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1物料供输自动化2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3一、物料供输自动化概述物流系统组成实例（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属于物流系统？如果是上下料机器人呢？4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。5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效的识别和管理，通过控制及调度子系统完成。6物料供输系统的组成与分类▲物流供输系统的组成7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。8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：完成单机自动上下料任务包括储料器、隔料器、上料器、输料槽、定向定位装置等2.自动线输送系统：完成自动线上物料输送任务包括各种连续输送机、通用悬挂小车、有轨导向小车及随行夹具返回装置等3.FMS物流系统：完成FMS物料的传输包括自动导向小车、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•零库存的含义：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“零”,即不保持库存。•零库存的提出？日本丰田汽车公司首先采用的准时生产（Justintime，JIT）系统，它的基本思想就是通过严格管理，杜绝生产待工、多余劳动、不必要搬运、加工不合理、不良品返修等方面的浪费，达到零故障、零缺陷、零库存。JIT四个要素（目标）：废品量最低（零废品）：JIT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水平库存量最低（零库存）：JIT认为，库存是生产系统设计不合理、生产过程不协调、生产操作不良的证明准备时间最短（零准备时间）：准备时间长短与批量选择相联系，如果准备时间趋于零，准备成本也趋于零，就有可能采用极小批量生产提前期最短：短的生产提前期与小批量相结合的系统，应变能力强、柔性好零库存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，由最后一道工序开始，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以准时生产为出发点，首先暴露出生产过量和其他方面的浪费，然后对设备、人员等进行淘汰、调整，达到降低成本、简化计划和提高控制的目的。自动化物料输送系统15二、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。16料仓式储料器——螺栓料仓17图4—4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。18特点：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，然后由送料机构将工件逐个送到机床夹具中去。结构比较简单，工作可靠性较强，需要拱形消除机构：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料仓的结构形式19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20自重式特点：占地面积大、容量大适用：盘、环类零件自重式特点：容量大、结构简单、易出现堵塞，需拱形消除机构。适用：中小型的轴、盘、环类零件螺旋式料斗式21外力作用式特点：重锤式推力恒定适用：易于仓壁粘附的小零件重锤垂直压送式重锤垂直压送式22外力作用式特点：弹簧式推力不稳定，容量小适用：小型环类．板状及轴类坯件外力作用式特点：用胶带组成V型槽，利用工件与胶带见得摩擦力送料，容量大，输送平稳，适用：环．轴类坯件扭力弹簧式胶带式23外力作用式特点：链条传输、可连续或间歇传输工件、容量大适用：各种坯件外力作用式特点：同步齿形带传输，容量小适用：小型环类．轴类坯件链条式同步带式24拱形消除机构拱形消除机构一般采用仓壁振动器。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。振动器振动频率一般为1000-3000次/min。当料仓中物料搭拱处的仓壁振幅达到0.3mm时，即可达到破拱效果。在料仓中安装搅拌器也可消除拱形堵塞。拱形消除器a)摆动杠杆式b)凸轮式c)电磁振动式1—拱形消除器2—料仓3—工件25料斗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排列，并按一定的生产节拍把工件送到机床夹具中去。没有完成定向的工件在出口处被分离送回料斗重新定向，或由二次定向机构再次定向。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机床的生产率。