機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)第六章習(xí)題答案關(guān)慧貞

1、第六章物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)習(xí)題與思考題(參考答案)1. 試述物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要意義。 生產(chǎn)活動(dòng)可主要概括為四個(gè)基本環(huán)節(jié)，即加工、搬運(yùn)、停滯、檢驗(yàn)，其中機(jī)床作業(yè) 時(shí)間占 5%左右， 95%左右的時(shí)間處于儲(chǔ)存、裝卸、等待或出運(yùn)狀態(tài)。要縮短生產(chǎn)周期，必 須同時(shí)改善這四個(gè)環(huán)節(jié)，尤其是搬運(yùn)和停滯。雖然加工是制造生產(chǎn)價(jià)值的主作業(yè)，然而 它對(duì)縮短整個(gè)系統(tǒng)生產(chǎn)周期的作用并不顯著。企業(yè)物流不合理現(xiàn)象普遍存在，運(yùn)用現(xiàn)代 科學(xué)技術(shù)方法，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 明顯的經(jīng)濟(jì)效益。2. 物流系統(tǒng)的組成環(huán)節(jié)有哪些？物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足哪些要求？(1) 物流系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)一般分為水平式和垂直式。水

2、平式生產(chǎn)企業(yè)物流系統(tǒng)由供應(yīng)物流子 系統(tǒng)、生產(chǎn)物流子系統(tǒng)和銷售物流子系統(tǒng)組成；垂直式生產(chǎn)企業(yè)物流系統(tǒng)一般由管理 層、控制層和執(zhí)行層組成。(2) a.連續(xù)性和流暢性；b.平行性與交叉性；c.比例性和協(xié)調(diào)性；d.均衡性與節(jié)奏 性； e. 準(zhǔn)時(shí)性； f. 柔性和適應(yīng)性。3. 料倉(cāng)式和料斗式上料裝置、上下料機(jī)械手各適用于什么場(chǎng)合？( 1 )料倉(cāng)式上料裝置適用于工件尺寸較大，且形狀復(fù)雜難以自動(dòng)定向的場(chǎng)合，主要應(yīng)用 于大批量及加工時(shí)間較長(zhǎng)的工件的生產(chǎn)；( 2 )料斗式上料裝置主要適用于形狀簡(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；( 3)上下料機(jī)械手適用于形狀、

3、尺寸特殊的工件，廣泛應(yīng)用于對(duì)柔性要求較高的企業(yè)。4. 料倉(cāng)式和料斗式上料裝置的基本組成及其主要區(qū)別是什么？( 1 )料倉(cāng)式上料裝置主要由料倉(cāng)、隔料器、上料器、上料桿、下料桿等部分組成；料斗 式上料裝置主要由裝料機(jī)構(gòu)、儲(chǔ)料機(jī)構(gòu)組成，裝料機(jī)構(gòu)由料斗、攪拌器、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)由隔離器、上料器等組成。( 2 )料斗式上料裝置與料倉(cāng)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。5. 振動(dòng)式上料裝置的工作原理是什么？圓筒形料斗由內(nèi)壁帶螺旋送料槽的圓筒和底部呈倒錐形的筒底組成，

4、筒底呈倒錐形以便工件向四周移動(dòng)，進(jìn)而進(jìn)入筒壁上的螺旋送料槽。料斗底部通過三個(gè)聯(lián)接塊與三個(gè) 板彈簧相連。當(dāng)電磁振動(dòng)器通電時(shí)，其鐵芯線圈吸引筒底中央的銜鐵，使得板彈簧產(chǎn)生 彎曲變形，使得料斗產(chǎn)生上下和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。當(dāng)整個(gè)圓筒做扭轉(zhuǎn)振動(dòng)時(shí)，工件將沿著螺旋 形的送料槽逐漸上升，并在上升過程中進(jìn)行定向，自動(dòng)剔除位置不正確的工件。上升的 工件最后從料斗上部出口進(jìn)入送料槽。6. 目前機(jī)床間工件傳輸裝置有哪幾種？各適用于哪些場(chǎng)合？（1）托盤及托盤交換器，多用于柔性化自動(dòng)生產(chǎn)線，也可起到小型中間儲(chǔ)料庫(kù)的作用， 以補(bǔ)償隨機(jī)、非同步生產(chǎn)的節(jié)拍差異；（2）隨行夾具，適用于結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜而缺少可靠運(yùn)輸基面的工件或質(zhì)地較軟的

