物料供輸自動化課件

第三章物流供輸自動化地位：物流系統(tǒng)是機械制造系統(tǒng)的重要組成部分之一作用：將制造系統(tǒng)中的物料（如毛坯、半成品、成品、工夾具等）及時地輸送到有關設備或倉儲設施處。意義：現(xiàn)代物流系統(tǒng)是在全面信息集成和高度自動化環(huán)境下,以制造工藝過程的知識為依據(jù),高效、合理地利用全部儲運裝置將物料準時、準確和保質地運送到位?？商岣呱a(chǎn)率，降低成本，提高效益。第三章物流供輸自動化地位：物流系統(tǒng)是機械制造系統(tǒng)的重要組第一節(jié)概述產(chǎn)品在制造過程中的時間及費用分配：機床作業(yè)時間僅占5%工件處于等待和傳輸狀態(tài)的時間占95%物料傳輸與存儲費用占整個產(chǎn)品加工費用的

30%-40%對物流系統(tǒng)的優(yōu)化有助于提高生產(chǎn)率、降低成本、提高效益。第一節(jié)概述產(chǎn)品在制造過程中的時間及費用分配：一、物流系統(tǒng)及其功用

物流是物料的流動過程。物流按其物料性質不同，可分為工件流、工具流和配套流三種。 在自動化制造系統(tǒng)中，物流系統(tǒng)是指工件流、工具流和配套流的移動與存儲，它主要完成物料的存儲、輸送、裝卸、管理等功能。一、物流系統(tǒng)及其功用二、物流系統(tǒng)的組成及分類1)單機自動供料裝置完成單機自動上下料任務，由儲料器、隔料器、上料器、輸料槽、定向定位裝置等組成。2)自動線輸送系統(tǒng)完成自動線上物料輸送任務，由各種連續(xù)輸送機、通用懸掛小車、有軌導向小車及隨行夾具返回裝置等組成。3)FMS物流系統(tǒng)完成FMS物料的傳輸，由自動導向小車、積放式懸掛小車、積放式有軌導向小車、搬運機器人、自動化倉庫等組成。二、物流系統(tǒng)的組成及分類圖3-1物流供輸系統(tǒng)的組成及分類圖3-1物流供輸系統(tǒng)的組成及分類

三、物流系統(tǒng)應滿足的要求

1)可靠、無損傷和快速地物料流動；

2)具有一定柔性，即靈活性、可變性和可重組性；

3)實現(xiàn)“零庫存”生產(chǎn)目標；

4)采用計算機管理，提高效率，減少建設投資；

5)具有可擴展性、人性化和智能化。

三、物流系統(tǒng)應滿足的要求第二節(jié)單機自動供料裝置一、概述自動供料裝置的組成：儲料器、輸料槽、定向定位裝置和上料器工作過程：儲料器儲存一定數(shù)量的工件，根據(jù)加工設備的需求自動輸出工件，經(jīng)輸料槽和定向定位裝置傳送到指定位置，再由上料器將工件送入加工位置。第二節(jié)單機自動供料裝置一、概述圖3-2機床自動供料裝置

1—料倉2—隔料器3—上料器4—彈簧夾頭5—上料桿6—推料桿7—出料槽

8—彈簧9—自動停車裝置圖3-2機床自動供料裝置對供料裝置的基本要求：

1）供料迅速，縮短輔助時間,提高生產(chǎn)率；

2）供料裝置結構簡單，供料穩(wěn)定可靠；

3）供料時避免沖擊，防止損傷工件；

4）供料裝置要有一定的適用范圍，以適應不同類型、不同尺寸的工件要求；

5）滿足一些工件的特殊要求。對供料裝置的基本要求：車床機器人上下料示意圖車床機器人上下料示意圖加工中心機器人上下料示意圖加工中心機器人上下料示意圖回轉摩擦盤式供料裝置回轉摩擦盤式供料裝置振動盤自動供料裝置振動盤自動供料裝置結構：一般設計成料倉式或料斗式。料倉式儲料器需人工將工件按一定方向擺放在倉內，料斗式儲料器只需將工件倒入料斗，由料斗自動完成定向。料倉或料斗一般儲存小型工件，對于較大的工件可采用機械手或機器人來完成供料過程。儲料器結構：一般設計成料倉式或料斗式。儲料器二、料倉1.料倉的結構形式自重式外力作用式2.拱形消除機構倉壁振動器攪拌器二、料倉圖3-3料倉的結構形式圖3-3料倉的結構形式料倉式上料裝置料倉式上料裝置數(shù)控機床棒料送料器數(shù)控機床棒料送料器三、料斗

具有定向機構：工件在料斗中自動完成定向。保證正常生產(chǎn)：應使料斗的平均供料率大于機床的生產(chǎn)率。

三、料斗圖3-4往復推板式料斗1、平均供料率Q

（件/min）滾動：Q=nLK/d;滑動：Q=nLK/l;式中：n——推板往復次數(shù)；

L——推板工作部分長度；

d——工件直徑；

l——工件長度，

k——上料系數(shù)，見表3-1圖3-4往復推板式料斗1、平均供料率Q2.推板工作部分水平傾角（°）工件滾動時：α=7°—15°工件滑動時：α=20°—30°3.推板行程長度H（mm）對于l/d<8的軸類工件：H=(3-4)l；對于l/d=8-12的軸類工件：H=(2-2.5)l；4.推板的寬度B（mm）推板位于料斗一側：B=（8-10）l

推板位于料斗中間：B=（12-15）l2.推板工作部分水平傾角（°）表3-1料斗結構與技術特性表3-1料斗結構與技術特性第3章物料供輸自動化課件四、輸料槽根據(jù)工件的輸送方式（靠自重或強制輸送）和工件形狀，確定輸料槽的結構形式。靠自重輸送的自流式輸料槽結構簡單，但可靠性較差；半自流式或強制運動式輸料槽可靠性高。四、輸料槽表3-2輸料槽主要類型表3-2輸料槽主要類型表3-2輸料槽主要類型（續(xù)）表3-2輸料槽主要類型（續(xù)）五、工件的二次定向機構

有些外形復雜的工件，一次定向困難，因此需在料斗外的輸料槽中進行二次定向。圖3-5二次定向機構五、工件的二次定向機構圖3-5二次定向機構六、供料與隔料機構

供料和隔料機構的功用是定時地把工件逐個輸送到機床加工位置，為了簡化機構，一般將供料與隔料機構設計成一體的。圖3-6典型的供料與隔料機構

a)往復式b)擺動式c)回轉式d)連續(xù)式六、供料與隔料機構圖3-6典型的供料與隔料機構

a)往電磁振動料槽利用電磁振動使物料向前輸送和定向；結構簡單，供料速度快，適用范圍廣。圖3-7直槽型振動料槽

1—料槽2—彈簧片3—銜鐵4—電磁鐵5—基座電磁振動料槽圖3-7直槽型振動料槽

1—料槽2—彈簧片表3-3電磁振動料斗的類型

分

類名

稱特點適用范圍料槽型式直槽型單個電磁鐵激振，料槽作往復振動主要用作料道螺旋型料槽裝料器內外壁作垂直及扭轉振動中、小型工件的上料激振方式電磁式用電磁鐵激振用途最廣機械式用偏心機構、凸輪機構激振，振動頻率低，振幅大大型工件的上料振動特性單一振動正弦諧振應用最廣復合振動垂直振動與扭轉振動分離形狀復雜工件的上料，供料率高表3-3電磁振動料斗的類型分

類名

稱特點適用范七、機床自動供料典型裝置舉例圖3-8螺紋機床自動供料裝置

1—擺桿2—擋鐵3—螺釘4—碰桿5—隔料器6—齒輪7—擺軸8—活塞9—夾持器10—扭簧11—料道12—液壓缸13—限位銷14—彈簧15—微動開關七、機床自動供料典型裝置舉例圖3-8螺紋機床自動供料裝置八、板材料自動供料和送料裝置1）供料裝置功能：貯料、頂料、吸料、提料、移料和釋料等過程：先將板料放入貯料架內,再由頂料機構把板料提供給吸料器或送料裝置,2）送料裝置將供料裝置送來的板料傳送到加工位置。八、板材料自動供料和送料裝置圖3-9雙貯料式貯料與頂料裝置

1—貯料架2—擋桿3—液壓缸4—吸料器圖3-9雙貯料式貯料與頂料裝置

1—貯料架2—擋桿3—圖3-10

電磁吸盤

1—隔磁環(huán)

2—鐵心

3—線圈圖3-10

電磁吸盤

1—隔磁環(huán)