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26料斗的结构及技术特性27料斗的结构及技术特性28•各种料斗装置的平均生产率可用下式表示：•Q平均＝ZPnK（件／分）•式中Z—定向机构中取料构件数；•P―每一取料机构能同时抓取的工件数；•n—定向机构每分钟工作循环数（转／分或双行程／分）；•K—取料构件的充实系数。29对于用钩、销、成形孔槽实现定向的料斗，P＝1，每一取料机构能同时抓取的工件数为1。Q平均＝ZnK（件／分）对于扇形块、滑块或其它槽隙定向机构，Z＝1，定向机构中取料构件数为1。Q平均＝PnK（件／分）30•工件滚动（回转件）时：•取料机构Z=1•每次能取P=L/dQ平均＝nLK/d（件／分）•工件滑动时：•Z=1P=L/lQ平均＝nLK/l（件／分）•往复推板式料斗•1-轴•2-销轮•3-推板•4-固定料斗•5-工件•6-料道31作用：是将工件从料仓（或料斗）输送到上料机构中，有时还兼有贮料的作用。分类：按其外部形状，有直线型、曲线形和螺旋型等型式按工件在输送时的运动状态，有滚道式和滑道式输料槽等。按工件的输送方式，自流式（靠工件自重输送）半自流式或强制运动式输料槽32二次定向机构将在料斗中未能完成定向的工件（例如一些外形复杂的工件）在料斗外的输料槽中实现二次定向。工件钩子适用于重心偏置的工件，只有当工件较重端朝下才能落入输料槽适用于一端开口的套类工件，只有开口向左的工件才能被钩子改变方向落入输料槽，开口向右的工件推开钩子自行落入输料槽33二次定向机构将在料斗中未能完成定向的工件（例如一些外形复杂的工件）在料斗外的输料槽中实现二次定向。适用于重心偏置的盘类工件，在重心偏置的一侧开口，工件经过时将会侧翻落入输料槽或料斗。适用于带肩轴的工件，自动定向成大端向上。34二次定向机构35供料与隔料机构功能：定时地将工件逐个输送到机床加工位置分类：往复运动式：速度小于150件/min摆动往复式：速度在150-200件/min回转运动式：速度大于200件/min回转运动连续式：速度大于200件/mina往复运动式供料与隔离机构，用于轴、盘、环、球类工件。b摆动往复式供料与隔离机构，用于短轴、环、球类工件。36供料与隔料机构c回转运动式供料与隔离机构用于盘类、板类类工件。d回转运动连续式供料与隔离机构用于短轴、环、小球类工件。37机床自动供料典型装置实例案例一螺纹机床的自动供料上料机械手顺时针摆动触发到挡块2时，机械手上的夹持器9张开，机械手继续顺时针摆动一定角度，机械手上的摆杆1压下碰杆4，隔料器5转动，工件滚入机械手夹持器中。与此同时，下料机械手转至机床加工位置，夹持已完成的工件。图4—10螺纹机床自动供料装置1—摆杆2—挡铁3—螺钉4—碰杆5—隔料器6—齿轮7—摆轴8—活塞9—夹持器10—扭簧11—料道12—液压缸13—限位销14—弹簧15—微动开关上料机械手与下料机械手逆时针摆动（回摆），完成上料与下料38机床自动供料典型装置实例案例二板材加工机床的自动供料与送料1）供料装置——功能：贮料、顶料、吸料、提料、移料和释料等；——作用：是把板料输送到送料装置上；——过程：是先将板料放入贮料架内,再由顶料机构把板料提供给吸料器（机械手上的吸盘），吸料器吸料、移料、释料完成供料。图4—11贮料与顶料装置1—贮料架2—挡杆3—液压缸4—吸料器5—板料392）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。图4—14斜刃夹持式送料装置1—斜楔2—滚轮3—固定斜刃座4—螺杆5—活动斜刃座6—手柄7—斜刃8—扭簧9—板料10—弹簧40机床自动供料典型装置实例车床自动上下料41机床自动供料典型装置实例各种自动上下料实例42机床自动供料典型装置实例机械手冲床自动送料43物料供输自动化概述单机自动供料装置物流，物流系统的定义；物流系统的组成料仓（自重式、外力式；拱形消除机构）、料斗（自动定向、二次定向机构、平均供货率）上次课内容回顾44自动线物料输送系统柔性物流系统带式输送系统；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；随行夹具返回装置物流输送形式（布局）；托盘及托盘交换器；自动导向小车；自动化仓库本课内容45三、自动线物料输送系统▲什么是自动线——指按加工工艺排列的若干台自动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。▲自动线输送系统的特点——在自动线上，工件以一定的生产节拍，按工艺顺序自动地通过各个工作位置，完成预定的工艺过程。工件输送装置是自动线中最重要和最富有代表性的辅助设备，它将被加工工件从一个工位传送到下一工位，为保证自动线按生产节拍连续地工作提供条件，并从结构上把自动线的各台自动机床联系成为一个整体。46带式输送系统链式输送系统步伐式输送系统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47带式输送系统图4—15带式输送系统1—上托辊2—工件3—输送带4—传动滚筒5—张紧轮6—下托辊7—电动机8—减速器9—传动链