)施的位置。物流系統(tǒng)布置方案可用立體圖或平面圖的形式表示，在圖中標(biāo)明一些重要部位的關(guān)鍵尺寸和技術(shù)條件，甚至畫出必要的結(jié)構(gòu)草圖。布置方案最好擬定2一3個，以便通過比較從中選擇較好的方案。第15頁/共103頁5.2物流裝備的總體設(shè)計第5章物流裝備物料的分類系統(tǒng)布置方案物料流動分析

物料搬運設(shè)備選擇

倉儲設(shè)施的選擇計算機仿真，進行方案修改評價第16頁/共103頁5.2物流裝備的總體設(shè)計第5章物流裝備物料流動分析的步驟如下：

1）按每類產(chǎn)品或物料，沿整個生產(chǎn)過程，即從原料到成品庫的全過程進行流程分析，繪制物料流程圖。物料流程圖只表示每類產(chǎn)品或物料流動的順序，不表達每個工作部門的地理位置，因此不必表達流動的距離和搬運方法等；

2）將所有產(chǎn)品或物料按每條起迄點路線進行匯總，繪制工廠物流圖。物流圖是在工廠平面布置圖上繪制的，能夠表明每條路線的距離和物流方向；3、物料流動分析第17頁/共103頁5.2物流裝備的總體設(shè)計第5章物流裝備3、物料流動分析

3）進行物料流動分析并進行優(yōu)化。在物流圖上，長距離大物流量的搬運是不合理的，應(yīng)該改進平面布置或工藝流程；短距離大物流量的搬運是合理的，可以單獨進行，設(shè)置“專線”；長距離小物流量的搬運會引起運輸費用的增加，應(yīng)將若干項具有類似性質(zhì)的物流組合起來進行搬運；

4）確定倉儲設(shè)施的容量，包括倉位大小和數(shù)量、倉庫面積和有關(guān)技術(shù)要求（如通風(fēng)、采光、溫度和濕度等）。第18頁/共103頁5.2物流裝備的總體設(shè)計第5章物流裝備物料的分類系統(tǒng)布置方案物料流動分析

物料搬運設(shè)備選擇

倉儲設(shè)施的選擇計算機仿真，進行方案修改評價第19頁/共103頁5.2物流裝備的總體設(shè)計第5章物流裝備4、物料搬運設(shè)備選擇

正確選擇搬運設(shè)備是提高搬運效率、降低搬運成本的重要措施。搬運距離較短的物料，其主要工作量在裝卸，應(yīng)選用裝卸費用較低，而單位里程運輸費用允許高一些的輸送設(shè)備；反之，搬運距離較長的物料，其主要工作量在運輸，應(yīng)選用裝卸費用允許高些，但單位里程運輸費用應(yīng)較低的運輸設(shè)備。物流量低的物料應(yīng)選用簡單的搬運設(shè)備，以降低搬運的成本；反之，物流量高的物料應(yīng)選用復(fù)雜的搬運設(shè)備，以提高搬運的效率。第20頁/共103頁5.2物流裝備的總體設(shè)計第5章物流裝備4、物料搬運設(shè)備選擇因此搬運設(shè)備應(yīng)根據(jù)物料形狀、移動距離、搬運流量、搬運方式進行選擇，一般可分成如下四類：

1）適用于短距離和低物流量的簡單輸送設(shè)備，如叉車、電瓶車、步進式輸送帶、輸送輥道；

2）適用于短距離和高物流量的復(fù)雜輸送設(shè)備，如帶有抓取機構(gòu)的在兩工位間輸送工件的輸送機械手、斗式提升機和氣力輸送機等連續(xù)輸送機等；3）適用于長距離和低物流量的簡單運輸設(shè)備，汽車等運輸車輛；

4)適用于長距離和高物流量的復(fù)雜運輸設(shè)備，如火車、船舶等。第21頁/共103頁5.2物流裝備的總體設(shè)計第5章物流裝備物料的分類系統(tǒng)布置方案物料流動分析

物料搬運設(shè)備選擇

倉儲設(shè)施的選擇計算機仿真，進行方案修改評價第22頁/共103頁5.2物流裝備的總體設(shè)計第5章物流裝備

倉儲設(shè)施的型式按其功能分有原材料庫、外購件庫、在制品庫、零部件成品庫、維修件和備件庫、產(chǎn)成品庫、工夾量具等工藝裝備庫等；

按地理位置分布有廠級庫、車間級庫、工段級庫和工序級庫等。

原材料、外購件、零部件成品、產(chǎn)成品、維修件和備件通常儲放在廠級庫中。這類倉庫儲存物料的種類多，儲存量大，進出庫流量大且頻繁，許多現(xiàn)代化企業(yè)采用立體倉庫，實現(xiàn)物流機械化和管理自動化。車間級和工段級庫屬于中間倉庫，暫時存放維持車間和工段生產(chǎn)需用的物料，包括原材料、在制品、工夾量具等。這類倉庫由于儲存物料的種類相對少一些，儲存量相對小一些，進出庫流量相對小一些，選擇倉儲設(shè)施的要求也相對低一些，不必追求高的機械化和自動化程度。5、倉儲設(shè)施的選擇第23頁/共103頁5.2物流裝備的總體設(shè)計第5章物流裝備5、倉儲設(shè)施的選擇

工序間的在制品通常堆放在機床附近，有的配置專門的物架，以防止互相磕碰。在柔性制造系統(tǒng)中，工序間的在制品存放在專門的緩沖存儲站上，這些緩沖存儲站具有高的自動化程度，其工作由柔性制造系統(tǒng)的控制系統(tǒng)集中管理。

倉儲設(shè)施的位置是在物流系統(tǒng)方案布置圖中確定的，倉儲設(shè)施的倉位大小、數(shù)量、面積等參數(shù)是設(shè)計的依據(jù)，應(yīng)在物流分析中予以確定。第24頁/共103頁5.2物流裝備的總體設(shè)計第5章物流裝備物料的分類系統(tǒng)布置方案物料流動分析

