第六章-物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)課件

大家好大家好1機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)目錄第一章機(jī)械制造及裝備設(shè)計(jì)方法第二章金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)第三章典型部件設(shè)計(jì)第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計(jì)第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)第四章工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)第六章物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)目錄第一章機(jī)械制造及裝備設(shè)計(jì)方法第二章金屬切第六章物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)第一節(jié)概述第二節(jié)機(jī)床上下料裝置設(shè)計(jì)第三節(jié)機(jī)床間工件傳送裝置的設(shè)計(jì)第四節(jié)自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)第五節(jié)工廠物流系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)第六章物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)第一節(jié)概述第二節(jié)機(jī)床上下料裝置6.1概述

一、物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義

二、現(xiàn)代物流系統(tǒng)的特點(diǎn)、基本構(gòu)成及功能三、物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的要求6.1概述一、物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義二、現(xiàn)代6.1.1物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義物流：從原材料和毛坯進(jìn)廠，經(jīng)過(guò)儲(chǔ)存、加工、裝配、檢驗(yàn)、包裝，直至成品和廢料出廠，在倉(cāng)庫(kù)、車間、工序之間流轉(zhuǎn)、移動(dòng)和儲(chǔ)存的全部過(guò)程。向生產(chǎn)組織和管理要效益：合理進(jìn)行物流系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可以在不增加或少增加投資的條件下，取得明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。6.1.1物流系統(tǒng)6.1.2現(xiàn)代物流系統(tǒng)的特點(diǎn)、基本構(gòu)成及功能（一）現(xiàn)代物流系統(tǒng)的主要特點(diǎn)物流系統(tǒng)擔(dān)任運(yùn)輸、儲(chǔ)存、裝卸物料等任務(wù)。（1）采用現(xiàn)代化的物流裝備（2）計(jì)算機(jī)管理（3）系統(tǒng)化與集成化（二）現(xiàn)代物流系統(tǒng)的基本構(gòu)成（1）管理層——有較高的智能（2）控制層——有較好的實(shí)時(shí)性（3）執(zhí)行層——有較高的可靠性6.1.2現(xiàn)代物流系統(tǒng)的特點(diǎn)、基本構(gòu)成及功能（一6.1.2現(xiàn)代物流系統(tǒng)的特點(diǎn)、基本構(gòu)成及功能（三）現(xiàn)代物流系統(tǒng)的功能（1）原材料和毛坯、外購(gòu)件、在制品、產(chǎn)品、工藝裝備的儲(chǔ)存及搬運(yùn)——存放有序，存取容易，自動(dòng)化；（2）設(shè)備的上下料——自動(dòng)化；（3）工序間在制品儲(chǔ)存——有序、合理；（4）工位間工件搬運(yùn)——及時(shí)、迅速；（5）物流裝置調(diào)度、控制——可變化、可優(yōu)化；（6）物流監(jiān)測(cè)、判別——反應(yīng)敏捷。6.1.2現(xiàn)代物流系統(tǒng)的特點(diǎn)、基本構(gòu)成及功能（三6.1.3物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的要求（一）應(yīng)可靠地、無(wú)損傷地、快速實(shí)現(xiàn)物料流動(dòng)；（二）具有一定的柔性；（三）盡量縮短裝卸工件的輔助時(shí)間及工序間流動(dòng)路線；（四）盡量減少在制品積壓；（五）合理的物料（毛坯、在制品、產(chǎn)品）儲(chǔ)存量。6.1.3物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的要求（6.2機(jī)床上下料裝置設(shè)計(jì)

一、機(jī)床上下料裝置的設(shè)計(jì)原則二、料倉(cāng)式上料裝置三、料斗式上料裝置四、上下料機(jī)械手6.2機(jī)床上下料裝置設(shè)計(jì)一、機(jī)床上下料裝置的設(shè)計(jì)6.2.1機(jī)床上下料的設(shè)計(jì)原則機(jī)床的上下料是指將毛坯送到正確的加工位置及將加工好的工件從機(jī)床上取下的過(guò)程。按自動(dòng)化程度：人工上下料裝置（單件小批生產(chǎn)或大型的或外形復(fù)雜的工件）自動(dòng)上下料裝置（大批大量生產(chǎn)，如料倉(cāng)式、料斗式、上下料機(jī)械手或機(jī)器人等）（1）上下料時(shí)間要符合生產(chǎn)節(jié)拍的要求；（2）上下料工作平穩(wěn)，盡量減少?zèng)_擊，避免使工件產(chǎn)生變形或損壞；（3）上下料裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，維護(hù)方便；（4）有一定的適用范圍，盡可能滿足多種需求。6.2.1機(jī)床上下料的設(shè)計(jì)原則6.2.2料倉(cāng)式上料裝置