5、有色金 屬工件的傳輸；（3）各種傳送裝置，常見的有滾道式、帶式、懸掛式等多種，多用于物料的暫存和緩 沖；（4）有軌運(yùn)輸小車，適用于運(yùn)送尺寸和質(zhì)量均較大的托盤或隨行夾具，且運(yùn)輸路線固定 不變的生產(chǎn)系統(tǒng)；（5）無軌運(yùn)輸小車，適用于沿既定的引導(dǎo)路徑行駛，并在準(zhǔn)確位置進(jìn)行自動(dòng)裝卸的全自 動(dòng)生產(chǎn)系統(tǒng)；（6）隨行工作臺(tái)站，用于生產(chǎn)中的過渡和緩沖。7. 為什么要采用隨行夾具？隨行夾具的三種返回方式各有什么特點(diǎn)？（1）對(duì)于結(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)雜而缺少可靠運(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(jī)床上進(jìn)行加 工。（2）隨行夾具的返回方式有上方返回、下方

6、返回、水平返回三種。 上方返回方式結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小，但不宜布置立式機(jī)床，調(diào)整維修機(jī)床不便， 較長(zhǎng)自動(dòng)線不宜采用；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 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(jī)床的自動(dòng)線上；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。8. 常見的滾道式輸送裝置有哪些？其特點(diǎn)是什么？ （1）無動(dòng)力式滾子傳送機(jī)、動(dòng)力式滾子傳送機(jī) （2）滾道式傳送機(jī)可以單獨(dú)使用，也可在流水線上與其他輸送機(jī)或工作機(jī)配合使用，具 有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、安裝拆卸方便、易于維修、線路布置靈活等優(yōu)點(diǎn)。9. 試述

7、自動(dòng)導(dǎo)引小車的工作原理、基本構(gòu)成、導(dǎo)航方式和適用場(chǎng)合。AGV（1）工作原理：運(yùn)行過程中，AGV首先必須獲得任務(wù)指令，即目的工位的導(dǎo)向板標(biāo)號(hào)，作 為終點(diǎn)位置，同時(shí)還需得到當(dāng)前位置，作為起始位置。隨后，車載機(jī)調(diào)用路徑規(guī)劃算法 計(jì)算出最佳的行走路徑，并存儲(chǔ)路徑上所要依次經(jīng)過的站點(diǎn)位置。完成路徑規(guī)劃后， 不斷查詢已存入車載計(jì)算機(jī)的工作路線信息，確定參考位置，再與傳感器檢驗(yàn)到的實(shí)際 位置相比較，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行導(dǎo)引。最后，由運(yùn)動(dòng)控制運(yùn)算器給出驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)或?qū)螂妱?dòng)機(jī)的 調(diào)節(jié)量，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。運(yùn)行中，AGV每經(jīng)過一個(gè)工位，地址導(dǎo)向板都給出相應(yīng)的信息, 到達(dá)終點(diǎn)后調(diào)用定位程序，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確停車定位。（2）AGV 主要由車

8、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。（3）AGV按導(dǎo)航方式的不同可分為直接坐標(biāo)導(dǎo)引、信標(biāo)導(dǎo)引、慣性導(dǎo)引、電磁導(dǎo)引、光 化學(xué)/ 磁感應(yīng)式導(dǎo)引、紅外線導(dǎo)引、激光導(dǎo)引、視覺導(dǎo)引等方式。（4）適用于沿既定的引導(dǎo)路徑行駛，并在準(zhǔn)確位置進(jìn)行自動(dòng)裝卸的全自動(dòng)生產(chǎn)系統(tǒng)。10. AGV勺自動(dòng)轉(zhuǎn)向方式有哪幾種？特點(diǎn)是什么？ （1）鉸軸轉(zhuǎn)向式。方向輪裝在轉(zhuǎn)向鉸軸上，轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)通過減速器和機(jī)械連桿機(jī)構(gòu)控制 鉸軸，從而控制方向輪的轉(zhuǎn)向，需要有轉(zhuǎn)向限位開關(guān)；(2)差動(dòng)轉(zhuǎn)向式。在 AGV的左、右輪上分別裝上兩個(gè)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，通過控制左右兩 輪的速度比實(shí)現(xiàn)車體的轉(zhuǎn)向，此時(shí)非驅(qū)動(dòng)輪是