物料搬運設(shè)備選擇

倉儲設(shè)施的選擇計算機仿真，進行方案修改評價第25頁/共103頁5.2物流裝備的總體設(shè)計第5章物流裝備

（1）實施計算機仿真，進行方案修改物流系統(tǒng)是整個生產(chǎn)過程中的一部分，是從屬于加工制造過程的。因此設(shè)計物料系統(tǒng)時常常受到許多因素的制約，應(yīng)根據(jù)各種制約條件對物料系統(tǒng)方案進行修改。這些制約條件大致包括：與外部銜接的運輸方法、適應(yīng)遠期發(fā)展變化的需要、與生產(chǎn)流程或設(shè)備保持一致、現(xiàn)有設(shè)施的利用、面積空間的限制、建筑結(jié)構(gòu)的特征、庫存制度及設(shè)備等；另外還包括投資的限制、政策規(guī)范的制約、物料對環(huán)保和安全的限制等。根據(jù)上述限制應(yīng)對物流系統(tǒng)的方案進行修改。6、計算機仿真，進行方案修改評價第26頁/共103頁5.2物流裝備的總體設(shè)計第5章物流裝備6、計算機仿真，進行方案修改評價

另一方面，物料系統(tǒng)規(guī)模大、投資費用高、結(jié)構(gòu)型式、運輸方式都很復(fù)雜，許多實際或偶發(fā)性問題事先難以預(yù)料，難以考慮周全。過去，只能是建造完以后，才能發(fā)現(xiàn)問題，只好通過局部拆除，返修、調(diào)整才能達到預(yù)定目標(biāo)?，F(xiàn)在可以借助計算機進行物料的調(diào)度輸送動態(tài)仿真。其內(nèi)容大致為將物流系統(tǒng)的作業(yè)過程編制成許多獨立的程序，每個程序執(zhí)行一種功能，將這些程序編制在一起，排定順序，構(gòu)成級別，形成一個完整的調(diào)度模塊。一般擬定兩種工作方式。一種為實時方式，它能自動地生成和順序調(diào)用這些軟件，連續(xù)自動地進行仿真；一種為手動方式，由操作者通過鍵盤干預(yù)，一步一步地進行仿真。通過調(diào)度仿真可以發(fā)現(xiàn)物流系統(tǒng)阻滯的“瓶頸”，經(jīng)修改和調(diào)整以達到生產(chǎn)綱領(lǐng)的要求。第27頁/共103頁5.2物流裝備的總體設(shè)計第5章物流裝備6、計算機仿真，進行方案修改評價(2)方案評價方案經(jīng)過計算機仿真和修改后，根據(jù)技術(shù)和經(jīng)濟兩方面對提出的物流系統(tǒng)方案逐個進行分析比較，從中選出最合理可行的方案。經(jīng)濟方面評價的依據(jù)是投資和經(jīng)營費用。其中投資是指基本建設(shè)費用、其它費用及流動資金的增加部分。

基本建設(shè)費用如物料搬運設(shè)備、輔助設(shè)備及改造建筑物的費用等；

其它費用如運輸費、生產(chǎn)準備費及試車費等；

流動資金的增加部分如原料儲備、產(chǎn)品儲備、在制品儲備等。

經(jīng)營費用包括固定費用和可變費用。固定費用包括資金費用，如投資的利息、折舊費和其它固定費用如管理費、保險費、場地租用費等。

可變費用包括設(shè)備方面的可變費用和工資。設(shè)備方面的可變費用如電力、維修、配件等。第28頁/共103頁第5章物流裝備5.1物流裝備的功能和應(yīng)滿足的要求5.2物流裝備的總體設(shè)計5.3機床上下料裝置5.4工件輸送裝置5.5自動化倉庫設(shè)計第29頁/共103頁5.3機床上下料裝置第5章物流裝備機床上料裝置的類型與特點料倉式上料裝置設(shè)計料斗式上料裝置及毛坯自動定向方法裝卸料機械手第30頁/共103頁5.3機床上下料裝置第5章物流裝備1、機床上料裝置的類型與特點

上料（送料）是將毛坯送到加工位置的過程。機床上料裝置的類型可按其自動化程度和毛坯的種類及結(jié)構(gòu)進行分類。按自動化程度，機床上料裝置有人工上料和自動上料裝置兩種：

(1)人工上料裝置在普通機床上，上料過程由人工操作，往往需要較多的時間，同時也消耗體力。這種上料方式只適用于單件小批生產(chǎn)或者加工大型的或外形復(fù)雜的工件。對于質(zhì)量較大的毛坯，送料過程雖然人工操作，但通常采用輸送輥道或起重吊等設(shè)施；毛坯的夾緊則采用氣動、液壓或機械方式，以減少工人的體力勞動，縮短輔助時間。第31頁/共103頁5.3機床上下料裝置第5章物流裝備1、機床上料裝置的類型與特點

(2)自動上料裝置在大批、大量生產(chǎn)中，為了縮短上料時間、減輕體力消耗，通常采用各種自動上料裝置，使上料過程機械化，輔助時間進一步縮短，并且免除了繁重的體力勞動。自動上料裝置接到上料指令后，上料機構(gòu)自動松開已加工的工件，將其推走，然后將待加工的工件帶到加工位置，進行定位和夾緊。采用機器人或自動運輸小車對數(shù)控機床進行上下料，構(gòu)成柔性制造單元，已是當(dāng)今自動化發(fā)展的趨勢之一。第32頁/共103頁5.3機床上下料裝置第5章物流裝備1、機床上料裝置的類型與特點上料裝置的特點有以下幾方面：1）上料所消耗的時間應(yīng)盡可能少，以縮短輔助時間和提高生產(chǎn)率；2）上料平穩(wěn)，盡量減少沖擊，避免送料擋塊等送料機件過早地損壞；3）上料裝置的構(gòu)造應(yīng)盡可能簡單，工作可靠，以免因夾緊位置不正確或送料長度不足等原因產(chǎn)生廢品或發(fā)生事故；4）上料裝置應(yīng)有一定的適用范圍。對于棒料，上料機構(gòu)應(yīng)能根據(jù)加工工件的直徑和長度進行調(diào)整；桿件料，上料機構(gòu)應(yīng)能適應(yīng)一定尺寸范圍內(nèi)結(jié)構(gòu)相似的工件。5）滿足工件的一些特殊要求，例如用機器人搬運一些輕薄零件或易碎的零件時，機器人手爪部分應(yīng)采用較軟的材料和自行調(diào)整握緊力的大小，以免被夾持工件變形和破碎。第33頁/共103頁5.3機床上下料裝置第5章物流裝備機床上料裝置的類型與特點料倉式上料裝置設(shè)計料斗式上料裝置及毛坯自動定向方法裝卸料機械手第34頁/共103頁5.3機床上下料裝置第5章物流裝備2、料倉式上料裝置設(shè)計(1)料倉圖6-1所示為料倉上料機構(gòu)的簡圖。毛坯由人工裝入料倉1。機床進行加工時，上料器3退到如圖所示的最右位置，隔料器2被上料器3上的銷釘帶動逆時針方向旋轉(zhuǎn)，其上部的毛坯便落在上料器3的接收槽中。第35頁/共103頁5.3機床上下料裝置第5章物流裝備2、料倉式上料裝置設(shè)計