2—鐵心

3—線圈圖3-11氣動式移料裝置

1—吸盤升降氣缸2—移料氣缸3—活塞桿圖3-11氣動式移料裝置

1—吸盤升降氣缸2—移料氣缸圖3-12斜刃夾持式送料裝置

1—斜楔2—滾輪3—固定斜刃座4—螺桿

5—活動斜刃座6—手柄7—斜刃8—扭簧9—彈簧圖3-12斜刃夾持式送料裝置

1—斜楔2—滾輪3—固定

自動線是指按加工工藝排列的若干臺加工設備及其輔助設備，并用自動輸送系統(tǒng)聯(lián)系起來的自動生產(chǎn)線。在自動線上，工件以一定的生產(chǎn)節(jié)拍，按工藝順序自動地通過各個工作位置，完成預定的工藝過程。本節(jié)只對自動線的輸送系統(tǒng)作簡單介紹。第三節(jié)自動線輸送系統(tǒng) 自動線是指按加工工藝排列的若干臺加工設備及其輔助設備分類帶式輸送系統(tǒng)鏈式輸送系統(tǒng)步伐式傳送帶棍子輸送系統(tǒng)懸掛輸送系統(tǒng)有軌導向小車隨行夾具返回裝置分類帶式輸送系統(tǒng)一、帶式輸送系統(tǒng)帶式輸送系統(tǒng)是一種利用連續(xù)運動且具有撓性的輸送帶來輸送物料的輸送系統(tǒng)。結構組成：有輸送帶、驅動裝置、傳動滾筒、托輥、張緊裝置等。結構形式：一種環(huán)形封閉形式;功能：輸送和承載。一、帶式輸送系統(tǒng)帶式輸送系統(tǒng)是一種利用連續(xù)運動且具有撓性的輸傳動原理：傳動滾筒依靠摩擦力帶動輸送帶運動，輸送帶全長靠許多托輥支承，并且由張緊裝置拉緊。適用范圍：主要輸送散狀物料，但也能輸送單件質量不大的工件；主要用于遠距離輸送。傳動原理：傳動滾筒依靠摩擦力帶動輸送帶運動，輸送帶全長靠許多圖3-13帶式輸送系統(tǒng)

1—上托輥2—工件3—輸送帶4—傳動滾筒5—張緊輪6—下托輥7—電動機8—減速器9—傳動鏈條圖3-13帶式輸送系統(tǒng)

1—上托輥2—工件3—輸送帶1、輸送帶作用：是帶式輸送機的牽引構件及承載構件，用于輸送物料和傳遞動力。材料：橡膠帶、塑料帶、繩芯帶、鋼網(wǎng)帶輸送帶兩端的接頭形式： 機械接頭冷粘接頭 硫化接頭強度 （35%-40%） （70%）（85%-90%）輸送帶的寬度比成件物料的寬度要大50-100mm件貨對輸送帶的比壓應小于5kPa1、輸送帶1.輸送帶橡膠帶強力型普通型輕型井巷型耐熱型表3-4橡膠帶主要品種

品

種帶寬B/mm帶芯強度

[N·(cm·層)-1]工作環(huán)境溫度/°C物料最高

溫度/°C普通型400

500

650

800

1000

1200

1400560-10~+4050耐熱型400

500

650

800

1000

1200

1400560-10~+40120維尼倫芯650

800

1000

1200

14001400

-5~+4050

1.輸送帶橡膠帶表3-4橡膠帶主要品種品

種帶寬B/m2、滾筒及驅動裝置：滾筒分類：傳動滾筒及改向滾筒傳動滾筒的作用：是將驅動裝置的動力，通過摩擦力傳遞給輸送帶的部件。傳動滾筒的結構形式：鋼板焊接結構和鑄焊結構。傳動滾筒表面：有光面（金屬）和膠面兩種形式，膠面的作用是增大傳動滾筒與輸送帶之間的摩擦力。2、滾筒及驅動裝置：改向滾筒的作用改變輸送帶的運行方向或增加輸送帶與傳動滾筒間的圍包角。增加圍包角的作用增加輸送帶與滾筒間的接觸面，使輸送帶與滾筒間不打滑。改向滾筒的作用驅動裝置：輸送機的動力部分組成：電動機、聯(lián)軸器、減速器及傳動滾筒。驅動功率較小時（小于45KW）由電機、剛性聯(lián)軸器、減速機等組成。驅動功率較大時，采用電機、液力耦合器、減速機等組成的驅動單元。電動滾筒：將電動機、減速器及傳動滾筒做成一體。驅動裝置：輸送機的動力部分電動滾筒

圖3-14油浸電動機擺線針輪傳動電動滾筒

1—接線盒2—支座3—端蓋4—筒體5—電動機定子

6—電動機轉子7—軸8—針輪9—擺線輪電動滾筒圖3-14油浸電動機擺線針輪傳動電動滾筒

1—接托輥：作用：在遠距離帶式物料傳送時，為防止物料重力和輸送帶自重造成的帶下垂，而在輸送帶下安置托輥分類：承載托輥、空載托輥、調心托輥承載托輥：用于支撐承載側的輸送帶和物料空載托輥：用于支撐空載載側的輸送帶（回程）調心托輥：用于調整跑偏的輸送帶托輥：結構：由輸送的物料種類決定（平托輥、V型托輥、槽型托輥、梳型托輥等）托輥的數(shù)量：由帶長決定，輸送大件成件物料時上托輥間距應小于成件物料在輸送方向上的尺寸之半，而下托輥間距可取上托輥間距的2倍左右結構：由輸送的物料種類決定（平托輥、V型托輥、槽型托輥、梳型3.托輥圖3-15常見的托輥結構型式

a)平托輥b)V形托輥

c)槽形托輥d)空載平托輥

e)空載梳形托輥f)空載V形托輥g)擋輥式調心托輥

h)擋輥式空載調心托輥

i)擋輥式空載雙輥調心托輥3.托輥圖3-15常見的托輥結構型式

張緊裝置作用：是使輸送帶具有足夠的張緊力，保證輸送帶與傳動滾筒之間不打滑，并限制輸送帶在各托輥間的垂度，使輸送帶正常運行。分類：螺旋張緊裝置、重錘式張緊裝置、車式張緊裝置、固定絞車式張緊裝置等幾種形式。張緊裝置螺旋張緊裝置車式重錘張緊裝置重錘式張緊裝置螺旋張緊裝置車式重錘張緊裝置重錘式張緊裝置4.張緊裝置圖3-16

張緊裝置示意圖4.張緊裝置圖3-16

張緊裝置示意圖二、鏈式輸送系統(tǒng)鏈式輸送機是以鏈條作為牽引和承載體輸送物料。組成：鏈條、鏈輪、電動機、減速器、聯(lián)軸器等工作原理：利用鏈條與鏈輪嚙合傳動進行輸送。鏈條由驅動鏈輪牽引，鏈條下面有導軌，支承著鏈節(jié)上的套筒輥子。貨物直接壓在鏈條上或放在承載托板上，隨著鏈條的運動而向前移動。二、鏈式輸送系統(tǒng)鏈式輸送機是以鏈條作為牽引和承載體輸送物料。第3章物料供輸自動化課件圖3-17鏈式輸送系統(tǒng)

1—電動機2—帶3—鏈輪4—鏈條5—錐齒輪6—減速器圖3-17鏈式輸送系統(tǒng)

1—電動機2—帶3—鏈輪4圖3-18輸送鏈條

a)彎片鏈

b)套筒滾柱鏈

c)焊接鏈

d)可拆鏈

e)履帶鏈

f)齒形鏈1.鏈條

輸送鏈條有套筒滾柱鏈、彎片鏈、叉形鏈、焊接鏈、可拆鏈、履帶鏈、齒形鏈等結構形式。圖3-18輸送鏈條

a)彎片鏈1.鏈條鏈式輸送系統(tǒng)鏈式輸送系統(tǒng)2.鏈輪

鏈輪的基本參數(shù)、齒形及公差、齒槽形狀、軸向齒廓、鏈輪公差等依據(jù)國家標準GB/T8350—2003《輸送鏈、附件和鏈輪》設計。鏈輪齒數(shù)Z：太小－－鏈條運行平穩(wěn)性變差，而且沖擊、振動、噪聲、磨損加大太大－－機構龐大,步距過大2.鏈輪物料一般通過鏈條上的附件帶動前進，附件可以采用鏈條上的零件擴展而成或是配置二級附件（托架、料斗、運載機構）

套筒滾柱鏈的附件物料一般通過鏈條上的附件帶動前進，附件可以采用鏈條上的零件擴三、步伐式傳送帶

步伐式輸送裝置是組合機床自動線上典型的工件輸送裝置。在加工箱體類零件的自動線以及帶隨行夾具的自動線中，使用非常普遍。功用：它能完成向前輸送和向后退回的往復動作,

實現(xiàn)工件單向輸送。分類：有棘爪式、擺桿式等多種形式。三、步伐式傳送帶1、棘爪式輸送帶當輸送帶向前運動時，棘爪就推動工件移動一個步距；當輸送帶回程時，棘爪被工件壓下，于是繞銷軸回轉而將彈簧拉伸，并從工件下面滑過，待退出工件之后，棘爪又復抬起。1—

