機械制造裝備設(shè)計第六章習題答案關(guān)慧貞

1、第六章物流系統(tǒng)設(shè)計習題與思考題(參考答案)1. 試述物流系統(tǒng)設(shè)計的重要意義。 生產(chǎn)活動可主要概括為四個基本環(huán)節(jié)，即加工、搬運、停滯、檢驗，其中機床作業(yè) 時間占 5%左右， 95%左右的時間處于儲存、裝卸、等待或出運狀態(tài)。要縮短生產(chǎn)周期，必 須同時改善這四個環(huán)節(jié)，尤其是搬運和停滯。雖然加工是制造生產(chǎn)價值的主作業(yè)，然而 它對縮短整個系統(tǒng)生產(chǎn)周期的作用并不顯著。企業(yè)物流不合理現(xiàn)象普遍存在，運用現(xiàn)代 科學技術(shù)方法，合理進行物流系統(tǒng)的設(shè)計，可以在不增加或少增加投資的條件下，取得 明顯的經(jīng)濟效益。2. 物流系統(tǒng)的組成環(huán)節(jié)有哪些？物流系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)滿足哪些要求？(1) 物流系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)一般分為水平式和垂直式。水

2、平式生產(chǎn)企業(yè)物流系統(tǒng)由供應(yīng)物流子 系統(tǒng)、生產(chǎn)物流子系統(tǒng)和銷售物流子系統(tǒng)組成；垂直式生產(chǎn)企業(yè)物流系統(tǒng)一般由管理 層、控制層和執(zhí)行層組成。(2) a.連續(xù)性和流暢性；b.平行性與交叉性；c.比例性和協(xié)調(diào)性；d.均衡性與節(jié)奏 性； e. 準時性； f. 柔性和適應(yīng)性。3. 料倉式和料斗式上料裝置、上下料機械手各適用于什么場合？( 1 )料倉式上料裝置適用于工件尺寸較大，且形狀復(fù)雜難以自動定向的場合，主要應(yīng)用 于大批量及加工時間較長的工件的生產(chǎn)；( 2 )料斗式上料裝置主要適用于形狀簡單、尺寸較小的毛坯件的上料，廣泛應(yīng)用于各種 標準件廠、工具廠、鐘表廠等大批量生產(chǎn)廠家；( 3)上下料機械手適用于形狀、

3、尺寸特殊的工件，廣泛應(yīng)用于對柔性要求較高的企業(yè)。4. 料倉式和料斗式上料裝置的基本組成及其主要區(qū)別是什么？( 1 )料倉式上料裝置主要由料倉、隔料器、上料器、上料桿、下料桿等部分組成；料斗 式上料裝置主要由裝料機構(gòu)、儲料機構(gòu)組成，裝料機構(gòu)由料斗、攪拌器、定向器、剔除 器、分路器、送料槽、減速器等組成，儲料機構(gòu)由隔離器、上料器等組成。( 2 )料斗式上料裝置與料倉式上料裝置的主要不同點在于，后者只是將已定向整理好的 工件由儲料器向機床供料，而前者則可對儲料器中雜亂的工件進行自動定向整理再送給 機床。5. 振動式上料裝置的工作原理是什么？圓筒形料斗由內(nèi)壁帶螺旋送料槽的圓筒和底部呈倒錐形的筒底組成，

4、筒底呈倒錐形以便工件向四周移動，進而進入筒壁上的螺旋送料槽。料斗底部通過三個聯(lián)接塊與三個 板彈簧相連。當電磁振動器通電時，其鐵芯線圈吸引筒底中央的銜鐵，使得板彈簧產(chǎn)生 彎曲變形，使得料斗產(chǎn)生上下和扭轉(zhuǎn)振動。當整個圓筒做扭轉(zhuǎn)振動時，工件將沿著螺旋 形的送料槽逐漸上升，并在上升過程中進行定向，自動剔除位置不正確的工件。上升的 工件最后從料斗上部出口進入送料槽。6. 目前機床間工件傳輸裝置有哪幾種？各適用于哪些場合？（1）托盤及托盤交換器，多用于柔性化自動生產(chǎn)線，也可起到小型中間儲料庫的作用， 以補償隨機、非同步生產(chǎn)的節(jié)拍差異；（2）隨行夾具，適用于結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜而缺少可靠運輸基面的工件或質(zhì)地較軟的

