67机械制造自动化技术物料供输自动化.ppt

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1、1 物流系统是机械制造系统的重要组成部分之一，它的作用是将制造系统中的物料（如毛坯、半成品、成品、工夹具等）及时、准确地输送到指定位置（如有关设备或仓储设施处。）物流系统功能描述 实际上，从原材料入厂，经冷热加工、装配、检验、包装直到产品出厂，机加工时间仅占总时间的5%左右，物料处于等待和运输的时间则占95%左右，物料运输与存储费用占整个产品加工费用的30%40%。优化物流系统对提高生产率，降低成本的作用2一、物料供输自动化概述物流系统组成实例物流系统组成实例（1）带式输送子系统（2）回转传输子系统 （3）控制及调度子系统 为什么机床和装配机器人不为什么机床和装配机器人不属于物流系统？属于物流

2、系统？如果是上下料机器人呢？如果是上下料机器人呢？3物流系统及其功用物流系统及其功用 什么是物流？ 物料的流动过程 物流的分类 工件流、工具流、配套流 物流系统 是指工件流、工具流、配套流的移动与存储。 物流系统的功用 主要完成物料的存储、输送、装卸、管理等功能。4物流系统及其功用物流系统及其功用物料系统的功能（1）存储功能 用于存储或缓存物料，如货架，刀库，此时物料处于等待状态。（2）输送功能 完成物料在不同工作地点之间的传输，满足制造工艺过程和处理顺序的需求，如传送带。（3）装卸功能 实现加工设备及辅助设备上、下料的自动化。（4）管理功能 物料在输送过程中是不断变化的，因此需要对物料进行有

3、效的识别和管理，通过控制及调度子系统完成。5物料供输系统的组成与分类物料供输系统的组成与分类 物流供输系统的组成6连续输送装置连续输送装置 运输设备固定在输送线路上，其运输距离与运输机长度相同，设备一经开动就连续运行，将物料不断从装载地点运输到卸载地点，适用于运输量大，运输线路不变或少变的场合，主要用于各种自动化生产线。7间歇输送装置间歇输送装置 运输设备在运行区间内，作往返式周期性（间歇式）运行。运输线路可不固定、运输作业的服务面大，工作灵活，可以从任何地点任何时间把物料从一个地点搬运到另一个地点。 其类型主要是各种车辆运输设备和起重搬运设备。 物流供输系统的分类1. 单机自动供料装置：单机

4、自动供料装置： 完成单机完成单机自动上下料任务自动上下料任务 包括包括储料器、隔料器、上料器、输料槽、定向定储料器、隔料器、上料器、输料槽、定向定位装置等位装置等2. 自动线输送系统：自动线输送系统： 完成自动线上完成自动线上物料输送任务物料输送任务 包括包括各种连续输送机、通用悬挂小车、有轨导向各种连续输送机、通用悬挂小车、有轨导向小车及随行夹具返回装置等小车及随行夹具返回装置等3. FMS物流系统：物流系统： 完成完成FMS物料的传输物料的传输 包括包括自动导向小车、积放式悬挂小车、积放式有自动导向小车、积放式悬挂小车、积放式有轨导向小车、搬运机器人、自动化仓库等轨导向小车、搬运机器人、自

5、动化仓库等 1）应实现可靠、无损伤和快速地物料流动；2）应具有一定的柔性，即灵活性、可变性和可重组性；3）实现“零库存”生产目标；4）采用有效的计算机管理，提高物流系统的效率，减少建设投资；5）物流系统应具有可扩展性、智能化。 物流系统应满足的要求物流系统应满足的要求 零库存的含义零库存的含义：以仓库储存形式的某种或某些种物：以仓库储存形式的某种或某些种物品的储存数量很低的一个概念，甚至可以为品的储存数量很低的一个概念，甚至可以为“零零”,即即不保持库存不保持库存。 零库存的提出？零库存的提出？日本丰田汽车公司首先采用的日本丰田汽车公司首先采用的准时生产准时生产（Just in time，JI

6、T）系统，它的基本思想就是）系统，它的基本思想就是通过严格管通过严格管理，杜绝理，杜绝生产待工、多余劳动、不必要搬运、加工生产待工、多余劳动、不必要搬运、加工不合理、不良品返修不合理、不良品返修等方面的浪费等方面的浪费，达到，达到零故障、零故障、零缺陷、零缺陷、零库存零库存。JIT四个要素（目标）：四个要素（目标）： 废品量最低废品量最低（零废品零废品）：）：JIT要求消除各种引起不合要求消除各种引起不合理的原因，在加工过程中每一工序都要求达到最高理的原因，在加工过程中每一工序都要求达到最高水平水平 库存量最低库存量最低（零库存零库存）：）：JIT认为，库存是生产系统认为，库存是生产系统设计不

