现代物流系统工程与技术第九章物流系统自动化

第九章物流系统自动化本章将较全面介绍物流装备的概念、分类和特点，阐述各类装备的基本知识。对于合理选用设备，充分发挥其效能，提高物流系统的自动化程度具有一定的意义。2007.6第九章物流系统自动化第一节概述物流设备是指用于储存、装卸搬运、运输包装、信息采集和处理等物流活动的设备总称。这些设备按其功能可划分为输送设备、装卸搬运设备、包装设备、储存分拣设备、信息采集与处理设备、集装单元设备等。现代物流的发展对物流装备提出新的要求：现代物流需要有完善、健全的物流网络体系，网络上结点和结点间的物流活动保持系统性、一致性，要求整个物流网络配合协调，快速的运输，灵活的配送，最优的库存，最快的商品周转，使物流服务快速化、现代化和集成化。第九章物流系统自动化第二节物料搬运、输送设备物料的搬运是指在同一场所范围内的、以改变物料的存放（支撑）状态（及狭义的装卸）和空间位置（既狭义的搬运）为主要目的的活动，即对物料、产品、零部件或其他物品进行搬上、卸下、移动的活动。输送设备是在一定的线路上，沿同一方向连续不断地输送物料的一种搬运设备。常见的输送设备有辊式、链式、轮式、带式、悬挂式等多种形式。物料输送、搬运在生产领域各个生产环节中起着相互连接与转换作用，使生产能连续正常进行。第九章物流系统自动化物料搬运的一般原则有：1.保持或提高物料的搬运活性。2.减少环节，简化作业流程，实现物流合理化。3.以满足生产工艺的需要为前提，充分发挥机械设备的利用率。4.实现机械化、自动化的原则。5.贯彻系统化、标准化原则。第九章物流系统自动化一、连续输送设备输送机是物流系统作业中重要的且必不可少的设备，其特点在于：生产率高，设备简单，操作方便。一定类型的连续输送机只适合输送一定的物品，只能沿着一定路线定向输送，在使用上有一定的局限性。按结构形式的分类方法分，连续输送机分为三大类：具有挠性牵引构件的和不具有挠性牵引构件的连续输送机以及液体输送装置（管道输送）。第九章物流系统自动化（一）带式输送装置通用带式输送机第九章物流系统自动化主要由输送带、支撑托辊、张紧装置、驱动装置、改向装置、装料装置、卸料装置、机架等装置组成。第九章物流系统自动化气垫槽式带式输送机第九章物流系统自动化带式输送机典型布置形式第九章物流系统自动化圆管带式输送机第九章物流系统自动化波状挡边带式输送机1卸料漏斗；2—头部护罩；3—传动滚筒；4—清扫器；5—挡边带；6—凸弧段机架；—7压带轮；8—挡轮；9—中间机架；10—中间架支腿；11—上托辊；12—凹弧段机架；13—改向滚筒；14—下托辊；15—导料槽；16—空段清扫器；17—尾部辊轮；18—尾架；19—拉紧装置。第九章物流系统自动化波状档边输送带第九章物流系统自动化（二）链式输送机链式输送机由链条、链轮，以及电动机、减速器、联轴器等组成。长距离输送时，还应附加张紧装置和链条支撑导轨，有关电动机、减速器、联轴器的选用与带输送机相同。第九章物流系统自动化链式输送机结构原理图1—电动机；2—平带；3—链轮；4—链条；5—锥齿轮；6—减速器。第九章物流系统自动化1.埋刮板式输送机链式输送机的形式有平板式输送机、刮板式输送机、斗式提升机、埋刮板式输送机等，其中埋刮板式输送机主要由封闭的壳体（机槽）、刮板链条、驱动装置及张紧装置等部件组成，可以水平、倾斜和垂直输送物料。第九章物流系统自动化埋刮板式输送机a)水平型b）z型c）刮板链条1—张紧段；2—加料段；3—水平段；4—刮板链条；5—头部；6—弯曲段；7—垂直中间段；8—上回转段。第九章物流系统自动化常用的链条类型a）模锻链b）套筒滚子链c）板链第九章物流系统自动化刮板的基本形状a）T型b）V型c）U型d）B型e）O型f）H型g）L型第九章物流系统自动化2.斗式提升机斗式提升机是用链条作为牵引构件，在垂直方向或很大倾斜角的输送方向连续提升散粒物料的输送机，适用于水泥、煤、化工材料、粮食等粒状或碎快状物料。