現代物流系統工程與技術第九章物流系統自動化ppt課件

1、第九章 物流系統自動化 本章將較全面引見物流配備的概念、分類和特點，論述各類配備的根本知識。對于合理選用設備，充分發(fā)揚其效能，提高物流系統的自動化程度具有一定的意義。 2007.6.第一節(jié) 概述 物流設備是指用于儲存、裝卸搬運、運輸包裝、信息采集和處置等物流活動的設備總稱。這些設備按其功能可劃分為保送設備、裝卸搬運設備、包裝設備、儲存分揀設備、信息采集與處置設備、集裝單元設備等。現代物流的開展對物流配備提出新的要求：現代物流需求有完善、健全的物流網絡體系，網絡上結點和結點間的物流活動堅持系統性、一致性，要求整個物流網絡配合協調，快速的運輸，靈敏的配送，最優(yōu)的庫存，最快的商品周轉，使物流效力快速

2、化、現代化和集成化。 .第二節(jié) 物料搬運、保送設備 物料的搬運是指在同一場所范圍內的、以改動物料的存放支撐形狀及狹義的裝卸和空間位置既狹義的搬運為主要目的的活動，即對物料、產品、零部件或其他物品進展搬上、卸下、挪動的活動。 保送設備是在一定的線路上，沿同一方向延續(xù)不斷地保送物料的一種搬運設備。常見的保送設備有輥式、鏈式、輪式、帶式、懸掛式等多種方式。物料保送、搬運在消費領域各個消費環(huán)節(jié)中起著相互銜接與轉換作用，使消費能延續(xù)正常進展。 .物料搬運的普通原那么有： 1.堅持或提高物料的搬運活性。 2.減少環(huán)節(jié)，簡化作業(yè)流程，實現物流合理化。 3.以滿足消費工藝的需求為前提，充分發(fā)揚機械設備的利用率

3、。 4.實現機械化、自動化的原那么。 5.貫徹系統化、規(guī)范化原那么。 .一、延續(xù)保送設備 保送機是物流系統作業(yè)中重要的且必不可少的設備，其特點在于： 消費率高，設備簡單，操作方便。 一定類型的延續(xù)保送機只適宜保送一定的物品，只能沿著一定道路定向保送，在運用上有一定的局限性。按構造方式的分類方法分，延續(xù)保送機分為三大類：具有撓性牽引構件的和不具有撓性牽引構件的延續(xù)保送機以及液體保送安裝管道保送。.一帶式保送安裝通用帶式保送機.主要由保送帶、支撐托輥、張緊安裝、驅動安裝、改向安裝、裝料安裝、卸料安裝、機架等安裝組成。 .氣墊槽式帶式保送機.帶式保送機典型布置方式.圓管帶式保送機.波狀擋邊帶式保送機

4、1卸料漏斗； 2頭部護罩； 3傳動滾筒； 4清掃器； 5擋邊帶； 6凸弧段機架；7壓帶輪；8擋輪； 9中間機架； 10中間架支腿； 11上托輥； 12凹弧段機架； 13改向滾筒；14下托輥； 15導料槽； 16空段清掃器； 17尾部輥輪； 18尾架； 19拉緊安裝。.波狀檔邊保送帶.二鏈式保送機 鏈式保送機由鏈條、鏈輪，以及電動機、減速器、聯軸器等組成。長間隔保送時，還應附加張緊安裝和鏈條支撐導軌，有關電動機、減速器、聯軸器的選用與帶保送機一樣。 .鏈式保送機構造原理圖1電動機；2平帶；3鏈輪；4鏈條；5錐齒輪；6減速器。.1.埋刮板式保送機鏈式保送機的方式有平板式保送機、刮板式保送機、斗式提

