第四章-物料供输自动化

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）及时地输送到有关设备或仓储设施处。在物流系统中，物料首先输入到制造系统中，然后由物料输送系统送至指定位置。物流系统的自动化是当前制造企业追求的目标,现代物流系统是在全面信息集成和高度自动化环境下,以制造工艺过程的知识为依据,高效、合理地利用全部储运装置将物料准时、准确和保质地运送到位。制造业中，物流的传输和存储占据了大量的时间95%和成本30～40%物料供输自动化第四章物料供输自动化第一节物料供需自动化概述一、实例分析图4—1半柔性制造系统实物照片（1）带式输送子系统（2）回转传输子系统（3）控制及调度子系统第一节物料供需自动化概述一、实例分析图4—2半柔性制造系统功能组成图二、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。1.在自动化制造系统中,物流系统主要完成物料的()等功能。存储、输送A输送、装卸、存储及管理B装卸、管理C存储、输送及管理D提交单选题1分三、物流系统的组成及分类▲物流供输系统的组成图4—3物流供输系统的组成及分类7▲物流供输系统的组成三、物流系统的组成及分类8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。9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、自动化仓库等四、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、人性化和智能化。物料供输自动化第二节单机自动供料装置一、概述▲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。▲料仓与料斗的区别料仓式储料器需人工将工件按一定方向摆放在仓内；料斗式储料器只需将工件倒入料斗，由料斗自动完成定向。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。13运输装置料斗定向装置料仓式装料装置大型毛坯供料装置机床上的自动机构中等毛坯供料装置1.输送带2.分料板3.料斗4.定向器5.料仓6.自动关断机构7.隔料器8.上料器9.推入器10.夹头11.顶出器12.落料机构▲基本要求1）供料时间应尽可能少，以缩短辅助时间和提高生产率；2）供料装置结构尽可能简单，供料稳定可靠；3）供料时避免大的冲击，防止供料装置损伤工件；4）供料装置要有一定的适用范围，以适应不同类型、不同尺寸的工件要求；5）满足一些工件的特殊要求。二、料仓、料斗及输料槽1.料仓的结构形式及拱形消除机构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。图4—5料仓的结构形式17料仓的结构形式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适用：中小型的轴、盘、环类零件18外力作用式特点：重锤式推力恒定，容量较大适用：小型环类．板状及轴类坯件19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，胶带转向相反，容量大，输送平稳，可兼做料槽适用：环．轴类坯件20外力作用式特点：链条传输、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．轴类坯件普通料仓振动盘（相当于料斗）仓壁振动器振动电机物料供输自动化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。杠杆式摆动杠杆加搅动器拱形消除机构电磁振动式棘齿式拱形消除机构▲上料装置——带有定向机构，工件在料斗中自动完成定向。▲料斗结构—表4—1▲供料率——为了保证正常生产，应使料斗的平均供料率大于机床的生产率。图4—6往复推板式料斗1—轴2—销轮3—推板4—固定料斗5—工件6—料道十字叉式定向机构2.料斗24•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25•工件滚动时：Z=1P=L/dQ平均＝nLK/d（件／分）工件滑动时：Z=1P=L/lQ平均＝nLK/l（件／分）扇板式定向机构抓取式定向机构顶杆式定向机构抓取式定向机构筒型旋转式定向机构抓取式定向机构固定管式定向机构型孔筛选式定向机构径向条转盘式定向机构型孔筛选式定向机构静止导条式定向机构型孔筛选式定向机构格子圆盘式料斗型孔筛选式定向机构表4—1料斗结构及技术特性根据工件的输送方式（靠自重或强制输送）和工件的形状，输料槽有许多结构形式。一般靠工件自重输送的自流式输料槽结构简单，但可靠性较差；半自流式或强制运动式输料槽可靠性高。表4—2输料槽主要类型3.输料槽2.料仓的拱形消除机构一般采用仓壁振动器,通过使仓壁产生局部、高频的微振动来破坏的摩擦力,从而保证工件连续的由料仓中排出。工件间A工件与仓壁间B工件间及工件与仓壁间C工件与机构间D提交单选题1分3.为了保证正常生产,应使料斗的平均供料率机床的生产率。大于A小于B等于C大于等于D提交单选题1分4.根据工件的输送方式和工件的形状,输料槽的类型主要有。自流式与半自流式A半自流式与强制运动式B强制运动式与自流式C自流式、半自流式与强制运动式D提交单选题1分三、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。图4—7二次定向机构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39二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。40四、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。图4—8典型的供料与隔料机构a)往复式b)摆动式c)回转式d)连续式提升式上料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。42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。43用来控制从输料槽(或料仓)进入送料器的工件数量。往复式：速度低，150件/分滑板式摆叉式分度转盘式滑门式摆动式：速度中，150～200件/分回转式：速度快，200件/分隔料器:卸料器弹簧卸料推杆式，卸料手式5.供料和隔料机构的功用是地把工件逐个输送到机床加工位置定时A定量B连续C随机D提交单选题1分1.螺纹机床的自动供料五、机床自动供料典型装置举例图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—微动开关车床自动送料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472.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：是把板料输送到加工设备的送料装置上；——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2.板材加工机床的自动供料与送料图4—12电磁吸盘1—隔磁环2—铁心3—线圈图4—13气动式移料装置1—吸盘升降气缸2—移料气缸3—活塞杆2）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52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53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第三节自动线输送系统▲什么是自动线——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。▲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。一、带式输送系统▲什么是带式输送系统——一种利用连续运动且具有挠性的输送带来输送物料的输送系统。▲组成——主要有输送带、驱动装置、传动滚筒、托辊、张紧装置等组成，如图4—15所示。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—传动链条56表4-4橡胶带主要品种品种带宽B/mm带芯强度[N·(cm·层)-1]工作环境温度/°C物料最高温度/°C普通型400500650800100012001400560-10~+4050耐热型400500650800100012001400560-10~+40120维尼伦芯6508001000120014001400-5~+4050一、带式输送系统1.输送带一、带式输送系统592.滚筒及驱动装置：滚筒分类：传动滚筒及改向滚筒。传动滚筒的作用