料倉的作用是儲存毛坯。料倉的大小決定于毛坯的尺寸及工作循環(huán)的長短。為了使工人能同時看管多臺機床，毛坯的儲存量應(yīng)能保證機床連續(xù)工作10~_30min。按照毛坯在料倉中的送進方法可將料倉分為兩類，即靠毛坯的自重送進和強制送進。直線形料倉的結(jié)構(gòu)最簡單曲線式料倉曲線的形狀和傾斜角度的選擇要考慮到裝料的方便、最大的容量以及保證毛坯在料倉的槽中可靠而平穩(wěn)地運動自重送進料倉第36頁/共103頁5.3機床上下料裝置第5章物流裝備2、料倉式上料裝置設(shè)計螺旋式的料倉多半用來送進圓錐體和具有軸肩的圓柱體管式料倉用來送進平的圓盤料斗式料倉的特點是能容納大量的毛坯料斗／料箱式料倉的特點是采用料箱進行裝料，以加快裝料的速度自重送進料倉第37頁/共103頁5.3機床上下料裝置第5章物流裝備2、料倉式上料裝置設(shè)計強制送進料倉第38頁/共103頁5.3機床上下料裝置第5章物流裝備2、料倉式上料裝置設(shè)計

當(dāng)毛坯的質(zhì)量較輕不能保證靠自重可靠地落到上料器中，或毛坯的形狀較復(fù)雜不便靠自重送進時，采用強制送進的料倉1)用重錘的力量推送毛坯

2)用彈簧力量推送毛坯3)帶摩擦力進行推送。這類機構(gòu)中具有驅(qū)動機構(gòu)，機構(gòu)較為復(fù)雜，常用于軸承加工機床上用來送進座圈、圓柱滾子和圓錐滾子等第39頁/共103頁5.3機床上下料裝置第5章物流裝備2、料倉式上料裝置設(shè)計強制送進料倉第40頁/共103頁5.3機床上下料裝置第5章物流裝備2、料倉式上料裝置設(shè)計4)毛坯放在鏈條的凹槽上或鉤子上，靠鏈條的傳動把毛坯送到規(guī)定的位置。這類鏈式料倉常用在多軸自動機床和單軸轉(zhuǎn)塔自動車床上，送進長的軸和套筒等。5)圓盤式料倉送料機構(gòu)。其料倉是一個轉(zhuǎn)盤，毛坯裝在轉(zhuǎn)盤周邊的料槽中，圓盤間歇地旋轉(zhuǎn)將毛坯對準接收槽，并沿接收槽滑到上料器中。這類送料機構(gòu)常用以送圓盤、套筒、光軸和階梯軸等零件。第41頁/共103頁5.3機床上下料裝置第5章物流裝備2、料倉式上料裝置設(shè)計

(2)隔料器

的作用是把待加工的毛坯（通常是一個）從料倉中的許多毛坯中隔離出來，使其自動地進入上料器，或由隔料器直接將其送到加工位置。在后一種情況下，隔料器兼有上料器的作用。最常用的隔料器有下列幾種型式，上料器兼作隔料器這類隔料器的構(gòu)造最簡單，如圖a、b所示。當(dāng)上料器送毛坯到加工位置的過程中，上料器的上表面將料倉的通道隔斷，完成隔料功能。這類隔料方法的缺點是隔料時料槽內(nèi)所有毛坯的質(zhì)量都作用在上料器的上表面，使上料器運動阻力大，且易于磨損。第42頁/共103頁5.3機床上下料裝置第5章物流裝備2、料倉式上料裝置設(shè)計桿式隔料器桿式隔料器如圖，隔料器作往復(fù)直線運動或往復(fù)擺動運動。隔料器每作一次往復(fù)運動，從料槽中分離出一個毛坯，由上料器將其送走。采用桿式隔料器，毛坯的質(zhì)量不再壓在上料器上。這類隔料器大多應(yīng)用在中等生產(chǎn)率的情況下，即50-70件／min。當(dāng)生產(chǎn)率更高時，隔料器每次往復(fù)的時間很短，工件因其慣性有可能進不了隔料位置，工作就不可靠了。鼓輪式隔料器由帶有成形槽的圓盤或鼓輪做成，如圖所示。毛坯從送料槽落人圓盤的成形槽內(nèi)，靠圓盤的轉(zhuǎn)動將其送至上料器。圓盤或鼓輪的外圓面用來隔離送料槽中的毛坯。圓盤上的成形槽可很多，圓盤每轉(zhuǎn)一周能送出相當(dāng)多的毛坯。因此這種隔料器能在低速下保證平穩(wěn)地工作，并能保證高的生產(chǎn)率和避免毛坯因受沖擊而損壞。圖6-4f所示的隔料器，可使裝在兩個送料槽中的毛坯，按一定的次序交替地送到下面的送料槽中，使兩種毛坯在送料槽中按一定次序排列。第43頁/共103頁5.3機床上下料裝置第5章物流裝備2、料倉式上料裝置設(shè)計

(3)上料器是把毛坯從料倉送到機床加工位置的裝置料倉兼作上料器料倉本身就起了上料器的作用。當(dāng)料倉自水平位置擺動到傾斜位置時，其外弧面起隔料的作用，擋住料槽中的毛坯，而料倉中最下部的毛坯的軸線正好和主軸中心線重合，由頂料桿將其頂出料倉，放到機床主軸的夾具中。待頂料桿退還后，料倉即擺回原來的水平位置，料槽中的毛坯即往料倉補充。這類料倉上料器作往復(fù)運動，因慣性較大，生產(chǎn)率受到限制，且易于磨損。槽式上料器上料器有容納毛坯的槽，接受從料倉落下的毛坯。當(dāng)上料器往左運動時，該毛坯即被送到機床加工位置。此時料倉中其它毛坯被上料器的上表面隔住。由于槽式上料器作往復(fù)運動，生產(chǎn)率也受到一定限制第44頁/共103頁5.3機床上下料裝置第5章物流裝備2、料倉式上料裝置設(shè)計