（一）功用和組成功用:當(dāng)單件毛坯的尺寸較大，而且形狀比較復(fù)雜難于自動(dòng)定向時(shí)，可采用料倉(cāng)上料機(jī)構(gòu)。適用于加工時(shí)間較長(zhǎng)的零件。用在大量和批量生產(chǎn)中。組成：料倉(cāng)、隔料器、上料器、上料桿、下料桿等部分。

6.2.2料倉(cāng)式上6.2.2料倉(cāng)式上料裝置

（二）料倉(cāng)作用是儲(chǔ)存毛坯。大小取決于毛坯的尺寸及工作循環(huán)的長(zhǎng)短。

按照毛坯在料倉(cāng)中的送進(jìn)方法，將料倉(cāng)分為兩類，即靠毛坯的自重送進(jìn)和強(qiáng)制送進(jìn)。

6.2.2料倉(cāng)式上6.2.2料倉(cāng)式上料裝置

（二）料倉(cāng)

（1）靠毛坯自重送進(jìn)的料倉(cāng)

直線式、曲線式、螺旋式、管式、料斗式、料斗—料箱式

（2）強(qiáng)制送進(jìn)的料倉(cāng)

重錘式、彈簧式、摩擦式、鏈?zhǔn)健A盤(pán)式

當(dāng)毛坯質(zhì)量太輕，不能保證靠自重可靠地落在上料器中，或毛坯形狀復(fù)雜，不便靠自重送進(jìn)，采用強(qiáng)制送進(jìn)的料倉(cāng)。6.2.2料倉(cāng)式上6.2.2料倉(cāng)式上料裝置

（三）隔料器作用：把待加工的毛坯從料倉(cāng)中的許多毛坯中隔離出來(lái)，使其自動(dòng)進(jìn)入上料器；或由隔料器直接將其送到加工位置。由上料器兼作隔料器、桿式隔料器、鼓輪式隔料器6.2.2料倉(cāng)式上6.2.2料倉(cāng)式上料裝置

（四）上料器作用：把毛坯從料倉(cāng)送到機(jī)床加工位置料倉(cāng)兼作上料器、槽式上料器、圓盤(pán)式上料器、由機(jī)床的部件和專門(mén)的接收器來(lái)充當(dāng)上料器6.2.2料倉(cāng)式上6.2.2料倉(cāng)式上料裝置

（五）上料桿和卸料桿上料桿作用：將毛坯件推入加工位置。兩種方式：采用擋塊來(lái)限制毛坯送進(jìn)的位置；依靠上料桿的行程使毛坯頂?shù)剿蟮奈恢?。卸料桿作用：將加工好的工件推出加工位置。兩種類型：帶彈簧的和固定長(zhǎng)度的卸料桿。

6.2.2料倉(cāng)式上6.2.3料斗式上料裝置（一）功用和組成料斗式與料倉(cāng)式的不同：后者只是將已定向好的工件由儲(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。組成：裝料機(jī)構(gòu)、儲(chǔ)料機(jī)構(gòu)組成。裝料機(jī)構(gòu)由料斗、攪動(dòng)器、定向器、剔除器、分路器、送料槽、減速器等組成。儲(chǔ)料機(jī)構(gòu)由隔料器、上料器等組成。

6.2.3料斗式上6.2.3料斗式上料裝置（二）料斗料斗：工件在料斗中完成定向，并依次送到出口處，有時(shí)需加攪動(dòng)器或剔除器。攪動(dòng)器：防止工件進(jìn)入送料器時(shí)產(chǎn)生阻塞。定向器：矯正工件位置，剔除位置不正確工件。剔除器：剔除從料斗到送料槽中一些位置不正確的工件。

6.2.3料斗式上6.2.3料斗式上料裝置（三）送料槽送料槽要求工件能順利流暢穩(wěn)速移動(dòng)，不能發(fā)生阻塞或滯留現(xiàn)象，因此要認(rèn)真考慮其傾斜角度和彎曲的大小?；拘问剑壕匦?、槽形、V形、圓形、雙軌式、單軌式、直立的籠形、滾到式