5、升機、埋刮板式保送機等，其中埋刮板式保送機主要由封鎖的殼體機槽、刮板鏈條、驅動安裝及張緊安裝等部件組成，可以程度、傾斜和垂直保送物料。 .埋刮板式保送機程度型 bz型 c刮板鏈條1張緊段；2加料段；3程度段；4刮板鏈條；5頭部；6彎曲段；7垂直中間段；8上回轉段。.常用的鏈條類型a 模鍛鏈 b 套筒滾子鏈 c 板鏈.刮板的根本外形a T型 b V型 c U型 d B型 e O型 f H型 g L型.2.斗式提升機斗式提升機是用鏈條作為牽引構件，在垂直方向或很大傾斜角的保送方向延續(xù)提升散粒物料的保送機，適用于水泥、煤、化工資料、糧食等粒狀或碎快狀物料。其特點是構造較簡單，可在垂直或近似垂直方向保

6、送物料，橫斷面尺寸小，節(jié)省占地面積；保送物料可在全封鎖的罩殼內任務，對周圍環(huán)境污染小。但保送物料的種類僅限于粉粒狀和小塊裝的散貨，并必需均勻給料。 .斗式提升機1 進料口；2 張緊安裝；3 牽引機構；4 料斗； 5 驅動平臺；6 驅動安裝；7 驅動輪；8 頭部罩殼；9 卸料口；10 中間罩殼；11張緊輪；12 底座.3.懸掛保送機懸掛保送系統更加節(jié)省空間，更容易與工藝流程結合，因此廣泛運用在各個工業(yè)部門的流水消費線的各工序之間，如機器制造業(yè)、汽車制造業(yè)、冶煉廠、建材工業(yè)、食品工業(yè)及其他經濟部門。 .懸掛保送機.懸掛保送機的自動裝載.提式滑架1架空導軌；2滑架；3牽引鏈；4掛吊具.推式滑架1車體

7、；2推頭；3框板；4牽引軌道；5牽引鏈；6擋塊；7承重軌道；8滾輪；9導向輪。.雙滑架表示圖 .各種方式的吊具a經過型 b導向型 c轉向型 d旋轉型 e屏蔽型 f裝卸型 g柔性兩點吊具 h剛性兩點吊具i多點吊具.墜重式張緊安裝 .4.輥子保送機輥子保送機主要用來保送具有一定規(guī)那么外形、底部平直的成件物品。它構造簡單、運轉可靠、維護方便、經濟節(jié)能；近20年來，各種通用的和公用的輥子保送機得到了迅速廣泛開展。 .輥道式保送機1輥子；2支架；3支腿；4物品；5傳動安裝；6驅動安裝。.輥子鏈輪傳動表示圖 單鏈條傳動 .圓錐齒輪傳動的輥子保送機1輥子軸；2錐齒輪；3傳動軸；4減速箱；5電動機。.壓輥膠帶

8、傳動 .輥子回轉臺 .滾珠回轉臺 .具有特殊構造的輥子轉運機構 .擺動式叉道 .輥道式升降臺 .輥道式轉運臺 .5.不帶撓性牽引件的保送設備不帶撓性牽引件的保送設備除上面講的輥子保送設備外，還有螺旋保送機、振動保送機、以及氣力保送機等均屬此類。其任務特點是使物品與推進件分別運動。推進件作旋轉運動或往返運動時，靠物品與承載件的摩擦力或慣性力，使物品向前運動，而推進件本身仍堅持或恢復到原來位置。 .螺旋保送機總體構造1驅動安裝； 2出料口； 3旋轉螺旋軸； 4中間吊掛軸承； 5殼體； 6進料口.偏心連桿式振動保送機 .吸送式懸浮系統圖 .第三節(jié) 搬運自動化 一、搬運機器人 一機器人的類型、功能與運