(3)上料器是把毛坯從料倉送到機床加工位置的裝置上料器中的圓盤朝一個方向連續(xù)旋轉(zhuǎn)，毛坯從料倉送人圓盤的孔中，由圓盤帶到加工位置，加工完畢后工件又被推出。圓盤式上料器的生產(chǎn)率較前兩種高，廣泛地應(yīng)用于磨床上料，例如磨滾子或軸承環(huán)的端面。有時上料操作也可由機床的部件（例如刀架或轉(zhuǎn)塔刀架）和專門的接收器來完成。如圖轉(zhuǎn)塔自動車床，料倉固定在轉(zhuǎn)塔刀架右方。轉(zhuǎn)塔刀架的一個刀具孔中裝有接收器。頂桿將料倉最下方的毛坯送給接受器，轉(zhuǎn)塔刀架轉(zhuǎn)位180度，便將毛坯對準主軸軸線，轉(zhuǎn)塔刀架再向左移動即將毛坯送入主軸的夾緊筒夾孔內(nèi)。圓盤式上料器第45頁/共103頁5.3機床上下料裝置第5章物流裝備2、料倉式上料裝置設(shè)計

(4)上料桿和卸料桿在應(yīng)用料倉送料時，夾緊毛坯采用彈簧筒夾。為控制毛坯送進位置的精度，有兩種方式：

1）采用擋塊來限制毛坯送進的位置，擋塊可利用筒夾上的臺肩（圖6-6a)，或裝在主軸的內(nèi)部（圖6-6b）。這時采用的上料桿應(yīng)帶有緩沖彈簧，如圖6—6d和6-6e所示，上料桿行程略大于毛坯實際的送進長度，以便將具有較大長度誤差的毛坯可靠地頂在擋塊上。

2）靠上料桿的行程使毛坯頂?shù)剿蟮奈恢?，圖6-6f所示的上料桿裝在轉(zhuǎn)塔刀架的工具孔中，轉(zhuǎn)塔刀架帶動上料桿將毛坯準確地頂入圖6-6c所示的主軸筒夾孔內(nèi)。上料桿行程的準確度決定了毛坯送進的準確度。這里采用的上料桿是固定長度的，以保證送料的精度。第46頁/共103頁5.3機床上下料裝置第5章物流裝備2、料倉式上料裝置設(shè)計

卸料桿也有兩種類型：帶彈簧的和固定長度的。帶彈簧的卸料桿裝在筒夾內(nèi)部（圖6—6a、c），當(dāng)上料桿將毛坯頂入筒夾孔中時，毛坯靠在卸料桿上并將卸料桿往里推，壓縮彈簧。加工完畢后，筒夾松開，在彈簧復(fù)位力作用下卸料桿將毛坯推出。固定長度式卸料桿（圖6——6b）是一根裝在主軸內(nèi)部的桿子，可作往復(fù)直線運動。當(dāng)毛坯被送人時，桿子后退；毛坯加工完畢后，筒夾松開，桿子把工件推出，然后再回到原位。第47頁/共103頁5.3機床上下料裝置第5章物流裝備2、料倉式上料裝置設(shè)計

(5)典型實例圖6—7為曲線式料倉式的上料裝置，應(yīng)用在某自動機床上，毛坯是一短套筒。上料裝置的動作由柱形凸輪12控制。凸輪帶動從動滾子13，使滑塊8沿著軸11及導(dǎo)軌10往復(fù)滑動?；瑝K上的方頭銷9撥動搖臂7繞滾動軸承擺動，通過拉桿6、杠桿14和傳動軸5使機械手2上下運動。隔料器3由機械手上的擋塊通過杠桿4操縱。在機械手的彈簧抓手上方左面?zhèn)缺谏嫌羞M料口15，當(dāng)機械手向上移動到極限位置時，隔料器3抬起，曲線形料倉1中的毛坯自進料口落入機械手的彈簧抓手內(nèi)。機械手向下移動則將抓住的毛坯送到主軸位置。第48頁/共103頁5.3機床上下料裝置第5章物流裝備機床上料裝置的類型與特點料倉式上料裝置設(shè)計料斗式上料裝置及毛坯自動定向方法裝卸料機械手第49頁/共103頁5.3機床上下料裝置第5章物流裝備3、料斗式上料裝置及毛坯自動定向方法

(1)裝置的組成料斗式上料裝置包括裝料和儲料兩部分機構(gòu)。

裝料機構(gòu)：由料斗、攪動器、定向器、剔除器、分路器、送料槽、減速器等組成；

儲料機構(gòu)：由隔離器、上料器等組成。此外，在機床上還有工件的定位夾緊機構(gòu)、推出器和排料機構(gòu)等第50頁/共103頁5.3機床上下料裝置第5章物流裝備3、料斗式上料裝置及毛坯自動定向方法

1)料斗料斗是盛裝工件的容器，工件在料斗中應(yīng)完成定向過程，并按次序送到料斗的出口處，即送料槽，故在料斗中裝有定向器。為了防止工件在進人送料槽時產(chǎn)生阻塞，在料斗中常裝有攪動器。

剔除器的用途是剔除那些未按要求定向的工件，防止它們進人送料槽。料斗的型式很多，根據(jù)在料斗中獲取工件，使工件進入送料槽的方式可以分為以下幾種典型結(jié)構(gòu)：（右圖）第51頁/共103頁5.3機床上下料裝置第5章物流裝備3、料斗式上料裝置及毛坯自動定向方法第52頁/共103頁5.3機床上下料裝置第5章物流裝備3、料斗式上料裝置及毛坯自動定向方法

2）攪動器工件在料斗中由于互相擠住容易形成拱形而堵塞出口，如圖6一9a所示，使料斗中的工件不能到達落料孔處，在落料孔處形成空穴。在落料孔附近形成的拱形稱之為小拱形，在落料孔上部形成的拱形稱之為大拱形。攪動器的結(jié)構(gòu)型式很多，如圖6—9所示。搖擺的杠桿（圖6一9b）和轉(zhuǎn)動的缺口盤（圖6一9c。）主要用來破壞小拱形；搖擺的隔板（圖6一9d）主要是破壞大拱形。此外還可以利用上料器來進行攪動（圖6一9e）以及和其它構(gòu)件結(jié)合的辦法來攪動工件，如上述扇塊式的料斗中，扇形塊既是定向器，也是攪動器。：第53頁/共103頁5.3機床上下料裝置第5章物流裝備3、料斗式上料裝置及毛坯自動定向方法