其特点是结构较简单，可在垂直或近似垂直方向输送物料，横断面尺寸小，节省占地面积；输送物料可在全封闭的罩壳内工作，对周围环境污染小。但输送物料的种类仅限于粉粒状和小块装的散货，并必须均匀给料。第九章物流系统自动化斗式提升机1进料口；2张紧装置；3牵引机构；4料斗；5驱动平台；6驱动装置；7驱动轮；8头部罩壳；9卸料口；10中间罩壳；11张紧轮；12底座第九章物流系统自动化3.悬挂输送机悬挂输送系统更加节省空间，更容易与工艺流程结合，因此广泛应用在各个工业部门的流水生产线的各工序之间，如机器制造业、汽车制造业、冶炼厂、建材工业、食品工业及其他经济部门。第九章物流系统自动化悬挂输送机第九章物流系统自动化悬挂输送机的自动装载第九章物流系统自动化提式滑架1—架空导轨；2—滑架；3—牵引链；4—挂吊具第九章物流系统自动化推式滑架1—车体；2—推头；3—框板；4—牵引轨道；5—牵引链；6—挡块；7—承重轨道；8—滚轮；9—导向轮。第九章物流系统自动化双滑架示意图第九章物流系统自动化各种形式的吊具a）通过型b）导向型c）转向型d）旋转型e）屏蔽型f）装卸型g）柔性两点吊具h）刚性两点吊具i）多点吊具第九章物流系统自动化坠重式张紧装置第九章物流系统自动化4.辊子输送机辊子输送机主要用来输送具有一定规则形状、底部平直的成件物品。它结构简单、运行可靠、维护方便、经济节能；近20年来，各种通用的和专用的辊子输送机得到了迅速广泛发展。第九章物流系统自动化辊道式输送机1—辊子；2—支架；3—支腿；4—物品；5—传动装置；6—驱动装置。第九章物流系统自动化辊子链轮传动示意图单链条传动第九章物流系统自动化圆锥齿轮传动的辊子输送机1—辊子轴；2—锥齿轮；3—传动轴；4—减速箱；5—电动机。第九章物流系统自动化压辊胶带传动第九章物流系统自动化辊子回转台第九章物流系统自动化滚珠回转台第九章物流系统自动化具有特殊构造的辊子转运机构第九章物流系统自动化摆动式叉道第九章物流系统自动化辊道式升降台第九章物流系统自动化辊道式转运台第九章物流系统自动化5.不带挠性牵引件的输送设备不带挠性牵引件的输送设备除上面讲的辊子输送设备外，还有螺旋输送机、振动输送机、以及气力输送机等均属此类。其工作特点是使物品与推动件分别运动。推动件作旋转运动或往返运动时，靠物品与承载件的摩擦力或惯性力，使物品向前运动，而推动件自身仍保持或恢复到原来位置。第九章物流系统自动化螺旋输送机总体结构1—驱动装置；2—出料口；3—旋转螺旋轴；4—中间吊挂轴承；5—壳体；6—进料口第九章物流系统自动化偏心连杆式振动输送机第九章物流系统自动化吸送式悬浮系统图第九章物流系统自动化第三节搬运自动化一、搬运机器人（一）机器人的类型、功能与应用根据物料搬运系统的应用环境区分，机器人物料搬运系统可分为生产过程中的物料搬运和货场物料搬运。第九章物流系统自动化柔性加工单元的机器人第九章物流系统自动化数控车床机器人上下料第九章物流系统自动化柔性加工系统中机器人1—拉床2—车床3—插齿机4—剃齿机5—塔式存储架6—机器人7—去毛刺机第九章物流系统自动化焊接作业系统中机器人1—机器人2—输送带3—汽车壳体第九章物流系统自动化货场物料搬运的机器人按其用途可分为：1.码垛机器人。2.搬运机器人。3.质量机器人。第九章物流系统自动化码垛机器人第九章物流系统自动化（二）机器人的主要技术参数1.型号与名称。2.自由度数。3.抓取重量。4.运动速度。5.定位精度。6.控制方式。7.存储容量。第九章物流系统自动化二、自动搬运小车自动搬运小车是生产系统中搬运物料的一种重要工具。又称自动导引小车AGV（AutomaticGuidedVehicle）。AGV是以电池为动力，装有非接触导向装置、独立寻址系统的无人驾驶自动运输车，是物流系统的重要搬运设备，随着工厂自动化、计算机集成系统技术和物流业的发展，自动导向搬运车得到了广泛的应用。