9、用 根據物料搬運系統的運用環(huán)境區(qū)分，機器人物料搬運系統可分為消費過程中的物料搬運和貨場物料搬運。 .柔性加工單元的機器人 .數控車床機器人上下料 .柔性加工系統中機器人1拉床 2車床 3插齒機 4剃齒機5塔式存儲架 6機器人 7去毛刺機.焊接作業(yè)系統中機器人1機器人 2保送帶 3汽車殼體.貨場物料搬運的機器人按其用途可分為：1.碼垛機器人。2.搬運機器人。3.質量機器人。 .碼垛機器人 .二機器人的主要技術參數 1.型號與稱號。2.自在度數。3.抓取分量。4.運動速度。5.定位精度。6.控制方式。7.存儲容量。 .二、自動搬運小車 自動搬運小車是消費系統中搬運物料的一種重要工具。又稱自動導引小

10、車AGVAutomatic Guided Vehicle。AGV是以電池為動力，裝有非接觸導向安裝、獨立尋址系統的無人駕駛自動運輸車，是物流系統的重要搬運設備，隨著工廠自動化、計算機集成系統技術和物流業(yè)的開展，自動導向搬運車得到了廣泛的運用。 .一分類從當前的運用和研制程度看，自動搬運小車分為有軌自動小車和自動導引小車兩大類，其中每一類又包括各種不同方式。有軌自動小車依托埋設在地面上的軌道進展導向搬運物料，是搬運小車開展初期普遍采用的一種方式。 無固定道路型小車是最理想的方式，即自動途徑引導小車，這種小車的自動途徑導引有以下幾種方式： .1.位姿計算。 2.信標導引。信標導引任務原理 .3.慣

11、性導向。 4.激光導引。 5.其他導引方式。激光導引原理 .二AGV的主要技術參數及評價目的1.AGV主要技術參數1額定載分量。是指AGV所能承載的最大分量。2車體尺寸。是車體的外形尺寸，這一參數應與承載貨物的尺寸和作業(yè)場地相順應。3停位精度。是指AGV作業(yè)終了時所處的位置與實際設定位置之間的誤差。4最小轉彎半徑。是指AGV空載低速行駛、偏轉程度最大時瞬時轉向中心與AGV縱向中心線的間隔。5運轉速度。是指AGV在額定分量下行駛的最大速度。6任務周期。AGV完成一次任務循環(huán)所需的時間。 .2.AGV引導技術的評價目的1運轉精度。是指小車運轉線路和停車定位的精度。2可靠性。引導系統的可靠性包括系統

12、發(fā)生失靈、引導機構本身影響或阻止系統正常發(fā)揚功能的概率；以及引導機構的耐久性、維修性、平安性等。3靈敏性。靈敏性是指AGV運轉道路變卦的難易程度。4可控制性。是指在一定引導方式下AGV啟?？刂啤⑥D彎運轉、岔道選擇等實現的難易程度，以及小車與中央控制系統之間數據通訊的實現方法和性能程度。5系統的本錢。.三自動導引車系統 自動導引車系統AGVS是指自動導引小車所組成的物料搬運和進展作業(yè)的機電一體化系統。1.主計算機2.系統管理控制器3.交通控制器4.車上控制器 AGV控制系統框圖 .第四節(jié) 分揀自動化 分揀是指把物品按不同的種類、不同的地點和單位及顧客的定貨要求，把貨按一定方式進展分類、集中并分配

13、到指定地點。 按分揀的手段不同，分揀可分為人工分揀、機械分揀和自動分揀。 自動分揀是指在從貨物進入分揀系統直到將貨物送到指定的分配位置的過程中，貨物的運送都是按照一定的指令，依托自動分揀安裝來完成。 .一、自動分揀設備的構造及組成 自動分揀系統1輸入保送帶； 2喂料保送帶； 3鋼帶保送帶； 4刮板式分流器； 5送出輥道； 6分揀道口；7信號給定器；8激光讀碼器； 9經過撿出器； 10磁信號發(fā)生器； 11控制器； 12磁信號讀取器. 自動分揀系統包括以下幾部分：1.收貨保送機2.合流保送安裝3.送喂料保送安裝4.分揀信號輸入安裝1人工鍵盤輸入。 .2聲音識別輸入 。3光學問別輸入。 激光識別輸入

