物料供输自动化

物料供输自动化物流的发展与定义2001年8月1日，国家标准《物流术语》正式实施。在国家标准《物流术语》中，物流(Logistics)被定义为“物品从供应地向接收地的实体流动过程，并根据实际需要，将运输、储存、装卸、包装、流通加工、配送、信息处理等基本功能实施有机结合。”现代物流现代物流是在传统物流的基础上，运用先进的计算机电子技术和先进的网络信息技术，以及诸如供应链管理等先进的管理方法，综合组织物流中的各环节，把制造、运输和销售等环节统一起来管理，使物流资源得到最有效的利用，以平衡物流的服务优势和服务成本，以期使用户得到最大的满足。（一）现代物流系统的主要特点（1）采用现代化的物流装备（2）计算机管理（3）系统化与集成化（二）现代物流系统的基本构成（1）管理层——有较高的智能（2）控制层——有较好的实时性（3）执行层——有较高的可靠性物流系统物流系统的作用：将制造系统中的物料（如毛坯、半成品、成品、工夹具等）及时地输送到有关设备或仓储设施处。物流系统的目的：实现物资的空间效益和时间效益，在保证社会再生产进行的前提条件下，实现各种物流环节的合理衔接，并取得最佳的经济效益。物流：物料的流动过程物流按性质分类工件流物流工具流配套流原材料半成品成品刀具夹具托盘辅助材料备件等物流系统的功能1.存储功能：不处在加工和使用状态的物料需要存储和缓存2.输送功能：完成物料在各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3.装卸功能：加工设备及辅助设备的上下料的自动化，提高劳动生产率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效的识别和管理物流系统的组成及分类(1)单机自动供料装置完成单机自动上下料任务，由储料器、隔料器、上料器、输料槽、定向定位装置等组成。2)自动线输送系统完成自动线上物料输送任务，由各种连续输送机、通用悬挂小车、有轨导向小车及随行夹具返回装置等组成。(3)FMS物流系统完成FMS物料的传输，由自动导向小车、积放式悬挂小车、积放式有轨导向小车、搬运机器人、自动化仓库等组成。物流系统应满足的要求（1）应实现可靠、无损伤和快速地物料（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）物流系统应具有课扩展性、人性化和智能化。组成主要作用料斗式料仓式料斗接受、储存成堆散乱的工件必有无定向机构使成堆散乱的工件定向排列必有无料道靠自重将工件自定向机构运送到储料仓，或作工序间运送工件有可能有料仓储存已定向的工件，调剂供求平衡有必有隔料器隔离单个工件，使之逐渐给料有有上料机构把已定向的工件按一定的生产节拍和位置运装到工作地点去必有必有剔除器剔除定向不正确或多余的工件可能有无搅拌器搅拌工件，防止工件堵塞可能有一般无安全装置当发生故障时自动停止可能有一般无驱动装置带动定向机构或其它部分运转有有一、自动供料装置的分类和组成按工件的种类及结构分类，可分为棒料供料装置；件料供料装置；卷料供料装置；板料供料装置。第二节自动供料装置结构二、件料供料装置特点和应用范围1.料斗式自动供料装置2.料仓式半自动供料装置三、自动供料装置使用特点1.供料装置的构造应尽可能简单可靠，并避免因夹紧位置不正确或送料长度不足等原因产生废品或发生事故。2.供料装置应有一定的调整范围。3.满足工件的一些特殊要求，例如对一些轻薄零件或易碎的零件，其夹紧卡爪应采用较软的材料且夹紧力应能进行调整，以保证夹持工件变形小和不破碎。第二节自动供料装置结构四、定向机构定向机构的工作方法1）.抓取法定向机构通过运动抓取工件的一些特殊表面如凸肩、内孔、凹槽等，使之定向排列。2）.型孔选取法利用定向机构上一定形状尺寸的孔穴进行筛选分离，只有与型孔位置及形状一致的工件，才能通过而获得定向排列。3）.