5、有色金 屬工件的傳輸；（3）各種傳送裝置，常見的有滾道式、帶式、懸掛式等多種，多用于物料的暫存和緩 沖；（4）有軌運輸小車，適用于運送尺寸和質(zhì)量均較大的托盤或隨行夾具，且運輸路線固定 不變的生產(chǎn)系統(tǒng)；（5）無軌運輸小車，適用于沿既定的引導路徑行駛，并在準確位置進行自動裝卸的全自 動生產(chǎn)系統(tǒng)；（6）隨行工作臺站，用于生產(chǎn)中的過渡和緩沖。7. 為什么要采用隨行夾具？隨行夾具的三種返回方式各有什么特點？（1）對于結(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)雜而缺少可靠運輸基面的工件或質(zhì)地較軟的有色金屬工件，常 將工件先定位夾緊在隨行夾具上，和隨行夾具一起傳送、定位和夾緊在機床上進行加 工。（2）隨行夾具的返回方式有上方返回、下方

6、返回、水平返回三種。 上方返回方式結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小，但不宜布置立式機床，調(diào)整維修機床不便， 較長自動線不宜采用；下方返回方式結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，但維修調(diào)整不便，同時會影響機床底座的剛 性和排屑裝置的布置。多用于工位數(shù)少，精度不高的小型組合機床的自動線上；水平返回方式占地面積大，但結(jié)構(gòu)簡單，敞開性好，適用于工件及隨行夾具比較 重、比較大的情況。8. 常見的滾道式輸送裝置有哪些？其特點是什么？ （1）無動力式滾子傳送機、動力式滾子傳送機 （2）滾道式傳送機可以單獨使用，也可在流水線上與其他輸送機或工作機配合使用，具 有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、安裝拆卸方便、易于維修、線路布置靈活等優(yōu)點。9. 試述

7、自動導引小車的工作原理、基本構(gòu)成、導航方式和適用場合。AGV（1）工作原理：運行過程中，AGV首先必須獲得任務(wù)指令，即目的工位的導向板標號，作 為終點位置，同時還需得到當前位置，作為起始位置。隨后，車載機調(diào)用路徑規(guī)劃算法 計算出最佳的行走路徑，并存儲路徑上所要依次經(jīng)過的站點位置。完成路徑規(guī)劃后， 不斷查詢已存入車載計算機的工作路線信息，確定參考位置，再與傳感器檢驗到的實際 位置相比較，實現(xiàn)運行導引。最后，由運動控制運算器給出驅(qū)動電動機或?qū)螂妱訖C的 調(diào)節(jié)量，實現(xiàn)閉環(huán)控制。運行中，AGV每經(jīng)過一個工位，地址導向板都給出相應(yīng)的信息, 到達終點后調(diào)用定位程序，實現(xiàn)準確停車定位。（2）AGV 主要由車

8、體、電源和充電系統(tǒng)、驅(qū)動裝置、轉(zhuǎn)向裝置、控制系統(tǒng)、通信裝置、安 全裝置等組成。（3）AGV按導航方式的不同可分為直接坐標導引、信標導引、慣性導引、電磁導引、光 化學/ 磁感應(yīng)式導引、紅外線導引、激光導引、視覺導引等方式。（4）適用于沿既定的引導路徑行駛，并在準確位置進行自動裝卸的全自動生產(chǎn)系統(tǒng)。10. AGV勺自動轉(zhuǎn)向方式有哪幾種？特點是什么？ （1）鉸軸轉(zhuǎn)向式。方向輪裝在轉(zhuǎn)向鉸軸上，轉(zhuǎn)向電動機通過減速器和機械連桿機構(gòu)控制 鉸軸，從而控制方向輪的轉(zhuǎn)向，需要有轉(zhuǎn)向限位開關(guān)；(2)差動轉(zhuǎn)向式。在 AGV的左、右輪上分別裝上兩個獨立驅(qū)動電動機，通過控制左右兩 輪的速度比實現(xiàn)車體的轉(zhuǎn)向，此時非驅(qū)動輪是