6.2.3料斗式上6.2.3料斗式上料裝置（四）減速器作用：防止工件移動(dòng)速度過(guò)大造成機(jī)件或工件因碰撞而損壞。（五）分路器作用：把運(yùn)動(dòng)的工件分為兩路或多路，分別送到各機(jī)床——一料斗多機(jī)床6.2.3料斗式上6.2.4上下料機(jī)械手機(jī)械手是按照程序要求實(shí)現(xiàn)抓取和搬運(yùn)工作，或完成某些勞動(dòng)作業(yè)的機(jī)械自動(dòng)化裝置。按其安放位置分為：內(nèi)裝式、附裝式和單置萬(wàn)能式。按其是否移動(dòng)分為：固定式和行走式。工業(yè)機(jī)器人在這里僅用于上下料，它當(dāng)然比焊接、噴漆機(jī)器人的功能要求要簡(jiǎn)單一些。6.2.4上下料機(jī)6.3機(jī)床間工件傳送裝置的設(shè)計(jì)

一、托盤(pán)及托盤(pán)交換器

二、隨行夾具三、傳送裝置6.3機(jī)床間工件傳送裝置的設(shè)計(jì)一、托盤(pán)及托6.3機(jī)床間工件傳送裝置的設(shè)計(jì)

四、有軌運(yùn)行小車

五、無(wú)軌運(yùn)行小車六、隨行工作臺(tái)站6.3機(jī)床間工件傳送裝置的設(shè)計(jì)四、有軌運(yùn)行6.3.1托盤(pán)及托盤(pán)交換器機(jī)床間的工件傳遞和運(yùn)送裝置主要有：托盤(pán)、隨行夾具、各種傳送裝置、有軌小車和無(wú)軌小車等。托盤(pán)交換器是機(jī)床和傳送裝備之間的橋梁和接口。不僅起到連接作用，還可以暫時(shí)存儲(chǔ)工件，起到防止物流系統(tǒng)阻塞的緩沖作用?；剞D(zhuǎn)式托盤(pán)交換器有兩位、四位和多位。

6.3.1托盤(pán)及托6.3.2隨行夾具隨行夾具：用于結(jié)構(gòu)復(fù)雜或較軟的有色金屬工件。返回方式：上方返回、下方返回、水平返回三種。6.3.26.3.3傳送裝備傳送裝備不僅起到將各物流站、加工單元、裝配單元銜接起來(lái)的作用，而且具有物料的暫存和緩沖功能。常見(jiàn)的傳送裝備有滾到式、鏈?zhǔn)?、懸掛式等。（一）滾道式傳送機(jī)

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用廣泛。滾道可以是無(wú)動(dòng)力的，貨物由人力推動(dòng)。6.3.36.3.3傳送裝備（一）滾道式傳送機(jī)機(jī)動(dòng)滾道多種實(shí)施方案：

（1）每個(gè)滾子都配備一個(gè)電動(dòng)機(jī)和一個(gè)減速機(jī)，單獨(dú)驅(qū)動(dòng)。（2）每個(gè)滾子軸上裝兩個(gè)鏈輪。（3）用一根鏈條通過(guò)張緊輪驅(qū)動(dòng)所有滾子。（4）在滾子底下布置一條膠帶，依靠摩擦力作用驅(qū)動(dòng)。（5）用一根縱向的通軸，通過(guò)扭成8字形的傳送帶驅(qū)動(dòng)所有滾子。6.3.36.3.3傳送裝備（二）鏈?zhǔn)絺魉蜋C(jī)最簡(jiǎn)單的鏈?zhǔn)絺魉蜋C(jī)由兩根套筒滾子鏈條組成。用鏈條和托板組成的鏈板傳送機(jī)上一種廣泛使用的連續(xù)傳送機(jī)械。