14、 4傳感器輸入。 5射頻識別輸入。.二、自動分揀安裝 1.斜行膠帶式分揀。 .2.翻盤式分揀安裝。 .3.斜置輥輪式分揀安裝。 .4.滑塊式分揀安裝。 .5.搖臂式分揀安裝。 .6.推出式分揀安裝。 氣缸推出安裝 搖臂推出安裝輥道側翻推出安裝 .三、分揀作業(yè) 1.分揀信息： 是對顧客的訂單要求進展處置后產生的，是分揀任務的指令，它引導分揀作業(yè)進展查找貨位，揀取和搬運貨物，同時按一定的方式將貨物分類、集中。分揀信息包括以下幾個部分。 1根本部分。貨物的品名、規(guī)格、數量、分量及貨物發(fā)送的單元和總量。 2主要部分。貨物儲存位、揀貨集中地；貯藏貨物的儲存、補貨量；補貨的登記。 3附加部分。貨物的價錢、

15、代碼、標簽；貨物的包裝；發(fā)送貨物單元的代碼和標簽等。.2.自動分揀信息的控制系統分揀系統網絡控制構造 .3.分揀作業(yè)自動分揀作業(yè)有四個環(huán)節(jié)：貨物提取、保送并匯入到識別引導部位；自動識別；自動分揀；自動搬運、包裝。 分揀作業(yè)耗費的時間主要包括以下4個方面：1構成揀貨指令的訂單信息處置過程所需時間；2分揀設備的行走或貨物運動的時間；3準確找到儲位并確認貨物及其數量所需的時間。4分揀終了，將貨物集中的時間。.第五節(jié) 起重配備自動化 一、起重設備的概念及分類 起重設備是一種循環(huán)、間歇運動的機械，用來垂直升降貨物或兼做貨物的搬運，以滿足貨物的裝卸、轉載等作業(yè)要求。 按照起重機械具有機構多少、動作繁簡的程

16、度以及任務性質和用途，可把起重機械歸納為以下三大類： 1簡單起重機械。 2通用起重機械。 3特種起重機械。 .二、巷道式堆垛機 一巷道式堆垛機特點及分類 1.特點 整體構造高而窄，配備貨叉伸縮機構取物，貨叉可以伸縮，這樣就可以在較窄的巷道運轉，提高倉庫的利用率；堆垛機的電力拖動系統可以同時滿足運轉速度快、啟動平穩(wěn)、停車準確的要求；采用可靠的平安維護安裝，控制系統具有一系列的連鎖維護。.2.分類巷道式堆垛機按不同方式分類可分為：單立柱型巷道堆垛機、雙立柱型巷道堆垛機、地面支撐型巷道堆垛機、懸掛型巷道堆垛機、貨架支承型巷道堆垛機、單元型巷道堆垛機和揀選型巷道堆垛機等。 .單立柱巷道堆垛機 1主輥道

17、， 2岔道1， 3立柱， 4起重機構 普通用于起分量2t以下，起升高度不大于16m的倉庫。 .雙立柱巷道堆垛機1托板，2橫梁，3立柱， 4升降機構， 5減速安裝， 6機架 適用于各種起重高度的倉庫，起分量5t以下，可高速運轉。 .二巷道堆垛機的構造 巷道堆垛機由運轉機構、升降機構、貨臺及裝、取貨伸縮機構、機架及電力設備及平安維護安裝等6部分組成。1.運轉機構地面行走機構 上部支承行走機構 .行走輪的布置 堆垛機運轉機構的輸出扭矩的大小根據行走阻力而定，減速比與車輪直徑和行走速度有關。運轉速度可根據倉庫長度和貨物出入庫頻率而定。正常任務速度普通控制在80m/min以下，最高可到達180m/min