9、自由輪。11. 自動化倉庫的基本類型有哪些？其應(yīng)用特點是什么？( 1 )基本類型：1) 按建筑形式可分為整體式和分離式；2) 按貨架構(gòu)造可分為單元貨格式倉庫、貫通式倉庫(重力式貨架倉庫、梭式小車貨 架倉庫)、水平循環(huán)式倉庫、垂直循環(huán)式倉庫。( 2)應(yīng)用特點：1) 采用高層貨架存儲，并結(jié)合計算機管理，充分提高了空間利用率；2) 采用先進的自動化物料搬運設(shè)備，不僅能使貨物在倉庫內(nèi)按需要自動存取，而且 可以與倉庫以外的生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行有機連接；3) 具有快速的入出庫能力，加快貨物的存取節(jié)奏，減輕勞動強度，提高生產(chǎn)效率；4) 減少庫存資金積壓。12. 堆垛機貨叉的工作原理是什么？堆垛機采用相對尋址的操作方

10、式尋找貨格，當堆垛機沿巷道軌道或裝卸托盤沿框架軌道行走時，每經(jīng)過倉庫的一列或一層，將貨格地址的當前值加 1或減 1。當前值與設(shè)定 值快接近時，控制堆垛機或裝卸托盤自動減速，當前值與設(shè)定值完全相符時，發(fā)出停車 指令，裝卸托盤便準確地停在設(shè)定的貨格前，存入或取出貨格內(nèi)的貨物。13. 自動化倉庫的工作原理是什么？(1)堆垛機停在巷道起始位置，待入庫貨物放置在出入庫裝卸站上，堆垛機的貨叉將其取到裝卸托盤上，將該貨物存入的倉位號及調(diào)出貨物的倉位號一并從控制臺輸入計算 機。( 2)計算機控制堆垛機在巷道行走，裝卸托盤沿堆垛機鉛直導軌升降，自動尋址向 存入倉位行進。( 3)當裝卸托盤到達存入倉位前，裝卸托盤

11、上的貨叉將托盤上的貨物送 進存入倉位。( 4)堆垛機行進到調(diào)出倉位，將貨物取出，放在裝卸托盤上，并帶著取出 的貨物返回到起始位置，貨叉將貨物從裝卸托盤送到出入庫裝卸站。(5)重復(fù)上述動作，直至暫無貨物調(diào)入調(diào)出指令。14. 工廠總體物流系統(tǒng)設(shè)計的基本步驟是什么？應(yīng)注意哪些設(shè)計原則？( 1 )基本步驟：1) 資料的收集與分析，主要包括工廠的產(chǎn)品分析與物料分類；2) 工廠總體布局設(shè)計，首先是調(diào)研、收集數(shù)據(jù)，其次分析所收集資料的相互關(guān)系， 提出設(shè)計方案，最后對若干設(shè)計方案進行比較選擇，并組織實施；3) 車間布局設(shè)計，主要包括工藝設(shè)計與物流系統(tǒng)設(shè)計；4) 物料搬運設(shè)備的選擇。( 2)設(shè)計原則：1)工廠平

12、面布置合理化； 2)工廠物流活動與生產(chǎn)工藝流程同步化； 3)物料搬運路 線簡捷、直線化； 4)物料搬運機械化、省力化、自動化； 5)單元化容器標準化、通用 化； 6)庫存合理化； 7)采用看板運輸管理，保證生產(chǎn)物流活動準時化； 8)提倡儲、 運、包一體化，集裝單元化； 9)主要收、發(fā)、運、送流程環(huán)節(jié)盡量目視化，以便與管 理。15. 車間物流設(shè)計的原則是什么？ (1)以車間生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型為依據(jù)，確定車間的生產(chǎn)組織形式和設(shè)備布局的形式； ( 2)要求工藝流程通順，物料搬運簡捷方便，避免往返交叉；（3）根據(jù)工藝流程，選擇適當?shù)慕ㄖ问?，采用適當?shù)母叨?、跨度等，充分利用建筑?空間；（4）對車間所有的組成部分：設(shè)備、通道、作業(yè)區(qū)域、物料存放區(qū)域等進行合理的區(qū)劃 及協(xié)調(diào)配置；（5）為員工創(chuàng)造良好的工作環(huán)境，將工位器具設(shè)置在合適的部位