7、合理、生产过程不协调、生产操作不良的证设计不合理、生产过程不协调、生产操作不良的证明明 准备时间最短准备时间最短（零准备时间零准备时间）：准备时间长短与批）：准备时间长短与批量选择相联系，如果准备时间趋于零，准备成本也量选择相联系，如果准备时间趋于零，准备成本也趋于零，就有可能采用极小批量趋于零，就有可能采用极小批量 生产提前期最短生产提前期最短：短的生产提前期与小批量相结合：短的生产提前期与小批量相结合的系统，应变能力强、柔性好的系统，应变能力强、柔性好 零库存零库存也就是追求一种无库存，或库存达到最小的也就是追求一种无库存，或库存达到最小的生产系统。具体而言，在这种管理方式下，由生产系统。

8、具体而言，在这种管理方式下，由最后最后一道工序开始一道工序开始，依次向上一道工序传递信息、领取依次向上一道工序传递信息、领取零部件，而每一道工序只生产补充下道工序所领取零部件，而每一道工序只生产补充下道工序所领取的相同数量的零部件。的相同数量的零部件。每道工序不能出现废品 零库存生产方式零库存生产方式以以准时生产准时生产为出发点，首先为出发点，首先暴露暴露出生产过量和其他方面的出生产过量和其他方面的浪费浪费，然后对设备、人，然后对设备、人员等进行员等进行淘汰、调整淘汰、调整，达到，达到降低成本、简化计划降低成本、简化计划和和提高控制提高控制的目的。的目的。自动化物料输送系统自动化物料输送系统1

9、4二、单机自动供料装置 供料方式人工供料与自动供料 自动供料装置的组成 储料器、输料槽、定向定位装置和上料器组成。 料仓与料斗的区别案例：螺栓料仓 料斗式储料器只需将工件倒入料斗，由料斗自动完成定向。 料仓式储料器需人工将工件按一定方向摆放在仓内； 料仓和料斗一般用于存储小型工件，较大型工件可用机械手完成供料。15料仓式储料器螺栓料仓16图44 机床自动供料装置1料仓 2隔料器 3弹簧4自动停车装置 5上料器6出料槽 7推料杆8弹簧夹头9上料杆自动上料：工人将工件装入料仓1，上料器5右移，带动隔料器2逆时针旋转，工件落入上料器5的接受槽中。上料器5左移，将工件送到弹簧夹头8，上料杆9将工件推送

10、入弹簧夹头8内，工件被夹紧，上料器5和上料杆9退回，工件开始加工。自动出料：工件加工完毕，弹簧夹头8松开，推料杆7将工件顶出，工件落入出料槽。17特点：特点： p不能使工件自动定向，需要人工定时将一批工件按不能使工件自动定向，需要人工定时将一批工件按照一定的方向和位置，顺序排列在料仓中，然后由照一定的方向和位置，顺序排列在料仓中，然后由送料机构将工件逐个送到机床夹具中去。送料机构将工件逐个送到机床夹具中去。p 结构比较简单，工作可靠性较强，结构比较简单，工作可靠性较强，需要拱形消除机构：需要拱形消除机构：仓壁振动器或搅拌机；防止料仓壁振动器或搅拌机；防止料斗中的工件形成拱形面而阻塞斗中的工件形

11、成拱形面而阻塞料仓的结构形式料仓的结构形式18料仓的结构形式料仓的结构形式 由于工件的重量和形状尺寸变化较大，因此料仓结构设计没有固定模式。一般我们把料仓分成自重式和外力作用式两种结构。螺旋式料斗式重锤垂直压送式重锤水平压送式自重式外力式19l自重式自重式l特点：特点：占地面积大、占地面积大、容量大容量大l适用：适用：盘、环类零件盘、环类零件l自重式自重式l特点：特点：容量大、结构简单、容量大、结构简单、易出现堵塞，需拱形消除机易出现堵塞，需拱形消除机构。构。l适用：适用：中小型的轴、盘、中小型的轴、盘、环类零件环类零件螺旋式料斗式20l外力作用式外力作用式l特点：特点：重锤式推力恒定重锤式推