輸送帶；2—擋銷；3—銷軸；4—棘爪；5—彈簧；6—工件；7—

支承滾子71、棘爪式輸送帶當輸送帶向前運動時，棘爪就推動工件移動一個步1、棘爪式傳送帶

圖3-20棘爪步伐式傳送帶

1—首端棘爪2—中間棘爪3—末端棘爪4—上側板5—下側板6—連板7—銷子1、棘爪式傳送帶圖3-20棘爪步伐式傳送帶

1—首端棘爪2、擺桿步伐式輸送帶

棘爪步伐輸送裝置雖然動作簡單（因而其傳動機構簡單），但當輸送速度較高時，工件在到達終點時往往因慣性作用向前超程而不能保證位置精度。此外，由于切屑掉入，偶爾也有棘爪卡死、輸送失靈的現(xiàn)象。為了提高輸送速度及輸送工作的可靠性，可以采用擺桿步伐輸送裝置。具有剛性棘爪和限位擋塊。2、擺桿步伐式輸送帶棘爪步伐輸送裝置雖然動作簡圖3-21擺桿步伐式傳送帶

1—輸送擺桿2—回轉機構3—回轉接頭4—活塞桿

5—驅動液壓缸6—液壓緩沖裝置7—支撐輥圖3-21擺桿步伐式傳送帶

1—輸送擺桿2—回轉機構3工作原理

整個輸送帶由若干節(jié)輸送擺桿l組成，兩節(jié)的接合處采用了配合，然后用兩個互成90°的銷子固定。輸送帶的支承輥7一般做成腰鼓形。輸送帶的往復運動大多數(shù)采用液壓油缸驅動。為了讓輸送帶回轉，活塞桿4與輸送帶之間采用能相對轉動的回轉接頭3聯(lián)接。為使行程未端不發(fā)生沖擊，油缸5兩端設有緩沖器6。輸送帶的回轉運動是由專用的回轉機構2實現(xiàn)的。工作原理四、輥子輸送系統(tǒng)原理：利用輥子的轉動來輸送工件的輸送系統(tǒng)無動力輥子輸送系統(tǒng)：依靠工件的自重或人的推力使工件向前輸送（要求工件底面平整堅實，工件在輸送方向上至少跨過三個輥子的長度）動力輥子輸送系統(tǒng)：由驅動裝置通過齒輪、鏈輪或帶傳動使輥子轉動，依靠輥子與工件之間的摩擦力實現(xiàn)工件的輸送

圖3-22無動力輥子輸送系統(tǒng)四、輥子輸送系統(tǒng)原理：利用輥子的轉動來輸送工件的輸送系統(tǒng)圖四、輥子輸送系統(tǒng)圖3-22無動力輥子輸送系統(tǒng)四、輥子輸送系統(tǒng)圖3-22無動力輥子輸送系統(tǒng)無動力輥道式輸送機無動力輥道式輸送機動力輥道式輸送機動力輥道式輸送機轉彎輥道式輸送機轉彎輥道式輸送機五、懸掛輸送系統(tǒng) 懸掛輸送系統(tǒng)適用于車間內成件物料的空中輸送。懸掛輸送系統(tǒng)節(jié)省空間，更容易實現(xiàn)整個工藝流程的自動化。懸掛輸送系統(tǒng)分通用懸掛輸送系統(tǒng)和積放式懸掛輸送系統(tǒng)兩種。懸掛輸送機由牽引件、滑架小車、吊具、軌道、張緊裝置、驅動裝置、轉向裝置和安全裝置等組成，如圖3-23所示。積放式懸掛輸送系統(tǒng)與通用懸掛輸送系統(tǒng)相比有下列不同之處：牽引件與滑架小車無固定連接，兩者有各自的運行軌道；有岔道裝置，滑架小車可以在有分支的輸送線路上運行；設置停止器，滑架小車可在輸送線路上的任意位置停車。五、懸掛輸送系統(tǒng)特點：適用于車間內成件物料的空中運輸分類：通用懸掛和積放式懸掛結構組成：牽引件、滑架小車、吊具、軌道、張緊裝置、驅動裝置、轉向裝置（一般為鏈輪）和安全裝置等通用懸掛和積放式懸掛的區(qū)別牽引件與滑架小車無固定聯(lián)接，兩者有各自的運行軌道（牽引軌道和承重軌道）有岔道裝置（滑架小車可以在有分支的輸送線路上運行）可設置停止器（滑架小車可以在輸送線路上的任意位置停車）

五、懸掛輸送系統(tǒng)特點：適用于車間內成件物料的空中運輸五、懸掛輸送系統(tǒng)懸掛式輸送機懸掛式輸送機懸掛輸送系統(tǒng)懸掛輸送系統(tǒng)通用懸掛輸送機通用懸掛輸送機根據(jù)單點承載能力選擇單點承載能力在100kg以上可以采用可拆鏈單點承載能力在100kg以下采用雙鉸接鏈雙鉸接鏈1—行走輪2—鉸銷3—導向輪4—鏈片5—吊板

1、牽引件根據(jù)單點承載能力選擇雙鉸接鏈1、牽引件2、滑架小車

裝有物料的吊具掛在滑架小車上，牽引鏈牽動（或利用推頭推動）滑架小車沿軌道運行。通用懸掛輸送系統(tǒng)的滑架小車1—軌道；2—滑架小車；3—牽引鏈；4—掛吊具物料雙滑架小車2、滑架小車裝有物料的吊具掛在滑架小車上，牽引積放式懸掛輸送系統(tǒng)的滑架小車1—滑架小車2—推頭3—框板4—牽引軌道5—牽引鏈6—擋塊7—承載軌道8—滾輪9—導向滾輪牽引鏈與滑架小車有各自的運行軌道（牽引軌道和承重軌道）有岔道裝置，滑架小車可以在有分支的輸送線路上運行。積放式懸掛輸送系統(tǒng)的滑架小車1—滑架小車2—推頭牽引鏈與滑六、有軌導向小車 有軌導向小車（RailGuidedVehicle，簡稱RGV）是依靠鋪設在地面上的軌道進行導向并運送工件的輸送系統(tǒng)。優(yōu)點：移動速度大，加速性能好，承載能力大。缺點：RGV鋪設軌道不宜改動，柔性差，車間空間利用率低，噪聲高。六、有軌導向小車

自動小車

自動小車分為有軌和無軌兩種。所謂有軌，是指有地面或空間的機械式導向軌道。地面有軌小車結構牢固，承載力大，造價低廉，技術成熟，可靠性好，定位精度高。多采用直線或環(huán)線雙向運行，廣泛應用于中小規(guī)模的箱體類工件FMS中。高架有軌小車(空間導軌)相對于地面有軌小車，車間利用率高，結構緊湊，速度高，有利于把人和輸送裝置的活動范圍分開，安全性好，但承載力小。較多地用于回轉體工件或刀具的輸送，以及有人工介入的工件安裝和產(chǎn)品裝配的輸送系統(tǒng)中。有軌小車由于需要機械式導軌，因而其系統(tǒng)的變更性、擴展性和靈活性不夠理想。自動小車鏈式牽引的有軌導向小車1-牽引鏈條2-載重小車3-軌道鏈式牽引的有軌導向小車有軌導向小車(RGV)有軌導向小車有軌導向小車(RGV)有軌導向小車有軌導向小車(RGV)有軌導向小車(RGV)(a)地面軌道式；(b)空間軌道式

(a)地面軌道式；(b)空間有軌導向小車有軌導向小車七、隨行夾具返回裝置在組合機床自動線中，對于某些形狀復雜、缺少可靠輸送基面的工件或有色金屬工件，常常采用隨行夾具作為定位夾緊和自動輸送的附加裝置。隨行夾具可以做出一個很可靠的輸送基面，并采用“一面兩孔”的典型定位方式在自動線的工位上安裝，從而使某些原來不便于在組合機床自動線上加工的工件成為可能，擴大了自動線的應用范圍。為了保證工件在各工位的定位精度或結構復雜無可靠運輸基面工件的傳輸，一般將工件先定位夾緊在隨行夾具上，工件和隨行夾具一起傳輸，這樣隨行夾具必須返回到原始位置。隨行夾具返回裝置分上方返回、下方返回、水平返回三種。

七、隨行夾具返回裝置（1）水平返回方式

（1）水平返回方式（2）上方返回方式

1、主輸送帶；2、隨行夾具；3、提升裝置；4、返回輸送帶；5、下降裝置；（2）上方返回方式1、主輸送帶；2、隨行夾具；3、提升裝置（3）下方返回方式1、輸送油缸；2、隨行夾具；3、回轉鼓輪；4、步伐式返回輸送帶；5、回轉鼓輪；（3）下方返回方式1、輸送油缸；2、隨行夾具；3、回轉鼓輪；第四節(jié)柔性物流系統(tǒng)