第九章物流系统自动化（一）分类从当前的应用和研制水平看，自动搬运小车分为有轨自动小车和自动导引小车两大类，其中每一类又包括各种不同形式。有轨自动小车依靠埋设在地面上的轨道进行导向搬运物料，是搬运小车发展初期普遍采用的一种方式。无固定路线型小车是最理想的方式，即自动路径引导小车，这种小车的自动路径导引有下列几种方式：第九章物流系统自动化1.位姿计算。2.信标导引。信标导引工作原理第九章物流系统自动化3.惯性导向。4.激光导引。5.其他导引方式。激光导引原理第九章物流系统自动化（二）AGV的主要技术参数及评价指标1.AGV主要技术参数（1）额定载重量。是指AGV所能承载的最大重量。（2）车体尺寸。是车体的外形尺寸，这一参数应与承载货物的尺寸和作业场地相适应。（3）停位精度。是指AGV作业结束时所处的位置与理论设定位置之间的误差。（4）最小转弯半径。是指AGV空载低速行驶、偏转程度最大时瞬时转向中心与AGV纵向中心线的距离。（5）运行速度。是指AGV在额定重量下行驶的最大速度。（6）工作周期。AGV完成一次工作循环所需的时间。第九章物流系统自动化2.AGV引导技术的评价指标（1）运行精度。是指小车运行线路和停车定位的精度。（2）可靠性。引导系统的可靠性包括系统发生失灵、引导机构本身影响或阻止系统正常发挥功能的概率；以及引导机构的耐久性、维修性、安全性等。（3）灵活性。灵活性是指AGV运行路线变更的难易程度。（4）可控制性。是指在一定引导方式下AGV启停控制、转弯运行、岔道选择等实现的难易程度，以及小车与中央控制系统之间数据通信的实现方法和性能水平。（5）系统的成本。第九章物流系统自动化（三）自动导引车系统自动导引车系统（AGVS）是指自动导引小车所组成的物料搬运和进行作业的机电一体化系统。1.主计算机2.系统管理控制器3.交通控制器4.车上控制器AGV控制系统框图第九章物流系统自动化第四节分拣自动化分拣是指把物品按不同的品种、不同的地点和单位及顾客的定货要求，把货按一定方式进行分类、集中并分配到指定地点。按分拣的手段不同，分拣可分为人工分拣、机械分拣和自动分拣。自动分拣是指在从货物进入分拣系统直到将货物送到指定的分配位置的过程中，货物的运送都是按照一定的指令，依靠自动分拣装置来完成。第九章物流系统自动化一、自动分拣设备的结构及组成自动分拣系统1—输入输送带；2—喂料输送带；3—钢带输送带；4—刮板式分流器；5—送出辊道；6—分拣道口；7—信号给定器；8—激光读码器；9—通过捡出器；10—磁信号发生器；11—控制器；12—磁信号读取器第九章物流系统自动化自动分拣系统包括以下几部分：1.收货输送机2.合流输送装置3.送喂料输送装置4.分拣信号输入装置（1）人工键盘输入。第九章物流系统自动化（2）声音识别输入。（3）光学识别输入。激光识别输入（4）传感器输入。（5）射频识别输入。第九章物流系统自动化二、自动分拣装置1.斜行胶带式分拣。第九章物流系统自动化2.翻盘式分拣装置。第九章物流系统自动化3.斜置辊轮式分拣装置。第九章物流系统自动化4.滑块式分拣装置。第九章物流系统自动化5.摇臂式分拣装置。第九章物流系统自动化6.推出式分拣装置。气缸推出装置摇臂推出装置辊道侧翻推出装置第九章物流系统自动化三、分拣作业1.分拣信息：是对顾客的订单要求进行处理后产生的，是分拣工作的指令，它引导分拣作业进行查找货位，拣取和搬运货物，同时按一定的方式将货物分类、集中。分拣信息包括以下几个部分。（1）基本部分。货物的品名、规格、数量、重量及货物发送的单元和总量。（2）主要部分。货物储存位、拣货集中地；储备货物的储存、补货量；补货的登记。（3）附加部分。货物的价格、代码、标签；货物的包装；发送货物单元的代码和标签等。第九章物流系统自动化2.自动分拣信息的控制系统分拣系统网络控制结构第九章物流系统自动化3.分拣作业自动分拣作业有四个环节：货物提取、输送并汇入到识别引导部位；自动识别；自动分拣；自动搬运、包装。分拣作业消耗的时间主要包括以下4个方面：（1）形成拣货