剔除法在工件的运行过程中，利用工件尺寸外形差别或位置不同来剔除定向不正确的工件。图3-2所示为常见的机床自动供料装置。其工作原理为：工件由工人装入料仓1，机床进行加工时，上料器3推到最右位置，隔料器2被上料器3的销钉带动逆时针旋转，其上部的工件便落入上料器3的接收槽中。当工件加工完毕，弹簧夹头4松开，推料干6将工件从弹簧夹头4中顶出，工件随即落入出料槽7中。送料时，上料器3向前移动将工件送到主轴前端并对准弹簧夹头4，随后上料杆5将工件推入弹簧夹头4内。弹簧夹头4将工件夹紧后，上料器3和上料杆5向后退出，工件开始加工。当上料器3向前上料时，隔离器2在弹簧8作用下顺时针旋转到粮仓下方，将工件拖住以免落下。图中的料仓、隔离器和上料器属于自动供料机构，且垂直于机床主轴布置，其他部件属于机床机构。一、料仓的结构形式二、料斗是盛装工件的容器三、输料槽有很多结构形式，如图所示：五、工件的二次定向机构有些外形复杂的工件，不可能在料斗内一次定向完成，因此需在料斗外的输料槽中进行二次定向。常用的二次定向机构如下图所示。其中图a适用于重心偏置的工件，工件向前送料的过程中，只有工件较重端朝下落入输料槽；图b适用于一端开口的套类工件，只有开口向左的工件，利用钩子的作用，工件改变方向落入输料槽，开口向右的工件推开钩子返回料斗；图c适用于重心偏置的盘类工件，工件向前运动经过缺口时，如果重心偏向缺口一侧，则翻转落入料斗；如果重心偏向无缺口一侧，工件继续在输料槽内向前运动；图d适用于带肩轴类工件，工件在运动过程中自动定向成大端向上的位置。六、供料与隔料机构供料和隔料机构的功用是定时地把工件逐个输送到机床加工位置，为了简化机构，一般将供料与隔料机构设计成一体的。下图是典型的供料与隔料机构。图a适用于往复运动式供料与隔料机构，适用于轴类、盘类、环类、球类工件，供料与隔料速度小于150件/min；图b为摆动往复式供料与隔料机构，适用于短轴类、环类、球类工件，供料与隔料速度在150~200件/min之间；图c为回转运动式供料与隔料机构，适用于盘类、板类工件，供料与隔料速度大于200件/min,且工件平稳；图d为回转运动连续式供料与隔料机构，适用于小球、轴类、环类工件，供料与隔料速度大于200件/min。板材料自动供料装置板料的自动供料装置一般应具有贮料，顶料，吸料，提料，移料和释料等功能，它的作用是把板料输送到加工设备的送料装置上。供料装置的过程是先将板料放入贮料架内，再有顶料机构把板料提供给吸料器。板材料自动送料装置送料装置的作用是将供料装置送来的板料传送到加工位置。自动线输送系统自动线是指按加工工艺排列的若干台加工设备及其辅助设备，并用自动输送系统联系起来的自动生产线。在自动线上，工件以一定的生产节拍，按工艺的顺序自动地通过各个工作位置，完成预定的工艺过程。自动线输送系统简述带式输送系统链式输送系统步伐式传送带辊子输送系统悬挂输送系统有轨导向小车随行夹具返回装置自动输送系统一带式输送系统带式输送系统是一种利用连续运动且具有挠行的传送带来输送物料的输送系统如图所示，它主要有输送带、驱动装置、传动滚筒、托辊、张紧装置组成。重要组成部件的作用输送带：输送带是一种环形封闭形式，它具有输送和承载两种功能，根据输送系统的物料不同，输送带的材料可以采用橡胶带、塑料带、绳芯带等；传送滚筒：它是依靠摩擦力带动输送带运动，在输送带全长靠许多托辊支撑，并且有张紧装置拉紧。托辊和张紧装置托辊：带式输送系统常用于远距离物料输送，为了防止物料重力和输送带自重造成的带下垂，须在输送带下安置许多托辊。张紧装置：张紧装置的作用是使输送带产生的一定预张力，避免带在传动滚筒上打滑；同时控制输送带在托辊间的挠度，以减小输送阻力。带式输送系统传动的优缺点优点：（1）适用于两轴中心距较大的场合（2）传动具有良好的弹性和稳定（3）过载时候出现打滑可防止损坏其它零件缺点（1）机械效率不高（2）传动比不容易控制二链式输送系统如图所示，链式输送系统由链条、链轮、减速器、联轴器等组成。