（三）懸掛式傳送機(jī)主要用于在制品的暫存。另外尤其適合于批量產(chǎn)品的噴漆。6.3.36.3.4有軌運(yùn)輸小車自動(dòng)運(yùn)輸小車：用于機(jī)床間傳送物料。采用有軌運(yùn)輸小車的是生產(chǎn)系統(tǒng)（RGV）。RGV沿直線導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)：由直流或交流司服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)；由中央計(jì)算機(jī)、光電裝置、接近開(kāi)關(guān)等控制。RGV優(yōu)點(diǎn)：可傳送大（重）件，速度快，控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單，成本低。缺點(diǎn)：改變路線比較困難，適于運(yùn)輸路線固定不變的生產(chǎn)系統(tǒng)。6.3.46.3.5無(wú)軌運(yùn)輸小車無(wú)軌運(yùn)輸小車（AGV）是指裝備有電磁或光學(xué)自動(dòng)引導(dǎo)裝置，能夠沿既定的引導(dǎo)路徑行使，具有小車編成與停車選擇裝置、安全保護(hù)以及各種運(yùn)載功能的運(yùn)輸小車。6.3.56.3.5無(wú)軌運(yùn)輸小車（一）AGV的構(gòu)成（1）車體：車架、減速器、車輪等組成。（2）電源和充電裝置：24V或48V的蓄電池配有充電裝置。（3）驅(qū)動(dòng)裝置：電動(dòng)機(jī)、減速器、制動(dòng)器、車輪、速度控制器等部分組成。（4）轉(zhuǎn)向裝置：鉸軸轉(zhuǎn)向式、差動(dòng)轉(zhuǎn)向式。（5）車上控制裝置：通過(guò)通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)小車的監(jiān)控。（6）通信裝置：連續(xù)方式和分散方式。（7）安全裝置：接觸式和非接觸式兩類保護(hù)裝置。6.3.56.3.5無(wú)軌運(yùn)輸小車（二）AGV的導(dǎo)航方式（1）車外固定路徑引導(dǎo)方式：電磁引導(dǎo)、光學(xué)引導(dǎo)、磁帶引導(dǎo)。（2）自主引導(dǎo)方式：行使路徑軌跡推算導(dǎo)向法、慣性導(dǎo)航、環(huán)境映射法導(dǎo)航、激光導(dǎo)航、其它導(dǎo)航方式。6.3.56.3.5無(wú)軌運(yùn)輸小車（三）AGV設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足的功能（1）行走功能（2）控制功能（3）安全功能（4）隨行工作臺(tái)的自動(dòng)裝卸6.3.56.3.6隨行工作臺(tái)站隨行工作臺(tái)站是介于制造單元與自動(dòng)運(yùn)輸小車之間的裝置，在制造系統(tǒng)中起過(guò)渡作用，也是物流中的一個(gè)環(huán)節(jié)。功能：（1）存放從自動(dòng)運(yùn)輸小車送來(lái)的隨行工作臺(tái)，圖中L。（2）隨行工作臺(tái)在存放站上有自動(dòng)轉(zhuǎn)移功能，根據(jù)系統(tǒng)的指令，可將隨行工作臺(tái)移至緩沖的位置U。（3）當(dāng)隨行工作臺(tái)移至工作位置時(shí)（圖中A），工業(yè)機(jī)器人可對(duì)隨行工作臺(tái)上夾持的工件進(jìn)行裝卸。6.3.66.4自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)

一、自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的類型二、自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的構(gòu)成三、自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的運(yùn)行原理四、自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)6.4自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)一、自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的類型二、自動(dòng)6.4.1自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的類型自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)是指采用多層貨架，在不直接進(jìn)行人工處理的情況下能夠自動(dòng)地存儲(chǔ)和取出物料的系統(tǒng)。又稱立體倉(cāng)庫(kù)，使物流系統(tǒng)的物資調(diào)節(jié)和物流中心。6.4.16.4.1自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的類型（一）按建筑形式分為整體式和分離式