18、。為保證停頓精度，應需求一擋慢速，約4m/min左右。對于自動控制的堆垛機，為了在近間隔運轉時縮短慢速爬行時間，還需求一中速檔，約20m/min。 . 2.升降機構升降機構由電動機、制動器、卷筒或鏈輪、柔性件，以及防落平安安裝組成。常用的柔性件有鋼絲繩和起重鏈。 升降機構的任務速度普通控制在15-25m/min，最高可達45m/min。升降速度應備有慢速擋，如3-5m/min，主要用于堆垛機平穩(wěn)準停、貨叉短間隔取貨、放貨時的升降。 .起動鏈傳動升降機構 鋼絲繩傳動升降機構 .3.載貨臺及裝、取貨伸縮機構貨叉的伸縮速度普通控制在15m/min以下，最高可達30m/min。為了便利起動和制動，當伸

19、縮速度大于10m/min時，應設置慢速擋。 . 4.機架機架是堆垛機的主要構件，要求有足夠的強度和剛度，有單柱式和巨型框架的雙立柱式。.5.電氣及平安維護安裝電氣安裝由電力驅動安裝和自動控制安裝組成。 除了起重設備常備的平安維護安裝與措施如：各機構的終端限位維護和緩沖維護、電動機過熱和過電流維護、控制電路的零位維護等外，還應添加以下維護措施。 1貨叉與行走、升降機構互鎖。 2空出庫、貨格真假探測。 3載貨臺斷繩維護。 4聲光信號。 5軟件自檢措施。 .三、其他各類起重設備 1橋式起重機通用橋式起重機1橋架； 2小車； 3大車運轉機構； 4支配室； 5小車導電安裝； 6起重機總電源導電安裝 .門

20、式起重機L門框跨距 H吊具最高位 L吊具左右極限位 B車輪距.梁式起重機a手動單梁起重機 b手動雙梁起重機 c手動單梁懸掛起重機 .2.旋轉起重機固定旋轉起重機 港口起重機 . 輪胎起重機1起重臂； 2變副滑輪組； 3機棚； 4人字架； 5支腿； 6后橋； 7回轉滾盤； 8底架； 9前橋； 10吊鉤.由于各類型起重機的構造特點、起分量、起升高度、速度和任務級別等不同，因此運用范圍各異。技術參數各異，在起重機選用上要根據有關參數、特點和運用范圍進展合理選取。 配備起重機的選擇原那么，主要根據以下參數進展起重機的類型、型號選擇：1起重物品的分量、形狀、外形尺寸等。2任務場地的條件長、寬、高，室內或

21、室外。3任務頻繁程度、負荷情況的要求。4消費率的要求。 .第六節(jié) 自動化立體倉庫 一、概述 自動化立體倉庫又稱高層貨架倉庫、自動倉儲系統AS/RSAutomatic Storage & Retrieval System 1.自動化立體倉庫的特點1高層貨架存儲。 2自動存取。 3計算機控制。.2.自動化立體倉庫的功能1儲存和保管功能。 2調理供需功能。 3調理貨物運輸才干。 3.自動化立體倉庫的開展.二、自動化立體倉庫的構成 自動化立體倉庫主要由機械系統和控制管理系統兩部分組成，機械部分包括貨物儲存系統、貨物存取和傳送系統。1.貨物儲存系統。貨物儲存系統由立體貨架的貨格托盤或貨箱組成。貨架的構造

22、方式可分為分別式、整體式和柜式三種，按其高度分為高層貨架12m以上、中層貨架512m、低層貨架5m以下，貨架按排、列、層組合成立體倉庫儲存系統。2.貨物存取和傳送系統。貨物存取和傳送系統由有軌或無軌堆垛機、出入庫保送機、裝卸機械組成。3.控制和管理系統?？刂葡到y是自動化立體倉庫充分發(fā)揚其優(yōu)越性的關鍵。 .三、自動化立體倉庫的設計 1.機械系統設計1高層貨架設計首先要根據用戶提供的庫房空間和庫存量，設計倉庫的總體尺寸和儲存貨物的類型，選擇倉庫的方式和作業(yè)方式，據此可確定倉庫的巷道數、層數、列數和貨架的方式。并且思索貨架的構造方式、資料和貨物單元的方式。 .2巷道式堆垛機的選用DA05170型巷道