3）定向器工件在料斗內(nèi)或料斗外的送料槽中要進行定向，使工件按一定的位置順序排列。定向器的作用主要是矯正工件的位置，并剔除位置不正確的工件。定向器的結(jié)構(gòu)型式很多，如圖6—10所示，定向方法有：

1）抓取法定向。利用鉤、銷來抓取工件并定向（圖6一10a）;2）槽隙法定向。利用一定形狀的槽隙進行定向（圖6一10b）;第54頁/共103頁5.3機床上下料裝置第5章物流裝備3、料斗式上料裝置及毛坯自動定向方法

3）定向器

3）型孔選擇法定向（圖6一10c）;4）重心偏移法定向（圖6一I0d）。第55頁/共103頁5.3機床上下料裝置第5章物流裝備3、料斗式上料裝置及毛坯自動定向方法

(2)料斗式上料裝置的生產(chǎn)率計算料斗獲取工件的生產(chǎn)率可由下式計算Q平均

=zPnK

式中Q平均——料斗獲取工件的平均生產(chǎn)率（件／min);z——

定向器中取工件的構(gòu)件數(shù)，如扇形塊、滑塊或其它槽隙定向，z=1;n——定向器每分鐘的工作循環(huán)數(shù)，單位為r/min或雙行程次數(shù)／min;K——定向器取工件構(gòu)件的成功系數(shù)，它表示定向概率的大小，與工件的形狀、料斗的結(jié)構(gòu)、定向器的型式等有關(guān)；

P——

定向器中每個取工件的構(gòu)件數(shù)或每次抓取的工件數(shù)，對于鉤、銷、成形孔槽的定向方式，P=1。第56頁/共103頁5.3機床上下料裝置第5章物流裝備3、料斗式上料裝置及毛坯自動定向方法

(3)振動式料斗裝置

振動式料斗是一種典型的自動上料裝置，其料斗為圓筒形，內(nèi)壁有螺旋形送料槽，當(dāng)整個圓筒作扭轉(zhuǎn)振動時，工件將沿著螺旋形的送料槽逐漸上升，并在上升過程中進行定向，剔除位置不正確的工件。上升的工件最后從料斗上部的出口進人送料槽。圖6—17所示是一種典型的振動式料斗自動上料裝置，圓筒形料斗由內(nèi)壁帶螺旋送料槽的圓筒1和底部呈錐形的筒底2組成。筒底呈錐形是為了使工件向四周移動，便于進入筒壁上的螺旋送料槽。料斗底部用三個聯(lián)接塊3分別與三個板彈簧4相聯(lián)接，板彈簧4的下部再通過三個聯(lián)接塊5固定在底盤6上。板彈簧是傾斜安裝的，其沿長度方向的中線在水平面上的投影與半徑為r的圓相切，r小于料斗的平均半徑rm第57頁/共103頁5.3機床上下料裝置第5章物流裝備3、料斗式上料裝置及毛坯自動定向方法

(3)振動式料斗裝置在筒底2的中央，固定著銜鐵15，電磁振動器的鐵心和線圈14固定在支承盤12上，通過三個調(diào)節(jié)螺釘13可調(diào)整銜鐵15與鐵心線圈14之間的間隙，支承盤12又固定在底盤6上。當(dāng)線圈通人交流電時，銜鐵受軸向推拉交替力，由于板彈簧4的兩端是固定的，因而產(chǎn)生彎曲變形；由于板彈簧4是沿圓周切向布置的，因此產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)。

當(dāng)電磁振動器通電時，使料斗作上下和扭轉(zhuǎn)振動。板彈簧4的傾斜方向應(yīng)與筒壁螺旋槽的螺旋升角a方向相反，其傾角一般為20?！?0。幾片板彈簧的尺寸，安裝傾角必須相同。為了防止振動式料斗對機床的影響，底盤6和支座9之間有三個彈簧8進行隔振，并用導(dǎo)向軸7使料斗裝置位置穩(wěn)定。振動式料斗裝置應(yīng)用很廣，多用于鐘表、儀器儀表等小零件加工中的自動上料，用于中等尺寸零件時所耗能量較大。第58頁/共103頁5.3機床上下料裝置第5章物流裝備3、料斗式上料裝置及毛坯自動定向方法

(3)振動式料斗裝置工件自振動式送料裝置送人機床以前必須把位置和方向不正確的零件去掉，保證嚴格的定向。所采用的定向方法及定向機構(gòu)，通常隨零件的形狀而異。圖6—18所示為毛坯的各種定向方法。第59頁/共103頁5.3機床上下料裝置第5章物流裝備機床上料裝置的類型與特點料倉式上料裝置設(shè)計料斗式上料裝置及毛坯自動定向方法裝卸料機械手第60頁/共103頁5.3機床上下料裝置第5章物流裝備4、裝卸料機械手機械手是一種能模仿人手的某些工作機能，按要求的程序、軌跡和要求、實現(xiàn)抓取和搬運工件，或完成某些勞動作業(yè)的機械化、自動化裝置。國外稱之為操作機（Manipulator）、機械手（MechanicalHand）。機械手只能完成比較簡單的抓取、搬運及上、下料工作，常常作為機械設(shè)備上的附屬裝置。因此具有一定的專用性，所以又稱為專用機械手。如圖6——19所示，在加工前機械手將待加工工件從料架搬運到加工位置，當(dāng)加工完畢后，機械手將工件從加工位置搬運到卸料位置，再從料架上將下一個待加工工件送到加工位置。如此反復(fù)循環(huán)進行搬運裝卸工作。第61頁/共103頁5.3機床上下料裝置第5章物流裝備4、裝卸料機械手