自計算機問世以來，柔性就成為機械制造自動化的基本屬性，柔性制造技術也就成為機械制造自動化的發(fā)展趨勢，由此產(chǎn)生了柔性制造系統(tǒng)。柔性制造系統(tǒng)（FlexibleManufacturingSystem簡稱FMS）是由數(shù)控加工設備、物料運儲裝置和計算機控制系統(tǒng)等組成的自動化制造系統(tǒng)，它包括多個柔性制造單元，能根據(jù)制造任務或生產(chǎn)環(huán)境的變化迅速進行調整，適應于多品種、中小批量生產(chǎn)。第四節(jié)柔性物流系統(tǒng)自計算機問世以來，柔性就成為機

柔性制造系統(tǒng)（FlexibleManufacturingSystem-FMS）一般由三部分組成：（1）加工系統(tǒng)

三臺以上的數(shù)控機床，加工中心或FMC以及若干臺輔助設備（如清洗機、測量機、排屑裝置、冷卻潤滑裝置等）。（2）儲運系統(tǒng)完成工件原材料運儲、刀具運儲（3）控制和管理系統(tǒng)實現(xiàn)對FMS的運動控制、刀具管理、質量控制及FMS的數(shù)據(jù)管理和網(wǎng)絡通訊。柔性制造系統(tǒng)（FlexibleManufact加工系統(tǒng)：提供靈活的加工工藝；物料輸送系統(tǒng)：將加工設備互相聯(lián)系起來；控制和管理系統(tǒng)：不斷對設備的動作進行監(jiān)控、檢測，同時提供控制指令并進行工程記錄，還可通過仿真來預示系統(tǒng)各部件的行為。

加工系統(tǒng)：提供靈活的加工工藝；FMS必須具備的功能能自動管理零件的生產(chǎn)過程，自動控制制造質量，自動進行故障診斷及處理，自動進行信息收集及傳輸；簡單地改變軟件或系統(tǒng)參數(shù)，便能制造出某一零件族的多種零件；物料的運輸和儲存必須為自動(包括刀具等工裝和工件的自動運輸)；能解決多機床條件下零件的混流加工，且無需額外增加費用；具有優(yōu)化調度管理功能，能實現(xiàn)無人化或少人化加工。FMS必須具備的功能一、物流輸送形式 物流輸送系統(tǒng)是為FMS服務的，它決定著FMS的布局和運行方式。

1.直線型輸送形式

2.環(huán)型輸送形式

3.網(wǎng)絡型輸送形式

4.機器人為中心的輸送形式一、物流輸送形式典型的物流基本回路：圖3-31典型的物流基本回路

a)直線式b)環(huán)形式c)帶分支的直線式d)帶分支的環(huán)形式e)網(wǎng)絡式典型的物流基本回路：圖3-31典型的物流基本回路

a)直1.直線型輸送形式特點：輸送設備作直線運動，輸送線兩側布置加工設備和裝卸站用途：

適用于按照規(guī)定順序從一個工作站到下一個工作站的工件輸送，其線內儲存量較小，需配合中央倉庫及緩沖站1.直線型輸送形式特點：輸送設備作直線運動，輸送線兩側布置加第3章物料供輸自動化課件特點：加工設備和輔助設備布置在封閉的環(huán)型輸送線的內外側?？稍黾又Ь€作為儲存或改變輸送線路之用，不設置中央倉庫，便于實現(xiàn)隨機存取。應用范圍較廣輸送設備：連續(xù)輸送機、輸送小車、懸掛輸送機2.環(huán)型輸送形式特點：加工設備和輔助設備布置在封閉的環(huán)型輸送線的內外側。可增第3章物料供輸自動化課件3.網(wǎng)絡型輸送形式

特點：輸送設備通常采用自動導向小車，加工設備敞開性好，物料輸送靈活。線內儲存量較小，需配合中央倉庫及托盤自動交換器。3.網(wǎng)絡型輸送形式特點：輸送設備通常采用自動導向小車，加工4.機器人為中心的輸送形式特點：以搬運機器人為中心，加工設備布置在機器人搬運范圍內的圓周上。用途：適用于加工各類回轉體零件的FMS中。1—車削中心2—數(shù)控銑床3—數(shù)控鉆床4—緩沖站5—加工中心6—機器人4.機器人為中心的輸送形式特點：以搬運機器人為中心，加工設第3章物料供輸自動化課件二、托盤及托盤交換器

1.托盤

2.托盤交換器（1）回轉式托盤交換器（2）往復式托盤交換器二、托盤及托盤交換器

在FMS中，工件一般安裝在組合夾具上，而組合夾具又被安裝在托盤上，因而托盤是工件和夾具的承載體。當工件在機床上加工時，托盤成為機床工作臺并支撐工件；運輸時,托盤又承載著工件和夾具在機床之間進行傳送。托盤是一種工件和機床之間的硬件接口。在同一個FMS之間的所有機床，不管各自的形式如何，都必須采用這種統(tǒng)一的接口，使各臺機床連接成為一個整體系統(tǒng)，這就要求系統(tǒng)中的所有托盤采用同一種結構形式。1.托盤在FMS中，工件一般安裝在組合夾具上，而組合夾具又被第3章物料供輸自動化課件托盤的上表面：有便于夾具安裝的T型槽、矩陣螺孔，托盤的下表面：有供在機床工作臺上定位的基面和輸送基面，其在機床工作臺上定位通常是采用錐面定位。

托盤結構：有箱式、板式等。托盤的上表面：有便于夾具安裝的T型槽、矩陣螺孔，托盤結構：1—托盤導向面2—側面定位塊3—安裝鎖定機構的螺孔4—工件安裝面5—中央孔6—托盤擱置面7—托盤支撐面8—工件或夾具的固定孔9—托盤夾緊面10—托盤定位面1—托盤導向面FMS中最常見的自動上、下料裝置托盤交換器（AutomaticPal1etChanger—APC）。功能：是加工系統(tǒng)與物流系統(tǒng)間的工件輸送接口，作為工件的暫時儲存，當系統(tǒng)阻塞時起到物流系統(tǒng)工件緩沖站的作用。2.托盤交換器—APCFMS中最常見的自動上、下料裝置2.托盤交換器—APC2.托盤交換器

分類：回轉式托盤交換器（兩位、四位、多位）往復式托盤交換器

2.托盤交換器分類：（1）回轉式托盤交換器當機床加工完后，交換器從機床工作臺移出裝有工件的托盤，將加工好的工件和托盤移至回轉工作臺的空位上；然后工作臺回轉180度，托盤交換器再將待加工的工件和托盤移至機床工作臺上。兩位回轉式托盤交換器的工作過程：回轉式托盤交換器（1）回轉式托盤交換器當機床加工完后，交換器從機床工作臺移出當機床加工完后，工作臺橫向移動到卸料位置，將加工好的工件及其托盤移至托盤庫的空位上；

然后工作臺橫移至裝料位置，托盤交換器再將待加工的工件移至工作臺上。

往復式托盤交換器的工作過程：當機床加工完后，工作臺橫向移動到卸料位置，將加工好的工件及其三、自動導向小車

自動導向小車（AutomatedGuidedVehicle，簡稱AGV）是一種由計算機控制的，按照一定程序自動完成運輸任務的運輸工具。從當前的研制水平和應用情況來看，自動導向小車（AGV）是柔性物流系統(tǒng)中物料運輸工具的發(fā)展趨勢。AGV主要有車架、蓄電池、充電裝置、電氣系統(tǒng)、驅動裝置、轉向裝置、自動認址和精確停位系統(tǒng)、移栽機構、安全系統(tǒng)、通訊單元和自動導向系統(tǒng)等組成。三、自動導向小車自動導向小車自動導向小車1—安全擋圈2、11—認址線圈3—失靈控制線圈4—導向探測器

5—轉向輪6—驅動電機7—轉向機構8—導向伺服電機9—蓄電池10—車架12—制動器13—驅動車輪14車上控制器AGV的結構1—安全擋圈2、11—認址線圈3—失靈控制線圈41車體車體由車架和相應的機械裝置所組成，是AGV的基礎部分，是其他總成部件的安裝基礎；2蓄電和充電裝置AGV常采用24V或48V直流蓄電池為動力。蓄電池供電一般應保證連續(xù)工作8小時以上的需要。3驅動裝置AGV的驅動裝置由車輪、減速器、制動器、驅動電機及速度控制器等部分組成，是控制AGV正常運行的裝置。其運行指令由計算機或人工控制器發(fā)出，運行速度、方向、制動的調節(jié)分別由計算機控制。1車體4導向裝置接受導引系統(tǒng)的方向信息通過轉向裝置來實現(xiàn)轉向動作。