9、自由輪。11. 自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的基本類型有哪些？其應(yīng)用特點(diǎn)是什么？( 1 )基本類型：1) 按建筑形式可分為整體式和分離式；2) 按貨架構(gòu)造可分為單元貨格式倉(cāng)庫(kù)、貫通式倉(cāng)庫(kù)(重力式貨架倉(cāng)庫(kù)、梭式小車貨 架倉(cāng)庫(kù))、水平循環(huán)式倉(cāng)庫(kù)、垂直循環(huán)式倉(cāng)庫(kù)。( 2)應(yīng)用特點(diǎn)：1) 采用高層貨架存儲(chǔ)，并結(jié)合計(jì)算機(jī)管理，充分提高了空間利用率；2) 采用先進(jìn)的自動(dòng)化物料搬運(yùn)設(shè)備，不僅能使貨物在倉(cāng)庫(kù)內(nèi)按需要自動(dòng)存取，而且 可以與倉(cāng)庫(kù)以外的生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行有機(jī)連接；3) 具有快速的入出庫(kù)能力，加快貨物的存取節(jié)奏，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率；4) 減少庫(kù)存資金積壓。12. 堆垛機(jī)貨叉的工作原理是什么？堆垛機(jī)采用相對(duì)尋址的操作方

10、式尋找貨格，當(dāng)堆垛機(jī)沿巷道軌道或裝卸托盤沿框架軌道行走時(shí)，每經(jīng)過倉(cāng)庫(kù)的一列或一層，將貨格地址的當(dāng)前值加 1或減 1。當(dāng)前值與設(shè)定 值快接近時(shí)，控制堆垛機(jī)或裝卸托盤自動(dòng)減速，當(dāng)前值與設(shè)定值完全相符時(shí)，發(fā)出停車 指令，裝卸托盤便準(zhǔn)確地停在設(shè)定的貨格前，存入或取出貨格內(nèi)的貨物。13. 自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的工作原理是什么？(1)堆垛機(jī)停在巷道起始位置，待入庫(kù)貨物放置在出入庫(kù)裝卸站上，堆垛機(jī)的貨叉將其取到裝卸托盤上，將該貨物存入的倉(cāng)位號(hào)及調(diào)出貨物的倉(cāng)位號(hào)一并從控制臺(tái)輸入計(jì)算 機(jī)。( 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(cāng)位行進(jìn)。( 3)當(dāng)裝卸托盤到達(dá)存入倉(cāng)位前，裝卸托盤

11、上的貨叉將托盤上的貨物送 進(jìn)存入倉(cāng)位。( 4)堆垛機(jī)行進(jìn)到調(diào)出倉(cāng)位，將貨物取出，放在裝卸托盤上，并帶著取出 的貨物返回到起始位置，貨叉將貨物從裝卸托盤送到出入庫(kù)裝卸站。(5)重復(fù)上述動(dòng)作，直至?xí)簾o貨物調(diào)入調(diào)出指令。14. 工廠總體物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟是什么？應(yīng)注意哪些設(shè)計(jì)原則？( 1 )基本步驟：1) 資料的收集與分析，主要包括工廠的產(chǎn)品分析與物料分類；2) 工廠總體布局設(shè)計(jì)，首先是調(diào)研、收集數(shù)據(jù)，其次分析所收集資料的相互關(guān)系， 提出設(shè)計(jì)方案，最后對(duì)若干設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比較選擇，并組織實(shí)施；3) 車間布局設(shè)計(jì)，主要包括工藝設(shè)計(jì)與物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)；4) 物料搬運(yùn)設(shè)備的選擇。( 2)設(shè)計(jì)原則：1)工廠平

12、面布置合理化； 2)工廠物流活動(dòng)與生產(chǎn)工藝流程同步化； 3)物料搬運(yùn)路 線簡(jiǎn)捷、直線化； 4)物料搬運(yùn)機(jī)械化、省力化、自動(dòng)化； 5)單元化容器標(biāo)準(zhǔn)化、通用 化； 6)庫(kù)存合理化； 7)采用看板運(yùn)輸管理，保證生產(chǎn)物流活動(dòng)準(zhǔn)時(shí)化； 8)提倡儲(chǔ)、 運(yùn)、包一體化，集裝單元化； 9)主要收、發(fā)、運(yùn)、送流程環(huán)節(jié)盡量目視化，以便與管 理。15. 車間物流設(shè)計(jì)的原則是什么？ (1)以車間生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型為依據(jù)，確定車間的生產(chǎn)組織形式和設(shè)備布局的形式； ( 2)要求工藝流程通順，物料搬運(yùn)簡(jiǎn)捷方便，避免往返交叉；（3）根據(jù)工藝流程，選擇適當(dāng)?shù)慕ㄖ问?，采用適當(dāng)?shù)母叨?、跨度等，充分利用建筑?空間；（4）對(duì)車間所有的組成部分：設(shè)備、通道、作業(yè)區(qū)域、物料存放區(qū)域等進(jìn)行合理的區(qū)劃 及協(xié)調(diào)配置；（5）為員工創(chuàng)造良好的工作環(huán)境，將工位器具設(shè)置在合適的部位