链式传动系统的特点链传动适应于长距离输送但是要增加张紧装置和链条支撑导轨。在链传动系统中链条对链条要求十分严格，一般的将输送链的节距设计成普通传动链的2倍或者3倍以上，这样可以减轻链条质量减少铰链个数，提高输送性能。链式传动系统适用于两轴中心距较大的情况下的传动，造价较低。三步伐式传送带式传送带有棘爪式和摆杆式等多种形状。棘爪式传送带能够完成向前输送和向后退回的往复动作，实现工步伐件单向输送。传送带在输送速度较高时容易导致工件的惯性滑移，为保证工件终止位置准确，运行速度不能太快。四辊子输送系统辊子输送是利用辊子的转动来输送工件的输送系统，它一般分为无动力辊子输送和动力辊子输送两类。无动力辊子输送系统是依靠工件的自重或人的推力来实现向前输送，自重式则沿着输送方向略向下倾斜动力辊子输送系统由驱动装置通过齿轮、链轮、或带传动使辊子转动依靠辊子和工件之间的摩擦力实现工件的输送。六有轨导向小车有轨导向小车（RGA)是依靠设在地面上的轨道进行导向的输送系统。有轨导向小车的工作原理链式牵引的有轨导向小车有轨导向小车优缺点及应用优点：移动速度大，加速性能好，承载能力大缺点：铺设轨道不宜改动，柔性差，车间空间利率低，噪声大。应用：有轨电车，工业，运输等方面随行夹具返回装置为了保证工件在各工位的定位精度或结构复杂无可靠运输基面工件的传输，一般先将工件先定位加紧在随行夹具上，工件和随行夹具一起传输，这样随行夹具必须返回到原始位置。随行夹具返回装置分上方返回，下方返回，水平返回三种随行夹具返回装置的工作原理及分析随行夹具的图示及分析上方返回的随行夹具返回装置如上图所示，随行夹具2在自动线的末端用提升装置3提升到机床上方后，靠自重经一条倾斜的轨道4返回到自动线的始端，然后用下降装置5降至运送带上。一、物流输送形式物流输送系统是为FMS服务的，它决定着FMS的布局和运行方式。常见的物流输送形式有：1.直线型输送形式2.环型输送形式3.网络型输送形式4.机器人为中心的输送形式典型的物流基本回路：1.直线型输送形式用途：适用于按照规定顺序从一个工作站到下一个工作站的工件输送，其线内储存量较小，需配合中央仓库及缓冲站。特点：输送设备作直线运动，输送线两侧布置加工设备和装卸站2.环型输送形式特点：加工设备和辅助设备布置在封闭的环型输送线的内外侧。可增加支线作为储存或改变输送线路之用，不设置中央仓库，便于实现随机存取。应用范围较广输送设备：连续输送机、输送小车、悬挂输送机3.网络型输送形式特点：输送设备通常采用自动导向小车，加工设备敞开性好，物料输送灵活。线内储存量较小，需配合中央仓库及托盘自动交换器。4.机器人为中心的输送形式特点：以搬运机器人为中心，加工设备布置在机器人搬运范围内的圆周上。用途：适用于加工各类回转体零件的FMS中。1—车削中心2—数控铣床3—数控钻床4—缓冲站5—加工中心6—机器人二、托盘及托盘交换器1.托盘2.托盘交换器（1）回转式托盘交换器（2）往复式托盘交换器1.托盘在FMS中，工件一般安装在组合夹具上，而组合夹具又被安装在托盘上，因而托盘是工件和夹具的承载体。当工件在机床上加工时，托盘成为机床工作台并支撑工件；运输时,托盘又承载着工件和夹具在机床之间进行传送。托盘是一种工件和机床之间的硬件接口。在同一个FMS之间的所有机床，不管各自的形式如何，都必须采用这种统一的接口，使各台机床连接成为一个整体系统，这就要求系统中的所有托盘采用同一种结构形式。托盘结构：有箱式、板式等。托盘的上表面：有便于夹具安装的T型槽、矩阵螺孔，托盘的下表面：有供在机床工作台上定位的基面和输送基面，其在机床工作台上定位通常是采用锥面定位。1—托盘导向面2—侧面定位块3—安装锁定机构的螺孔4—工件安装面5—中央孔6—托盘搁置面7—托盘支撑面8—工件或夹具的固定孔9—托盘夹紧面10—托盘定位面（1）回转式托盘交换器当机床加工完后，交换器从机床工作台移出装有工件的托盘，将加工好的工件和托盘移至回转