5車上控制器接受控制中心的指令并執(zhí)行相應的指令，同時將本身的狀態(tài)（如位置、速度等）及時反饋給控制中心。

6通信裝置實現(xiàn)AGV與地面控制站及地面監(jiān)控設備之間的信息交換。

7安全保護裝置安全系統(tǒng)包括對AGV本身的保護、對人或其它設備的保護等方面。4導向裝置8、移載裝置與所搬運貨物直接接觸，實現(xiàn)貨物轉載的裝置。9、信息傳輸與處理裝置主要功能是對AGV進行監(jiān)控，監(jiān)控AGV所處的地面狀態(tài)，并與地面控制站實時進行信息傳遞。8、移載裝置具有不同移載裝置的搬運小車具有不同移載裝置的搬運小車具有不同移載裝置的搬運小車具有不同移載裝置的搬運小車AGV的特點：較高的柔性：通過改變導向程序即可完成AGV的路線改變實時監(jiān)視和控制：由計算機完成與AGV的雙向通訊安全可靠：低速運行（10-70m/min）、有微處理器控制系統(tǒng)（防止與其它AGV碰撞）、有定位精度傳感器或定位中心裝置（保證定位精度）維護方便AGV的特點：AGV的分類線導小車：利用電磁感應制導原理進行導向，需要在行車路線的地面上埋設環(huán)行感應電纜來制導小車運動光導小車：利用光電制導原理來進行導向，需要在行車路線上涂上能反光的熒光線條，小車上的光敏傳感器接受反射光來制導小車運動遙控小車：以無線電發(fā)送接收設備傳送控制命令和信號AGV的分類（1）線導小車

線導小車是利用電磁感應制導原理進行導向的。結構：驅動系統(tǒng)外、小車前部裝有一對掃描線圈。原理：當埋入地溝內的導線通以低頻交變電流時，在導線周圍便形成一個環(huán)形磁場。當導線從小車前部兩個掃描線圈中間通過時，兩個掃描線圈中的感應電勢相等，當小車偏離軌道時，掃描線圈就會產(chǎn)生感應電勢差，其電勢差經(jīng)放大后反饋給轉向制導電動機，使AGV朝向減少誤差的方向偏轉，直至電勢差消除為止，從而保證小車始終沿著導線方向運行。（1）線導小車線導小車線導小車（2)光導小車光導小車是采用光電制導原理進行導向的。通常采用一種帶有熒光材料的油漆或色帶在地板上繪制出運輸路線圖，小車上安裝有光源及光敏元件。小車運行時，由車上的光源發(fā)出的光束照射在地板上，小車內的光敏元件接受反射光，通過光電信號的轉換產(chǎn)生路線識別信號，從而控制小車沿著繪制的路線運行。特點：改變路線非常容易，但對環(huán)境的要求比較嚴格，因此只適用于實驗室等環(huán)境非常潔凈的場合。（2)光導小車光導小車光導小車沿小車預定路徑在地面上粘貼易反光的反光帶（鋁帶或尼龍帶），小車上裝有發(fā)光器和受光器,其發(fā)出的光經(jīng)反光帶反射后由受光器接受，并將該光信號轉換成電信號控制小車的舵輪。◎光學引導方式原理（光導小車）信號孔感光元件光道光源反光帶

光學引導原理沿小車預定路徑在地面上粘貼易反光的反光帶（鋁帶或尼龍帶），小4)遙控制導小車這種小車沒有傳送信息的電纜，而是使用無線電或激光發(fā)送和接收設備來傳送控制命令和信息。特點：活動范圍和路線基本不受限制，具有柔性高、擴展性好、對環(huán)境要求不高等優(yōu)點。但其控制系統(tǒng)和操縱系統(tǒng)較為復雜，目前還處于實驗研究階段。4)遙控制導小車激光燈臺制導原理

當AGV運行時，不斷接受到從三個已知位置反射來的激光束，經(jīng)過簡單的幾何運算，就可以確定AGV的準確位置，控制系統(tǒng)根據(jù)ＡＧＶ的準確位置對其進行導向控制

在導引車頂部裝置一個沿360°方向按一定頻率發(fā)射激光的裝置。同時在AGV四周的一些固定位置上放置反射鏡片。激光燈臺制導原理當AGV運行時，不斷接受到從三個已車輪的布置三車輪：前輪既是轉向輪又是驅動輪（一般只能向前運動）四車輪：差速轉向式：中間兩輪為驅動輪，利用兩驅動輪的速度之差實現(xiàn)轉向（可以實現(xiàn)前后驅動）獨立多輪轉向式：四個車輪都兼有轉向和驅動（轉向最為靈活，可沿任意方向運動）車輪的布置圖3-38AGV車輪的布置

a)舵輪轉向b)兩輪差速轉向c)獨立多輪轉向圖3-38AGV車輪的布置

a)舵輪轉向b)兩輪導向控制系統(tǒng)

在AGV上對稱布置兩個導向傳感器1，在接收到地面導向線路9的電磁感應信號后，兩導向傳感器信號經(jīng)比較放大處理后得到反映AGV偏差方向的偏差量，將該偏差量經(jīng)處理后用于控制和驅動AGV的轉向系統(tǒng)，使AGV能實時地消除車體與導向線路的偏離。1—導向感應線圈2—交流電壓放大器3—整流器4—運算放大器5—功率放大器6—直流導向驅動電機7—減速器8—導向輪9—導向線導向控制系統(tǒng)1—導向感應線圈AGV電磁感應制導原理AGV電磁感應制導原理圖3-41AGV導向控制系統(tǒng)圖3-41AGV導向控制系統(tǒng)AGV自動認址與精確停位系統(tǒng)任務：使小車能將物料準確地送到位。方法：在各個工位上安裝地址信息發(fā)送元件，即直接在導線兩側埋設認址的感應線圈。如圖：對每個地址編碼，將四個線圈以不同方式連接，產(chǎn)生不同方向的磁通。AGV絕對地址感應線圈1011AGV自動認址與精確停位系統(tǒng)AGV絕對地址感應線圈1011AGV的管理（1）交通管制：常用的為區(qū)間控制法（將導向路線劃分為若干個區(qū)間，在同一時刻只允許一個小車位于給定的區(qū)間內）（2）車輛調度：目標是使AGV系統(tǒng)實現(xiàn)最大的物流通過量，需解決兩方面問題：車輛調度的方法（按等級）：車內調度系統(tǒng)、車外招呼系統(tǒng)、遙控終端、中央計算機控制以及組合控制等（當系統(tǒng)以最高水平控制運行時，萬一失靈則可返回到低一級水平控制，例如物流工作站計算機調度失敗，就可以恢復到遙控終端控制或車載控制，AGV系統(tǒng)仍可繼續(xù)工作）AGV的管理車輛調度法則：順序車輛調度法則：AGV在導向線路上不停地運行，依次經(jīng)過每一個工作站，當經(jīng)過有負載需要裝運的工作站時，AGV便裝上負載繼續(xù)向前行駛，并把負載輸送到其目的地（不會出現(xiàn)車間閉鎖或交通阻塞現(xiàn)象，但物流系統(tǒng)的柔性及物料通過量較低）從任務申請角度出發(fā)：最大輸送排隊長度法則、最少行駛時間法則、最短距離法則、最小剩余輸送排隊空間法則、先來先服務法則等從任務分配角度出發(fā)：最近車輛法則、最快車輛法則、最長空閑車輛法則等車輛調度法則：（3）系統(tǒng)監(jiān)控目的：避免系統(tǒng)出現(xiàn)故障或運行速度減慢等問題途徑：定位器面板、攝象機、CRT彩色圖象顯示器及中央記錄報告（3）系統(tǒng)監(jiān)控四、自動化倉庫 在整個FMS中，當物流系統(tǒng)線內存儲功能很小而要求有較多的存儲量時，或者要求無人化生產(chǎn)時，一般都設立自動化中央倉庫來解決物料的集中存儲問題。柔性物流系統(tǒng)以自動化中央倉庫為中心，依據(jù)計算機管理系統(tǒng)的信息，實現(xiàn)毛坯、半成品、成品、配套件或工具的自動存儲、自動檢索、自動輸送等功能。中央倉庫有多種形式，常見的有平面?zhèn)}庫和立體倉庫兩種。四、自動化倉庫在整個FMS中，當物流系統(tǒng)線內存儲功能較少而要求有較多的存儲量時或要求無人化生產(chǎn)時，一般需設立自動化中央倉庫來解決物料的集中存儲問題功能：柔性物流系統(tǒng)以自動化中央倉庫為中心，依據(jù)計算機管理系統(tǒng)的信息，實現(xiàn)毛坯、半成品、成品、配套件或工具的自動存儲、自動檢索、自動輸送等功能分類：平面?zhèn)}庫（貨架布置在輸送平面內的倉庫，一般用于存放大型工件）、立體倉庫（高層貨架倉庫，目前倉儲設施的發(fā)展趨勢）四、自動化倉庫在整個FMS中，當物流系統(tǒng)線內存儲功能較少而要求有較多的存儲平面?zhèn)}庫平面?zhèn)}庫自動化倉庫立體倉庫自動化倉庫立體倉庫自動化倉庫立體倉庫自動化倉庫立體倉庫圖3-43自動化立體倉庫