（二）按貨架構(gòu)造形式分為單元貨格式、貫通式、水平循環(huán)式和垂直循環(huán)式。

(三）按自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)與生產(chǎn)聯(lián)系的緊密程度分為獨(dú)立型、半緊密型和緊密型倉(cāng)庫(kù)（四）按所起作用分為生產(chǎn)型倉(cāng)庫(kù)和流通型倉(cāng)庫(kù)6.4.16.4.2自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的構(gòu)成（一）土建設(shè)施：廠方和配套設(shè)施。（二）機(jī)械裝備：多層貨架、托盤(pán)和貨箱、搬運(yùn)裝備、存取貨裝備、安全保護(hù)裝置、出入庫(kù)裝卸站等。（三）電氣設(shè)備：檢測(cè)、信息識(shí)別、控制、通信、監(jiān)控調(diào)度、計(jì)算機(jī)管理、圖像顯示等裝置。6.4.26.4.3自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的運(yùn)行管理現(xiàn)介紹其工作過(guò)程：（一）堆垛機(jī)停在巷道起始位置，待入庫(kù)的貨物已放置在出入庫(kù)裝卸站上，由堆垛機(jī)的貨叉將其取到裝卸托盤(pán)上。（二）計(jì)算機(jī)控制堆垛機(jī)在巷道行走，裝卸托盤(pán)沿堆垛機(jī)鉛直導(dǎo)軌升降，自動(dòng)尋址向存入倉(cāng)位進(jìn)行。（三）裝卸托盤(pán)到達(dá)存入倉(cāng)庫(kù)前，即圖中第四列第四層，裝卸托盤(pán)上的貨叉將托盤(pán)上的貨物送進(jìn)存入倉(cāng)位。6.4.3自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)6.4.3自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的運(yùn)行管理現(xiàn)介紹其工作過(guò)程：（四)堆垛機(jī)進(jìn)行到第五列第二層，到達(dá)調(diào)出倉(cāng)位，貨叉將該倉(cāng)位中的貨物取出，放在裝卸托盤(pán)上。（五）堆垛機(jī)帶著取出的貨物返回起始位置，貨叉將貨物從裝卸托盤(pán)送到出入庫(kù)裝卸站。重復(fù)上述動(dòng)作，直至?xí)簾o(wú)貨物調(diào)入調(diào)出的指令，堆垛機(jī)就近停在某一位置待命。6.4.3自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)6.4.4自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)規(guī)劃與設(shè)計(jì)步驟：（一）分析和準(zhǔn)備階段（二）確定貨物單元形式及規(guī)格（三）確定自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的形式、作業(yè)方式和機(jī)械裝備參數(shù)（四）立體倉(cāng)庫(kù)的結(jié)構(gòu)尺寸根據(jù)單元貨物規(guī)格確定貨架整體尺寸和倉(cāng)庫(kù)內(nèi)部布置。（1）確定貨位尺寸和倉(cāng)庫(kù)總體尺寸（2）確定倉(cāng)庫(kù)的整體布置6.4.4自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的規(guī)劃與6.4.4自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)規(guī)劃與設(shè)計(jì)步驟：（五）確定工藝流程，核算倉(cāng)庫(kù)工作能力（1）立體倉(cāng)庫(kù)的存取模式：?jiǎn)巫鳂I(yè)模式和復(fù)合作業(yè)模式（2）出、入庫(kù)作業(yè)周期的核算（六）提出對(duì)土建及公用工程的設(shè)計(jì)要求（七）選定控制方式（八）選擇倉(cāng)庫(kù)管理方式（九）提出自動(dòng)化裝備的技術(shù)參數(shù)和配置（十）方案評(píng)價(jià)及仿真6.4.4自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的規(guī)劃與6.5工廠物流系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

一、資料的收集和分析階段二、工廠總體布局設(shè)計(jì)三、車間布局設(shè)計(jì)四、物流搬運(yùn)裝備的選擇6.5工廠物流系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)一、資料的收集和分析6.5.1資料的收集和分析階段總體規(guī)劃與設(shè)計(jì)一般要解決的四個(gè)問(wèn)題：廠區(qū)規(guī)劃；車間工位的合理布局；合理確定庫(kù)存量；選擇合理的搬運(yùn)裝備。資料的收集和分析階段主要包括：（一）工廠的產(chǎn)品分析（二）了解工廠所在地的自然條件（三）確定工廠未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)6.5.1資料的收集和分析6.5.2工廠總體布局設(shè)計(jì)（一）工廠總體布局應(yīng)滿足的要求（1）符合工藝規(guī)程基本模式：按功能規(guī)劃廠區(qū)、采用系統(tǒng)布局設(shè)計(jì)模式（2）適應(yīng)工廠內(nèi)外運(yùn)輸要求（3）合理用地合理確定道路寬度和建筑物的間距，力求總體布局疏密得當(dāng)；組成聯(lián)合廠房或多層；適當(dāng)預(yù)留發(fā)展用地。6.5.2工廠總體布局設(shè)計(jì)6.5.2工廠總體布局設(shè)計(jì)（一）工廠總體布局應(yīng)滿足的要求（4）善于利用自然條件良好的自然通風(fēng)和采光條件；避開(kāi)隱患，規(guī)劃好廠區(qū)設(shè)施位置。（5）安全和環(huán)境保護(hù)安全衛(wèi)生規(guī)范；車間布局在下風(fēng)側(cè)；廠區(qū)綠化及美化環(huán)境配置，精密車間遠(yuǎn)離振源和污染源。6.5.2工廠總體布局設(shè)計(jì)6.5.2工廠總體布局設(shè)計(jì)（二）工廠總體布局設(shè)計(jì)的基本步驟（1）產(chǎn)品工藝過(guò)程分析（2）作業(yè)單位之間的物流關(guān)系分析（3）作業(yè)單位之間的非物流關(guān)系分析（4）作業(yè)單位之間的綜合相互關(guān)系分析（5）繪制各單位的位置相關(guān)圖（6）建立各作業(yè)單位的面積相關(guān)圖（7）工廠總體平面圖的形成（8）方案評(píng)價(jià)（加權(quán)因素法和費(fèi)用對(duì)比法）6.5.2