12、力恒定l适用：适用：易于仓壁粘附的小零件易于仓壁粘附的小零件重锤垂直压送式重锤垂直压送式21l外力作用式外力作用式l特点：特点：弹簧式推力不弹簧式推力不稳定，容量小稳定，容量小l适用：适用：小型环类板小型环类板状及轴类坯件状及轴类坯件l外力作用式外力作用式l特点：特点：用胶带组成用胶带组成V型槽，型槽，利用工件与胶带见得摩擦力利用工件与胶带见得摩擦力送料，容量大，输送平稳，送料，容量大，输送平稳，l适用：适用： 环环 轴类坯件轴类坯件扭力弹簧式胶带式22l外力作用式外力作用式l特点：特点：链条传输、链条传输、可连续或间歇传输工可连续或间歇传输工件、容量大件、容量大l适用：适用：各种坯件各种坯件

13、l外力作用式外力作用式l特点：特点：同步齿形带传输，容同步齿形带传输，容量小量小l适用：适用：小型环类轴类坯件小型环类轴类坯件链条式同步带 式23拱形消除机构拱形消除机构 拱形消除机构一般采用拱形消除机构一般采用仓壁振动器仓壁振动器。仓壁振动器使仓。仓壁振动器使仓壁产生局部、高频微振动，破坏工件间的摩擦力和工件与仓壁产生局部、高频微振动，破坏工件间的摩擦力和工件与仓壁间的摩擦力，从而保证工件连续地由料仓中排出。壁间的摩擦力，从而保证工件连续地由料仓中排出。振动器振动器振动频率一般为振动频率一般为1000-3000次次/min 。当料仓中物料搭拱处的。当料仓中物料搭拱处的仓壁振幅达到仓壁振幅达到

14、0.3mm时，即可达到破拱效果。在料仓中安装时，即可达到破拱效果。在料仓中安装搅拌器搅拌器也可消除拱形堵塞。也可消除拱形堵塞。 拱形消除器拱形消除器a)a)摆动摆动杠杆式杠杆式 b)b)凸轮式凸轮式 c)c)电磁振动式电磁振动式 1 1拱形消除器拱形消除器2 2料仓料仓3 3工件工件24料斗料斗 工人将单个工件成批地任意倒进料斗后，工人将单个工件成批地任意倒进料斗后，料斗中的定向机构料斗中的定向机构能将杂乱堆放的工件进行自动定向能将杂乱堆放的工件进行自动定向，使之按规定的方位整齐，使之按规定的方位整齐排列，并按一定的生产节拍把工件送到机床夹具中去。排列，并按一定的生产节拍把工件送到机床夹具中去

15、。 没有完成定向的工件在出口处被分离没有完成定向的工件在出口处被分离送回料斗重新定向送回料斗重新定向，或，或由由二次定向机构二次定向机构再次定向。再次定向。 那么料斗的供货率会发生变化，应使那么料斗的供货率会发生变化，应使料斗的平均供货率大于料斗的平均供货率大于机床的生产率机床的生产率。 l 适用于工件外形比较简单、体积和重量都比较小，而且生产适用于工件外形比较简单、体积和重量都比较小，而且生产节拍短、要求频繁上料的场合节拍短、要求频繁上料的场合25料斗的结构及技术特性26料斗的结构及技术特性27 各种料斗装置的平均生产率可用下式表示：各种料斗装置的平均生产率可用下式表示： Q平均平均ZPnK

16、（件分）（件分） 式中式中 Z定向机构中定向机构中取料构件数取料构件数； P每一取料机构能每一取料机构能同时抓取的工件数同时抓取的工件数； n定向机构每分钟工作循环数（转分定向机构每分钟工作循环数（转分 或双行程分）；或双行程分）； K取料构件的充实系数。取料构件的充实系数。28l对于用钩、销、成形孔槽实现定向的料斗对于用钩、销、成形孔槽实现定向的料斗，P1，每一取料机构能每一取料机构能同时抓取的工件同时抓取的工件数为数为1。 Q平均平均ZnK（件分）（件分）l对于扇形块、滑块或其它槽隙定向机构，对于扇形块、滑块或其它槽隙定向机构，Z1，定向机构中定向机构中取料构件数为取料构件数为1。 Q平均平均PnK（件分）（件分）29工件滚动（回转件）时：工件滚动（回转件）时：取料机构取料机构Z=1 每次能取每次能取P= L/dQ平均平均nLK / d（件分）（件分）工件滑动时：工件滑动时：Z=1 P= L/lQ平均平均nLK / l（件分）（件分）往复推板式料斗往复推板式料斗1-轴轴2-销轮销轮3-推板推板4-固定料斗固定料斗5-工件工件6-料道料道30作用：作用：是将工件从料仓（或料斗）输送到