1—堆垛機2—高層貨架3—場內AGV4—場內RGV5—中轉貨位6—出入庫傳送滾道7—場外AGV8—中轉貨場9—計算機控制室圖3-43自動化立體倉庫

1—堆垛機2—高層貨架3—組成：高層貨架、堆垛機、輸送小車、控制小車、控制計算機、狀態(tài)檢測器及信息輸入設備（如條形碼掃描器）總體布局：按照裝有物料的標準料箱或托盤進、出高層貨架的形式劃分貫通式：將物料從巷道一端入庫，從另一端出庫（總體布局簡單，便于管理維護，但物料出入庫需經(jīng)過巷道全長）同端出入式：將物料出入庫布置在巷道的同一端（能縮短出入庫時間，縮短搬運路程，提高出入庫效率，便于集中管理）組成：高層貨架、堆垛機、輸送小車、控制小車、控制計算機、狀態(tài)儲料單元與貨位尺寸的確定：儲料單元就是一個裝有工件的貨箱或托盤。貨位尺寸確定時考慮三個因素：儲物單元的大?。粌ξ飭卧樌鋈霂焖璧膬艨粘叽纾回浖軜嫾挠嘘P尺寸。倉庫容量和總體尺寸的確定倉庫容量N是指同一時間內可存儲在倉庫中的儲物單元總數(shù)，其大小與制造系統(tǒng)的生產(chǎn)綱領，工藝過程等有關。

儲料單元與貨位尺寸的確定：儲料單元就是一個裝有工件的貨箱或托5.高層貨架（自動化立體倉庫的主體）：設計與制造時保證強度、剛度和穩(wěn)定性；減輕貨架重量；節(jié)省鋼材消耗。要求： 1)貨架構件的結構強度

2)貨架整體的焊接強度

3)儲料單元載荷引起的貨位撓度

4)貨架立柱與桁架的垂直度

5)支撐腳的位置精度和水平度

5.高層貨架（自動化立體倉庫的主體）：設計與制造時保證強6.巷道式堆垛機圖3-44巷道式堆垛機

a)單立柱b)雙立柱

1—載貨臺2—上橫梁3—立柱4—升降機構5—行走機構

6—下橫梁7—電氣裝置8—司機室6.巷道式堆垛機圖3-44巷道式堆垛機

a)單立柱巷道式堆垛機巷道式堆垛機6.巷道式堆垛機（1）作用：在自動化立體倉庫中使用的專用起重機，在高層貨架間的巷道中穿梭運行，將巷道口的儲料單元存入相應的貨位，或者相反將貨位上的儲料單元取出送到巷道口（2）特點：整機結構高而窄（寬度不超過儲料單元的寬度）金屬結構件除應滿足強度和剛度要求外，還要有較高的制造和安裝精度采用專門的取料裝置（多節(jié)伸縮貨叉或貨板結構）各電氣傳動機構應同時滿足快速、平穩(wěn)和準確配備可靠的安全裝置（尤其是控制系統(tǒng)必須有一系列的連鎖保護機構）6.巷道式堆垛機（1）作用：在自動化立體倉庫中使用的專用起重（3）升降機構升降機構由電動機、制動器、減速器、卷筒（或鏈輪）、鋼絲繩（或起重鏈條）及防落安全裝置組成，如圖3-45所示。（4）行走機構行走機構由電動機、聯(lián)軸節(jié)、制動器、減速器和行走輪組成。按行走機構所在的位置的不同可分為地面行走式和上部行走式，如圖3-46所示。（5）貨叉伸縮機構貨叉伸縮機構是堆垛機的取放物料裝置，它由前叉、中間叉、固定叉、驅動齒輪等組成，如圖3-47所示。（6）載貨臺載貨臺承載貨物沿立柱導軌上升或下降，它上面裝有貨叉伸縮機構、司機室、起升機構動滑輪、限速防墜落裝置等。（3）升降機構升降機構由電動機、制動器、減速器、卷筒（或（7）安全保護措施

巷道堆垛機在立體倉庫的狹窄巷道內高速運行，起升高度大，除具有一般起重機的安全保護措施外，還應增加以下保護措施：

1)貨叉與行走機構、升降機構互鎖；

2)儲料單元入庫時需對貨位進行探測，防止雙重入 庫，造成事故；

3)載貨臺斷繩保護，鋼絲繩一旦斷開，保護裝置立 即將載貨臺自鎖在立柱導軌上。（7）安全保護措施圖3-45巷道式堆垛機的升降機構圖3-45巷道式堆垛機的升降機構圖3-46行走機構

a)地面行走式b)上部行走式圖3-46行走機構

a)地面行走式b)上部行走式

堆垛機的取放物料裝置，由前叉、中間叉、固定叉和驅動齒輪組成。固定叉安裝在載貨臺上；中間叉可在齒輪--齒條的驅動下，從固定叉的中點向左或向右移動，移動的距離大約是中間叉長度的一半；前叉在鏈條或鋼絲繩的驅動下，可從中間叉的中點向左或向右伸出比自身的一半稍長的長度。

圖3-47貨叉伸縮機構

1—驅動齒輪2—固定叉3—中間叉4—前叉5—驅動軸堆垛機的取放物料裝置，由前叉、中間叉、固定叉和驅動齒7.自動化倉庫的計算機控制系統(tǒng)自動化倉庫的含義是指倉庫管理自動化和出入庫作業(yè)自動化。因此要求自動化倉庫的計算機控制系統(tǒng)應具備信息的輸入及預處理、物料的自動存取和倉庫自動化管理等功能。信息的輸入及預處理：包括對物料的條形碼的識別、認址檢測器、貨格狀態(tài)檢測器的信息輸入以及這些信息的預處理物料的自動存?。喊ㄘ浵浠蛄慵娜霂?、搬運和出庫等工作倉庫管理：包括對倉庫的物資管理、帳目管理、貨位管理及信息管理等內容7.自動化倉庫的計算機控制系統(tǒng)信息的輸入及預處理：包括對物料五、柔性物流系統(tǒng)的計算機仿真 仿真是通過對系統(tǒng)模型的實驗去研究一個真實系統(tǒng)，這個真實系統(tǒng)可以是現(xiàn)實世界中已存在的或正在設計中的系統(tǒng)。物流系統(tǒng)往往相當復雜，利用仿真技術對物流系統(tǒng)的運行情況進行模擬，提出系統(tǒng)的最佳配置。這樣，可為物流系統(tǒng)的設計提供科學決策，有助于保證設計質量，降低設計成本。同時也可提高物流系統(tǒng)的運行質量和經(jīng)濟效益。

計算機仿真的基本步驟如圖3-48所示，可以概括以下過程：1.建立仿真模型 2.編程3.進行仿真實驗 4.仿真結果處理5.總結五、柔性物流系統(tǒng)的計算機仿真計算機仿真的基本步驟如圖圖3-48計算機仿真的基本步驟圖3-48計算機仿真的基本步驟

在制造企業(yè)中對柔性物流系統(tǒng)進行計算機仿真,不僅能夠大大縮短系統(tǒng)的規(guī)劃設計周期、優(yōu)化設計方案,還可根據(jù)計算機仿真結果對柔性物流系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行優(yōu)化以便獲得最佳的運行經(jīng)濟效益。隨著三維視覺系統(tǒng)在計算機仿真系統(tǒng)的廣泛應用,在仿真界面中可展現(xiàn)柔性物流系統(tǒng)所有設備和運行過程的全時空信息。人們可以看到加工設備、單機供料裝置、連續(xù)輸送系統(tǒng)、立體化倉庫、堆垛機、搬運機器人和導向小車的外觀布局形式,也能觀察到它們的瞬時工作狀態(tài)。 在制造企業(yè)中對柔性物流系統(tǒng)進行計算機仿真,不僅能夠大大作業(yè)P104：3-1；3-2；3-7；3-15；3-2。作業(yè)P104：思考題任選下列其中一種產(chǎn)品，試設計其自動定向裝置，說明工作原理，給出結構設計簡圖。啤酒瓶蓋；大頭針；羽毛球；中性筆筆芯；雙頭螺柱；圓錐銷；圓柱螺旋彈簧；高速鋼麻花鉆；可轉位車刀片；思考題任選下列其中一種產(chǎn)品，試設計其自動第三章物流供輸自動化地位：物流系統(tǒng)是機械制造系統(tǒng)的重要組成部分之一作用：將制造系統(tǒng)中的物料（如毛坯、半成品、成品、工夾具等）及時地輸送到有關設備或倉儲設施處。意義：現(xiàn)代物流系統(tǒng)是在全面信息集成和高度自動化環(huán)境下,以制造工藝過程的知識為依據(jù),高效、合理地利用全部儲運裝置將物料準時、準確和保質地運送到位。可提高生產(chǎn)率，降低成本，提高效益。第三章物流供輸自動化地位：物流系統(tǒng)是機械制造系統(tǒng)的重要組第一節(jié)概述產(chǎn)品在制造過程中的時間及費用分配：機床作業(yè)時間僅占5%工件處于等待和傳輸狀態(tài)的時間占95%物料傳輸與存儲費用占整個產(chǎn)品加工費用的