23、式堆垛機的詳細參數是：方式：單立柱、雙貨叉。額定載質量：500kg行走速度：48m/min升降速度：2/12m/min行走及升降定位精度：10mm提升高度：22.5m巷道有效寬度：1200mm。在選定堆垛機型號后，對貨架的參數進展校核驗算，以符合用戶要求。 .3保送機等設備的選擇倉庫保送、搬運還必需利用各種保送機、叉車、自動搬運小車、升降機等其他機械設備構成出入庫的運輸系統。至于采用那種保送安裝，要根據貨物的類型、裝運條件和倉庫的構造等情況決議。 .2.控制系統的設計1信息識別系統。信息識別包括對自動化倉庫中貨物識別、跟蹤，堆垛機自動認址、貨物位置檢測和堆垛機準停等內容。 2數據通訊。自動化立

24、體倉庫由眾多子系統組成。各系統之間、各設備之間要進展大量的信息交換。對不同設備的控制器應采用不同的信息接口、通訊操作方式及協議。 .3.倉庫總體尺寸設計1倉庫高度倉庫高度代表立體倉庫程度的一個主要參數，普通以1020m為適宜。假設立體倉庫庫存量為、巷道數為，貨架高度方向上的層數為，那么每排貨架的程度方向上的列數就可以根據公式D=N/2AB計算出來，再根據每排貨架的列數以及貨格橫向尺寸就可以確定貨架總長度。根據貨架總長度、寬度和高度，在結合實踐需求，思索辦公室、操作控制室、搬運機械的轉彎以及其他輔助設備等，就可以確定倉庫的總體尺寸。.2立體倉庫面積S立體倉庫所需總面積，m2；a立體倉庫面積利用率

25、，為堆貨面積與總面積之比；mq立體倉庫貨物的堆存量，t；q立體倉庫單位面積上的貨物堆放量，t/m2； .E經過立體倉庫的月最大貨物存取量每月30天計算;K設計最大入庫百分數;t 貨物在立體倉庫中平均庫存期,根據統計的各種貨物歷年平均庫存周期分析確定,.H貨物的堆放高度，按照裝卸工藝要求確定，m；r貨物堆存量，t/m2。.立體倉庫總面積也可以由以下公式計算 f1存放貨物有效存放面積，m2；f2入庫驗貨場地面積，m2；f3出庫發(fā)貨場地面積, m2；f4通道人行道、車行道面積，m2； .3立體倉庫經過才干b為立體倉庫貨物的月不平衡系數，該系數與貨運量、貨源、運輸工具的銜接、水文氣候以及消費管理要素有

26、關。應該參照同類倉庫正常情況下不少于延續(xù)三年的統計資料來分析確定。普通情況下，運量越大，不平衡系數越?。籹、q、a、t意義同前。 .4.堆垛機作業(yè)循環(huán)時間對多機的作業(yè)循環(huán)時間可以分為平均單一作業(yè)循環(huán)時間和平均復協作業(yè)循環(huán)時間。1平均單一作業(yè)循環(huán)時間平均單一作業(yè)循環(huán)時間是指堆垛機從某一出/入庫站開場向一切貨格進展入庫作業(yè)循環(huán)或出庫作業(yè)循環(huán)所需求的總時間被貨格數除所得的時間。單貨叉、單伸長式的堆垛機作業(yè)時間可以用下式表示。.Ts平均單一作業(yè)循環(huán)時間, s；j貨架列數,1m；k貨架層數,1n；tjk單程挪動時間，從該入庫站開場到j列k層單程挪動時間，s；tf叉貨時間，在出入庫站或貨格處，貨物挪動的時間，s；ti停機時間，控制延遲時間等，s。 .2平均復協作業(yè)時間平均復協作業(yè)時間是指入庫作業(yè)循環(huán)后，進展出庫作業(yè)循環(huán)時的作業(yè)循環(huán)時間。隨機確定入庫貨格和出庫貨格，計算