由于微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，誕生了功能更完善的機器人。機器人能模仿人的某些工作機能和控制機能，按可變的程序、軌跡和要求，實現(xiàn)多種工件的抓取、定向和搬運工作，并且能使用工具完成多種勞動作業(yè)的自動化機械系統(tǒng)。當(dāng)機器人用于工業(yè)生產(chǎn)中時，常稱之為工業(yè)機器人（IndustrialRobot或Robot）。我國過去稱它為“工業(yè)機械手”或“通用機械手”圖6—20為采用一臺工業(yè)機器人給三臺機床裝卸料的情況。第62頁/共103頁5.3機床上下料裝置第5章物流裝備4、裝卸料機械手圖6—21所示由工業(yè)機器人和加工中心組成的柔性制造單元（FMC）。工業(yè)機器人從工件臺架上將待加工零件搬運到加工中心上去，并將已加工完的工件運離加工中心。采用工業(yè)機器人的FMC，適用于裝卸質(zhì)量和尺寸都比較小的零件。以這種型式出現(xiàn)的裝卸料機械手還有許多。如CincinnatiMilacron公司生產(chǎn)的由車削中心、立式加工中心、臥式加工中心和一臺工業(yè)機器人組成的FMC（圖6—22)，工業(yè)機器人安裝在自動有軌運輸小車（RGV）上，按固定軌道運行實現(xiàn)機床間工件的傳送。第63頁/共103頁5.3機床上下料裝置第5章物流裝備4、裝卸料機械手圖6—23所示為兩臺磨床、一臺工業(yè)機器人和一個工件傳輸系統(tǒng)組成的（FMC）。安放于中央位置，完成兩臺磨床與工件傳輸系統(tǒng)之間的工件傳輸。

在車削中心上，常采用龍門式機器人裝卸料，組成FMC，如圖6—24所示。第64頁/共103頁5.3機床上下料裝置第5章物流裝備4、裝卸料機械手

隨著柔性制造技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)機器人在物流系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛，如圖6—25所示。工業(yè)機器人可以在數(shù)控機床與工件臺架之間完成工件傳送任務(wù)；也可以在2一3臺數(shù)控機床之間，以及與工件臺架之間完成復(fù)雜的工件傳送任務(wù)；還可以完成刀具交換、夾具交換甚至裝配等任務(wù)。它將加工與裝配、成品與毛坯、工件、刀具和夾具等有機地聯(lián)系起來，構(gòu)成一個完整的系統(tǒng)。應(yīng)該指出的是，工業(yè)機器人在這里僅用于裝卸料，它當(dāng)然比焊接、噴漆機器人的功能要求要簡單一些。第65頁/共103頁第5章物流裝備5.1物流裝備的功能和應(yīng)滿足的要求5.2物流裝備的總體設(shè)計5.3機床上下料裝置5.4工件輸送裝置5.5自動化倉庫設(shè)計第66頁/共103頁5.4工件輸送裝置第5章物流裝備機床間的工件傳遞和運送裝置目前包括有：托盤和隨行夾具

自動輸送小車隨行工作臺存放站第67頁/共103頁5.4工件輸送裝置第5章物流裝備1、托盤和隨行夾具

工件在機床間傳送時，除了工件本身外，還有隨行夾具和托盤等。如圖6—26所示，在裝卸工位，工人從托盤上卸去已加工的工件，裝上待加工的工件，由液壓或電動推拉機構(gòu)將托盤推到回轉(zhuǎn)工作臺上?；剞D(zhuǎn)工作臺由單獨電動機拖動按順時針方向作間歇回轉(zhuǎn)運動，不斷地將裝有待加工工件的托盤送到加工中心工作臺左端，由液壓或電動推拉機構(gòu)將其與加工中心工作臺上托盤進行交換。裝有已加工工件的托盤由回轉(zhuǎn)工作臺帶回裝卸工位，如此反復(fù)不斷地進行工件的傳送。第68頁/共103頁5.4工件輸送裝置第5章物流裝備如果在加工中心工作臺的兩端各設(shè)置一個托盤系統(tǒng)，則一端的托盤系統(tǒng)用于接受前一臺機床已加工工件的托盤，為本臺機床上料，另一端的托盤系統(tǒng)用于為本臺機床下料，并傳送到下一臺機床去。由多臺如此的機床可形成用托盤系統(tǒng)組成的較大生產(chǎn)系統(tǒng)。？對于結(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)雜而缺少可靠運輸基面的工件或質(zhì)地較軟的有色金屬工件，常將工件先定位夾緊在隨行夾具上，和隨行夾具一起傳送、定位和夾緊在機床上進行加工。工件加工完畢后與隨行夾具一起被卸下機床，帶到卸料工位，將加工完的工件從隨行夾具上卸下，隨行夾具返回到原始位置，以供循環(huán)使用。1、托盤和隨行夾具第69頁/共103頁5.4工件輸送裝置第5章物流裝備1、托盤和隨行夾具上方返回

隨行夾具2在自動線的末端用提升裝置3升到機床上方后，經(jīng)一條傾斜（l：50）滾道4靠自重返回自動線的始端，然后用下降裝置5降至主輸送帶1上。？這種方式結(jié)構(gòu)簡單緊湊、占地面積小，但不宜布置立式機床、調(diào)整維修機床不便。

較長的自動線不宜采用這種型式。第70頁/共103頁5.4工件輸送裝置第5章物流裝備1、托盤和隨行夾具下方返回裝有工件的隨行夾具2，由往復(fù)液壓缸1驅(qū)動，一個接一個地沿著輸送導(dǎo)軌移動到加工工位。加工完畢后隨行夾具被送到末端的回轉(zhuǎn)鼓輪5上，翻轉(zhuǎn)到下面，經(jīng)機床底座內(nèi)部或底座下地道內(nèi)的步伐式輸送帶4送回自動線的始端，再由回轉(zhuǎn)鼓輪3從下面翻轉(zhuǎn)至上面的裝卸料工位。

下方返回方式結(jié)構(gòu)緊湊，占引地面積小，但維修調(diào)整不便，同時會影響機床底座的剛性和排屑裝置的布置，

多用于工位數(shù)少，精度不高的小型組合機床的自動線上。第71頁/共103頁5.4工件輸送裝置第5章物流裝備水平返回隨行夾具在水平面內(nèi)作框形運動返回，圖a的返回裝置是由三條步伐式輸送帶1、2、3所組成。圖b采用三條鏈條代替步伐式輸送帶。水平返回方式占地面積大，但結(jié)構(gòu)簡單，敞開性好，適用于工件及隨行夾具比較重、比較大的情況。1、托盤和隨行夾具第72頁/共103頁5.4工件輸送裝置第5章物流裝備托盤和隨行夾具