30%-40%對物流系統(tǒng)的優(yōu)化有助于提高生產(chǎn)率、降低成本、提高效益。第一節(jié)概述產(chǎn)品在制造過程中的時間及費用分配：一、物流系統(tǒng)及其功用

物流是物料的流動過程。物流按其物料性質不同，可分為工件流、工具流和配套流三種。 在自動化制造系統(tǒng)中，物流系統(tǒng)是指工件流、工具流和配套流的移動與存儲，它主要完成物料的存儲、輸送、裝卸、管理等功能。一、物流系統(tǒng)及其功用二、物流系統(tǒng)的組成及分類1)單機自動供料裝置完成單機自動上下料任務，由儲料器、隔料器、上料器、輸料槽、定向定位裝置等組成。2)自動線輸送系統(tǒng)完成自動線上物料輸送任務，由各種連續(xù)輸送機、通用懸掛小車、有軌導向小車及隨行夾具返回裝置等組成。3)FMS物流系統(tǒng)完成FMS物料的傳輸，由自動導向小車、積放式懸掛小車、積放式有軌導向小車、搬運機器人、自動化倉庫等組成。二、物流系統(tǒng)的組成及分類圖3-1物流供輸系統(tǒng)的組成及分類圖3-1物流供輸系統(tǒng)的組成及分類

三、物流系統(tǒng)應滿足的要求

1)可靠、無損傷和快速地物料流動；

2)具有一定柔性，即靈活性、可變性和可重組性；

3)實現(xiàn)“零庫存”生產(chǎn)目標；

4)采用計算機管理，提高效率，減少建設投資；

5)具有可擴展性、人性化和智能化。

三、物流系統(tǒng)應滿足的要求第二節(jié)單機自動供料裝置一、概述自動供料裝置的組成：儲料器、輸料槽、定向定位裝置和上料器工作過程：儲料器儲存一定數(shù)量的工件，根據(jù)加工設備的需求自動輸出工件，經(jīng)輸料槽和定向定位裝置傳送到指定位置，再由上料器將工件送入加工位置。第二節(jié)單機自動供料裝置一、概述圖3-2機床自動供料裝置

1—料倉2—隔料器3—上料器4—彈簧夾頭5—上料桿6—推料桿7—出料槽

8—彈簧9—自動停車裝置圖3-2機床自動供料裝置對供料裝置的基本要求：

1）供料迅速，縮短輔助時間,提高生產(chǎn)率；

2）供料裝置結構簡單，供料穩(wěn)定可靠；

3）供料時避免沖擊，防止損傷工件；

4）供料裝置要有一定的適用范圍，以適應不同類型、不同尺寸的工件要求；

5）滿足一些工件的特殊要求。對供料裝置的基本要求：車床機器人上下料示意圖車床機器人上下料示意圖加工中心機器人上下料示意圖加工中心機器人上下料示意圖回轉摩擦盤式供料裝置回轉摩擦盤式供料裝置振動盤自動供料裝置振動盤自動供料裝置結構：一般設計成料倉式或料斗式。料倉式儲料器需人工將工件按一定方向擺放在倉內，料斗式儲料器只需將工件倒入料斗，由料斗自動完成定向。料倉或料斗一般儲存小型工件，對于較大的工件可采用機械手或機器人來完成供料過程。儲料器結構：一般設計成料倉式或料斗式。儲料器二、料倉1.料倉的結構形式自重式外力作用式2.拱形消除機構倉壁振動器攪拌器二、料倉圖3-3料倉的結構形式圖3-3料倉的結構形式料倉式上料裝置料倉式上料裝置數(shù)控機床棒料送料器數(shù)控機床棒料送料器三、料斗

具有定向機構：工件在料斗中自動完成定向。保證正常生產(chǎn)：應使料斗的平均供料率大于機床的生產(chǎn)率。

三、料斗圖3-4往復推板式料斗1、平均供料率Q

（件/min）滾動：Q=nLK/d;滑動：Q=nLK/l;式中：n——推板往復次數(shù)；

L——推板工作部分長度；

d——工件直徑；

l——工件長度，

k——上料系數(shù)，見表3-1圖3-4往復推板式料斗1、平均供料率Q2.推板工作部分水平傾角（°）工件滾動時：α=7°—15°工件滑動時：α=20°—30°3.推板行程長度H（mm）對于l/d<8的軸類工件：H=(3-4)l；對于l/d=8-12的軸類工件：H=(2-2.5)l；4.推板的寬度B（mm）推板位于料斗一側：B=（8-10）l

推板位于料斗中間：B=（12-15）l2.推板工作部分水平傾角（°）表3-1料斗結構與技術特性表3-1料斗結構與技術特性第3章物料供輸自動化課件四、輸料槽根據(jù)工件的輸送方式（靠自重或強制輸送）和工件形狀，確定輸料槽的結構形式?？孔灾剌斔偷淖粤魇捷斄喜劢Y構簡單，但可靠性較差；半自流式或強制運動式輸料槽可靠性高。四、輸料槽表3-2輸料槽主要類型表3-2輸料槽主要類型表3-2輸料槽主要類型（續(xù)）表3-2輸料槽主要類型（續(xù)）五、工件的二次定向機構

有些外形復雜的工件，一次定向困難，因此需在料斗外的輸料槽中進行二次定向。圖3-5二次定向機構五、工件的二次定向機構圖3-5二次定向機構六、供料與隔料機構

供料和隔料機構的功用是定時地把工件逐個輸送到機床加工位置，為了簡化機構，一般將供料與隔料機構設計成一體的。圖3-6典型的供料與隔料機構

a)往復式b)擺動式c)回轉式d)連續(xù)式六、供料與隔料機構圖3-6典型的供料與隔料機構

a)往電磁振動料槽利用電磁振動使物料向前輸送和定向；結構簡單，供料速度快，適用范圍廣。圖3-7直槽型振動料槽

1—料槽2—彈簧片3—銜鐵4—電磁鐵5—基座電磁振動料槽圖3-7直槽型振動料槽

1—料槽2—彈簧片表3-3電磁振動料斗的類型

分

類名

稱特點適用范圍料槽型式直槽型單個電磁鐵激振，料槽作往復振動主要用作料道螺旋型料槽裝料器內外壁作垂直及扭轉振動中、小型工件的上料激振方式電磁式用電磁鐵激振用途最廣機械式用偏心機構、凸輪機構激振，振動頻率低，振幅大大型工件的上料振動特性單一振動正弦諧振應用最廣復合振動垂直振動與扭轉振動分離形狀復雜工件的上料，供料率高表3-3電磁振動料斗的類型分

類名

稱特點適用范七、機床自動供料典型裝置舉例圖3-8螺紋機床自動供料裝置

1—擺桿2—擋鐵3—螺釘4—碰桿5—隔料器6—齒輪7—擺軸8—活塞9—夾持器10—扭簧11—料道12—液壓缸13—限位銷14—彈簧15—微動開關七、機床自動供料典型裝置舉例圖3-8螺紋機床自動供料裝置八、板材料自動供料和送料裝置1）供料裝置功能：貯料、頂料、吸料、提料、移料和釋料等過程：先將板料放入貯料架內,再由頂料機構把板料提供給吸料器或送料裝置,2）送料裝置將供料裝置送來的板料傳送到加工位置。八、板材料自動供料和送料裝置圖3-9雙貯料式貯料與頂料裝置

1—貯料架2—擋桿3—液壓缸4—吸料器圖3-9雙貯料式貯料與頂料裝置

1—貯料架2—擋桿3—圖3-10

電磁吸盤

1—隔磁環(huán)

2—鐵心

3—線圈圖3-10

電磁吸盤

1—隔磁環(huán)

2—鐵心

3—線圈圖3-11氣動式移料裝置

1—吸盤升降氣缸2—移料氣缸3—活塞桿圖3-11氣動式移料裝置

1—吸盤升降氣缸2—移料氣缸圖3-12斜刃夾持式送料裝置

1—斜楔2—滾輪3—固定斜刃座4—螺桿

5—活動斜刃座6—手柄7—斜刃8—扭簧9—彈簧圖3-12斜刃夾持式送料裝置

1—斜楔2—滾輪3—固定

自動線是指按加工工藝排列的若干臺加工設備及其輔助設備，并用自動輸送系統(tǒng)聯(lián)系起來的自動生產(chǎn)線。在自動線上，工件以一定的生產(chǎn)節(jié)拍，按工藝順序自動地通過各個工作位置，完成預定的工藝過程。本節(jié)只對自動線的輸送系統(tǒng)作簡單介紹。第三節(jié)自動線輸送系統(tǒng) 自動線是指按加工工藝排列的若干臺加工設備及其輔助設備分類帶式輸送系統(tǒng)鏈式輸送系統(tǒng)步伐式傳送帶棍子輸送系統(tǒng)懸掛輸送系統(tǒng)有軌導向小車隨行夾具返回裝置分類帶式輸送系統(tǒng)一、帶式輸送系統(tǒng)帶式輸送系統(tǒng)是一種利用連續(xù)運動且具有撓性的輸送帶來輸送物料的輸送系統(tǒng)。結構組成：有輸送帶、驅動裝置、傳動滾筒、托輥、張緊裝置等。結構形式：一種環(huán)形封閉形式;功能：輸送和承載。一、帶式輸送系統(tǒng)帶式輸送系統(tǒng)是一種利用連續(xù)運動且具有撓性的輸傳動原理：傳動滾筒依靠摩擦力帶動輸送帶運動，輸送帶全長靠許多托輥支承，并且由張緊裝置拉緊。適用范圍：主要輸送散狀物料，但也能輸送單件質量不大的工件；主要用于遠距離輸送。傳動原理：傳動滾筒依靠摩擦力帶動輸送帶運動，輸送帶全長靠許多圖3-13帶式輸送系統(tǒng)

1—上托輥2—工件3—輸送帶4—傳動滾筒5—張緊輪6—下托輥7—電動機8—減速器9—傳動鏈條圖3-13帶式輸送系統(tǒng)

1—上托輥2—工件3—輸送帶1、輸送帶作用：是帶式輸送機的牽引構件及承載構件，用于輸送物料和傳遞動力。材料：橡膠帶、塑料帶、繩芯帶、鋼網(wǎng)帶輸送帶兩端的接頭形式： 機械接頭冷粘接頭 硫化接頭強度 （35%-40%） （70%）（85%-90%）輸送帶的寬度比成件物料的寬度要大50-100mm件貨對輸送帶的比壓應小于5kPa1、輸送帶1.輸送帶橡膠帶強力型普通型輕型井巷型耐熱型表3-4橡膠帶主要品種

品

種帶寬B/mm帶芯強度

[N·(cm·層)-1]工作環(huán)境溫度/°C物料最高

溫度/°C普通型400

500

650

800

1000

1200

1400560-10~+4050耐熱型400

500

650

800

1000

1200

1400560-10~+40120維尼倫芯650

800

1000

1200

14001400

-5~+4050

1.輸送帶橡膠帶表3-4橡膠帶主要品種品

種帶寬B/m2、滾筒及驅動裝置：滾筒分類：傳動滾筒及改向滾筒傳動滾筒的作用：是將驅動裝置的動力，通過摩擦力傳遞給輸送帶的部件。傳動滾筒的結構形式：鋼板焊接結構和鑄焊結構。傳動滾筒表面：有光面（金屬）和膠面兩種形式，膠面的作用是增大傳動滾筒與輸送帶之間的摩擦力。2、滾筒及驅動裝置：改向滾筒的作用改變輸送帶的運行方向或增加輸送帶與傳動滾筒間的圍包角。增加圍包角的作用增加輸送帶與滾筒間的接觸面，使輸送帶與滾筒間不打滑。改向滾筒的作用驅動裝置：輸送機的動力部分組成：電動機、聯(lián)軸器、減速器及傳動滾筒。驅動功率較小時（小于45KW）由電機、剛性聯(lián)軸器、減速機等組成。驅動功率較大時，采用電機、液力耦合器、減速機等組成的驅動單元。電動滾筒：將電動機、減速器及傳動滾筒做成一體。驅動裝置：輸送機的動力部分電動滾筒

圖3-14油浸電動機擺線針輪傳動電動滾筒

1—接線盒2—支座3—端蓋4—筒體5—電動機定子

6—電動機轉子7—軸8—針輪9—擺線輪電動滾筒圖3-14油浸電動機擺線針輪傳動電動滾筒

1—接托輥：作用：在遠距離帶式物料傳送時，為防止物料重力和輸送帶自重造成的帶下垂，而在輸送帶下安置托輥分類：承載托輥、空載托輥、調心托輥承載托輥：用于支撐承載側的輸送帶和物料空載托輥：用于支撐空載載側的輸送帶（回程）調心托輥：用于調整跑偏的輸送帶托輥：結構：由輸送的物料種類決定（平托輥、V型托輥、槽型托輥、梳型托輥等）托輥的數(shù)量：由帶長決定，輸送大件成件物料時上托輥間距應小于成件物料在輸送方向上的尺寸之半，而下托輥間距可取上托輥間距的2倍左右結構：由輸送的物料種類決定（平托輥、V型托輥、槽型托輥、梳型3.托輥圖3-15常見的托輥結構型式

a)平托輥b)V形托輥

c)槽形托輥d)空載平托輥

e)空載梳形托輥f)空載V形托輥g)擋輥式調心托輥

h)擋輥式空載調心托輥

i)擋輥式空載雙輥調心托輥3.托輥圖3-15常見的托輥結構型式

張緊裝置作用：是使輸送帶具有足夠的張緊力，保證輸送帶與傳動滾筒之間不打滑，并限制輸送帶在各托輥間的垂度，使輸送帶正常運行。分類：螺旋張緊裝置、重錘式張緊裝置、車式張緊裝置、固定絞車式張緊裝置等幾種形式。張緊裝置螺旋張緊裝置車式重錘張緊裝置重錘式張緊裝置螺旋張緊裝置車式重錘張緊裝置重錘式張緊裝置4.張緊裝置圖3-16

張緊裝置示意圖4.張緊裝置圖3-16

張緊裝置示意圖二、鏈式輸送系統(tǒng)鏈式輸送機是以鏈條作為牽引和承載體輸送物料。組成：鏈條、鏈輪、電動機、減速器、聯(lián)軸器等工作原理：利用鏈條與鏈輪嚙合傳動進行輸送。鏈條由驅動鏈輪牽引，鏈條下面有導軌，支承著鏈節(jié)上的套筒輥子。貨物直接壓在鏈條上或放在承載托板上，隨著鏈條的運動而向前移動。二、鏈式輸送系統(tǒng)鏈式輸送機是以鏈條作為牽引和承載體輸送物料。第3章物料供輸自動化課件圖3-17鏈式輸送系統(tǒng)

1—電動機2—帶3—鏈輪4—鏈條5—錐齒輪6—減速器圖3-17鏈式輸送系統(tǒng)

1—電動機2—帶3—鏈輪4圖3-18輸送鏈條

a)彎片鏈

b)套筒滾柱鏈

c)焊接鏈

d)可拆鏈

e)履帶鏈

f)齒形鏈1.鏈條

輸送鏈條有套筒滾柱鏈、彎片鏈、叉形鏈、焊接鏈、可拆鏈、履帶鏈、齒形鏈等結構形式。圖3-18輸送鏈條

a)彎片鏈1.鏈條鏈式輸送系統(tǒng)鏈式輸送系統(tǒng)2.鏈輪

鏈輪的基本參數(shù)、齒形及公差、齒槽形狀、軸向齒廓、鏈輪公差等依據(jù)國家標準GB/T8350—2003《輸送鏈、附件和鏈輪》設計。鏈輪齒數(shù)Z：太?。湕l運行平穩(wěn)性變差，而且沖擊、振動、噪聲、磨損加大太大－－機構龐大,步距過大2.鏈輪物料一般通過鏈條上的附件帶動前進，附件可以采用鏈條上的零件擴展而成或是配置二級附件（托架、料斗、運載機構）

套筒滾柱鏈的附件物料一般通過鏈條上的附件帶動前進，附件可以采用鏈條上的零件擴三、步伐式傳送帶

步伐式輸送裝置是組合機床自動線上典型的工件輸送裝置。在加工箱體類零件的自動線以及帶隨行夾具的自動線中，使用非常普遍。功用：它能完成向前輸送和向后退回的往復動作,

實現(xiàn)工件單向輸送。分類：有棘爪式、擺桿式等多種形式。三、步伐式傳送帶1、棘爪式輸送帶當輸送帶向前運動時，棘爪就推動工件移動一個步距；當輸送帶回程時，棘爪被工件壓下，于是繞銷軸回轉而將彈簧拉伸，并從工件下面滑過，待退出工件之后，棘爪又復抬起。1—

輸送帶；2—擋銷；3—銷軸；4—棘爪；5—彈簧；6—工件；7—

支承滾子71、棘爪式輸送帶當輸送帶向前運動時，棘爪就推動工件移動一個步1、棘爪式傳送帶

圖3-20棘爪步伐式傳送帶

1—首端棘爪2—中間棘爪3—末端棘爪4—上側板5—下側板6—連板7