自動輸送小車隨行工作臺存放站第73頁/共103頁5.4工件輸送裝置第5章物流裝備自動運輸小車是現(xiàn)代生產(chǎn)系統(tǒng)中機床間傳送物料很重要的設(shè)備，它分

有軌小車（RGV）和無軌小車（AGV）兩大類。

(1)有軌自動運輸（RGV）圖6—30是采用有軌自動運輸小車的生產(chǎn)系統(tǒng)，RGV沿直線導(dǎo)軌運動，機床和輔助設(shè)備在導(dǎo)軌一側(cè)，安放托盤或隨行夾具的臺架在導(dǎo)軌的另一側(cè)。

RGV采用直流或交流伺服電動機驅(qū)動，由生產(chǎn)系統(tǒng)的中央計算機控制。2、自動輸送小車第74頁/共103頁5.4工件輸送裝置第5章物流裝備2、自動輸送小車當(dāng)RGV接近指定位置時，由光電裝置、接近開關(guān)或限位開關(guān)等傳感器識別出減速點和準停點，向控制系統(tǒng)發(fā)出減速和停車信號，使小車準確地?？吭谥付ㄎ恢蒙稀Ｐ≤嚿系膫鲃友b置將托盤臺架或機床上的托盤或隨行夾具拉上小車，或?qū)⑿≤嚿系耐斜P或隨行夾具送給托盤臺架或機床。

RGV適用于運送尺寸和質(zhì)量均較大的托盤或隨行夾具，而且傳送速度快，控制系統(tǒng)簡單，成本低廉。缺點是它的鐵軌一旦鋪成后，改變路線比較困難，適用于運輸路線固定不變的生產(chǎn)系統(tǒng)第75頁/共103頁5.4工件輸送裝置第5章物流裝備

(2)無軌自動運輸小車（AGV）

常見的無軌自動運輸小車(AGV)的運行軌跡是通過電磁感應(yīng)制導(dǎo)的。由AGV、小車控制裝置和電池充電站組成AGV物料輸送系統(tǒng)，如圖6—31所示。圖中有兩臺無軌自動運輸小車，由埋在地面下的電纜傳來的感應(yīng)信號對小車的運行軌跡進行制導(dǎo)，功率電源和控制信號則通過有線電纜傳到小車。由計算機控制，小車可以準確停在任一個裝載臺或卸載臺，進行物料的裝卸。電池充電站是用來為小車上的蓄電池充電用的。小車控制裝置通過電纜與上一級計算機聯(lián)網(wǎng)，它們之間傳遞的信息有以下幾類：行走指令；裝載和卸載指令；聯(lián)鎖信息；動作完畢回答信號；報警信息等。2、自動輸送小車第76頁/共103頁5.4工件輸送裝置第5章物流裝備2、自動輸送小車

(2)無軌自動運輸小車（AGV）

系統(tǒng)信息的傳遞框圖如圖6—32所示。第77頁/共103頁5.4工件輸送裝置第5章物流裝備2、自動輸送小車

無軌自動運輸小車一般由隨行工作臺交換、升降、行走、控制、電源和軌跡制導(dǎo)等六部分組成（圖6—33）第78頁/共103頁5.4工件輸送裝置第5章物流裝備2、自動輸送小車(1)隨行工作臺交換部分小車的上部有回轉(zhuǎn)工作臺7，工作臺的上面為滑臺叉架5,由計算機控制的進給電動機8驅(qū)動，將夾持工件的隨行工作臺4從小車送到機床上隨行工作臺交換器3，或從機床隨行工作臺交換器拉回小車滑臺叉架，實現(xiàn)隨行工作臺的交換。(2)升降部分通過升降液壓缸10和齒輪齒條1式水平保持機構(gòu)實現(xiàn)滑臺叉架5的升降，對準機床上隨行工作臺交換器導(dǎo)軌。(3)行走部分由計算機控制的直流調(diào)速電動機和傳動齒輪箱9驅(qū)動車輪，實現(xiàn)小車的行走。(4)控制部分包括控制柜2、操作面板、信息接收發(fā)送等部分組成，通過電纜與無軌自動運輸小車的控制裝置進行聯(lián)系，控制小車的起停、輸送或接收隨行工作臺的操作。(5)電源部分采用蓄電池作為電源，一次充電后，可用8小時。第79頁/共103頁5.4工件輸送裝置第5章物流裝備2、自動輸送小車(6)軌跡制導(dǎo)部分

軌跡制導(dǎo)通常采用電磁感應(yīng)制導(dǎo)，其工作原理如圖6一34所示。在小車行走路線的地面下深10—2Omm,寬3—10mm的槽內(nèi)敷設(shè)一條專用的制導(dǎo)電纜，通上低周波交變電流勵磁，在其四周產(chǎn)生交變磁場。在小車前方裝有兩個感應(yīng)接受天線，在行走過程中類似動物觸角一樣，接受制導(dǎo)電纜產(chǎn)生的交變磁場。當(dāng)小車行走方位與制導(dǎo)電纜一致時，兩個接受天線分別處于制導(dǎo)電纜的左右對稱位置，感應(yīng)得到的電勢相等，制導(dǎo)電動機不動。當(dāng)小車行走方位與制導(dǎo)電纜不一致時，兩個接受天線處的位置與制導(dǎo)電纜不對稱，感應(yīng)出的電勢便不相等，由控制系統(tǒng)產(chǎn)生誤差信號，經(jīng)放大后，控制制導(dǎo)電動機按要求的方向和速度驅(qū)動方向輪使小車轉(zhuǎn)彎，直到誤差消除為止，從而保持AGV始終沿制導(dǎo)電纜敷設(shè)的方向行駛。第80頁/共103頁5.4工件輸送裝置第5章物流裝備2、自動輸送小車在小車可能停下進行裝卸物料電流的一系列站點的地面下，埋設(shè)如圖6—35a所示的地址碼，每一個站點有一個專用地址，由小車上的傳感器在行走過程中讀得地址碼，由車載計算機判斷在該站點是否停下。如小車具有后退功能，在小車的前方和后方均應(yīng)裝設(shè)感應(yīng)接收天線，小車后退時由后面的感應(yīng)天線跟蹤制導(dǎo)電纜。感應(yīng)制導(dǎo)的AGV，工作可靠，制導(dǎo)電纜埋在地下不怕塵土污染，不易遭到破壞，適用于一般工業(yè)環(huán)境。AGV可采用光學(xué)制導(dǎo)，在地面上用有色油漆或色帶繪成路線圖，裝在AGV上的光源發(fā)出的光束照射地面，自地面反射回的光線作為路線識別信號由AGV上的光敏器件接受，控制AGV沿繪制的路線行駛。這種制導(dǎo)方式改變路線非常容易，但只適用于非常潔凈的場合，如實驗室內(nèi)等。第81頁/共103頁5.4工件輸送裝置第5章物流裝備2、自動輸送小車由上可見，AGV應(yīng)具備如下功能：1）行走功能包括啟動、停止、前進、后退、轉(zhuǎn)彎、定速、變速、多叉路口選道等。2）控制功能包括由上一級計算機，車載計算機控制面板和地面監(jiān)控器等，對小車位置和裝載情況進行識別和控制，多車同時進行控制等。3）安全功能包括檢測到障礙物時自動減速，碰到障礙物時立即停車，防止兩車相碰的措施，各種緊急停車措施，蓄電池放電過量報警，警示回轉(zhuǎn)燈等。4）隨行工作臺的自動裝卸。第82頁/共103頁5.4工件輸送裝置第5章物流裝備托盤和隨行夾具

自動輸送小車隨行工作臺存放站第83頁/共103頁5.4工件輸送裝置第5章物流裝備3、隨行工作臺存放站1）存放從自動運輸小車送來的隨行工作臺，如圖中L位置；2）隨行工作臺在存放站上有自動轉(zhuǎn)移功能，根據(jù)系統(tǒng)的指令，可將隨行工作臺移至緩沖的位置U。3）當(dāng)隨行工作臺移至工作位置時（圖中A位置），工業(yè)機器人可對隨行工作臺上夾持的工件進行裝卸。

圖6—36所示的隨行工作臺存放站是介于制造單元與自動運輸小車之間的裝置，在制造系統(tǒng)中起過渡作用，也是“物流”中的一個環(huán)節(jié)。它的功能是：第84頁/共103頁第5章物流裝備5.1物流裝備的功能和應(yīng)滿足的要求5.2物流裝備的總體設(shè)計5.3機床上下料裝置5.4工件輸送裝置5.5自動化倉庫設(shè)計第85頁/共103頁5.5自動化倉庫設(shè)計第5章物流裝備自動化倉庫的構(gòu)成自動化倉庫的工作過程自動化倉庫的計算機管理第86頁/共103頁5.5自動化倉庫設(shè)計第5章物流裝備1、自動化倉庫的構(gòu)成

隨著自動化生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，人們逐漸認識到物流技術(shù)的重要，將傳統(tǒng)的僅起存放物品作用的倉庫轉(zhuǎn)化為物資調(diào)節(jié)和流通中心，出現(xiàn)了具有高層貨架的自動化倉庫以及各種先進的存貨、取貨、快速分揀裝置等新設(shè)施。自動化倉庫采用計算機管理，配置了自動化物流系統(tǒng)，不用書面文檔，倉庫空間利用率最大化，增加貨存量，加快進貨和發(fā)貨的速度，減少庫存貨物數(shù)據(jù)的差錯率、貨物非生產(chǎn)性損壞以及生銹、變質(zhì)、自然老化等損失，減少倉庫的工作人員。

最常見的是巷道式立體倉庫，如圖6—37所示。它適用于存放多品種少批量貨物。巷道兩邊是多層貨架。在巷道間有堆裝機，沿巷道軌道移動，堆裝機上的裝卸托盤可到多層貨架的每一個倉位存取貨物，送至巷道一端的出入庫裝卸站。第87頁/共103頁5.5自動化倉庫設(shè)計第5章物流裝備1、自動化倉庫的構(gòu)成（1）倉庫多層貨架

根據(jù)存放物品的多少，可以設(shè)置若干個多層貨架，每兩個貨架之間留有巷道。巷道內(nèi)安裝軌道，供堆裝機行走，如圖6—38所示。貨架按列和層劃分成許多倉位，每個倉位內(nèi)可放一個貨箱或上下壘起來放多個貨箱。每個倉位賦予一個“地址”，對應(yīng)于庫存數(shù)據(jù)庫中該倉位貨物數(shù)據(jù)詞條的關(guān)鍵詞。當(dāng)倉位中物品發(fā)生變化時，按該地址可修改相應(yīng)的數(shù)據(jù)詞條。第88頁/共103頁5.5自動化倉庫設(shè)計第5章物流裝備1、自動化倉庫的構(gòu)成（2）堆裝機

雙立柱型堆裝機的結(jié)構(gòu)如圖6—39所示，是一個框架結(jié)構(gòu)，可在巷道軌道上行走，堆裝機上的裝卸托盤可沿框架導(dǎo)軌上下升降，以便對準每一個倉位，取走或送入貨箱。堆裝機采用相對尋址的工作方式尋找倉位。當(dāng)堆裝機沿巷道軌道或裝卸托盤沿框架導(dǎo)軌行走時，每經(jīng)過倉庫的一列或一層，將倉位地址的當(dāng)前值加1或減1。當(dāng)前值與設(shè)定值快接近時，控制堆裝機或裝卸托盤自動減速，當(dāng)前值與設(shè)定值完全相符時，發(fā)出停車指令，裝卸托盤便準確地停在設(shè)定的倉位前。目前的堆裝機的最大水平行走速度可達60m/min，裝卸托盤的升降速度較低，約為行走速度的1/4；最大負重量為1000kg。第89頁/共103頁5.5自動化倉庫設(shè)計第5章物流裝備1、自動化倉庫的構(gòu)成（2）堆裝機

圖6—40是

單立柱型堆裝機，最大負重量為l000kg，行走速度為40m/min，升降速度5m/min。第90頁/共103頁5.5自動化倉庫設(shè)計第5章物流裝備1、自動化倉庫的構(gòu)成（2）堆裝機

圖6—41是堆裝機上裝卸托盤的結(jié)構(gòu)，圖6—4la為鉤型，圖6—41b為鞍型。裝卸托盤沿鉛直導(dǎo)軌上下移動，對準設(shè)定的倉位后，裝卸托盤上的貨叉將托盤上的貨箱送人倉位，或?qū)?/p>