自動化制造系統(tǒng)物流自動化

1、制造系統(tǒng)物流自動化自動化制造系統(tǒng)物流自動化第1頁第三章 物流自動化物流自動化是機械制造系統(tǒng)主要組成部分,它作用是將制造系統(tǒng)中物料及時地送到相關設備或倉儲設施處,是生產(chǎn)過程維持延續(xù)基礎.自動化制造系統(tǒng)物流自動化第2頁第一節(jié) 物流自動化概述 物流是物料流動過程。 物流按其物料性質不一樣，可分為工件流、工具流和配套流。 工件流：主要是由原材料、半成品、成品組成； 工具流：主要是由工具和夾具組成； 配套流：主要由托盤、輔助材料和備件組成；。 一、制造系統(tǒng)物流自動化定義自動化制造系統(tǒng)物流自動化第3頁二、物流系統(tǒng)功效 在自動化制造系統(tǒng)中，物流系統(tǒng)主要完成對工件、工具和裝配裝置以及材料進行移動與存放系統(tǒng)1）

2、 存放功效2） 輸送功效3） 裝卸功效4） 管理功效自動化制造系統(tǒng)物流自動化第4頁1）管理層：計算機物流管理軟件系統(tǒng)，是物流系統(tǒng)中樞；2）控制層：接收指令，控制物流設備完成指令歲規(guī)定任務；3）執(zhí)行層：物流設備組成，物流設備控制器接收控制指令，控制物流設備，執(zhí)行各種操作；三、物流系統(tǒng)組成 當代物流系統(tǒng)由管理層、控制層和執(zhí)行層組成；自動化制造系統(tǒng)物流自動化第5頁四、物流系統(tǒng)發(fā)展 物流發(fā)展分為五個階段：即人工物流、機械化物流、自動化物流、集成自動化物流和智能自動化物流階段。 1）自動化物流階段(20世紀60年代-80年代 ) 相繼研制和采取了自動導引小車(AGV)、自動貨架、自動存放機器人、旋轉式貨

3、架、移動式貨架、巷道式堆垛機、電子掃描和條形碼自動識別和自動分揀系統(tǒng)。但這時只是各個設備局部自動化并各自獨立應用。自動化制造系統(tǒng)物流自動化第6頁 2）集成自動化物流階段 它強調在中央控制系統(tǒng)下各個自動化物流設備協(xié)調性。控制由主計算機來實現(xiàn)。這種物流系統(tǒng)是在自動化物流基礎上深入將物流系統(tǒng)集成起來，使得從物料計劃、物料調度直到將物料運輸?shù)诌_生產(chǎn)各個過程信息，經(jīng)過計算機網(wǎng)絡相互溝通。這種系統(tǒng)不但使物流系統(tǒng)各單元間抵達協(xié)調，而且使生產(chǎn)與物流之間抵達協(xié)調。全自動立體倉庫就是集成自動化物流典范。我國自動化倉庫技術已實現(xiàn)了與其它信息決議系統(tǒng)集成，正在做智能控制和含糊控制研究工作。自動化制造系統(tǒng)物流自動化第7

4、頁 3） 智能自動化物流階段 生產(chǎn)計劃作出后，自動生成物料和人力需求；查看存貨單和購貨單，規(guī)劃并完成物流。如果物料不夠，無法滿足生產(chǎn)要求，就推薦修改計劃以生產(chǎn)出等值產(chǎn)品。這種系統(tǒng)是將人工個智能集成到物流系統(tǒng)中。 目前，這種物流系統(tǒng)基本原理已在一些實際物流系統(tǒng)中逐步得到了實現(xiàn)?？梢灶A見，二十一世紀智能自動化倉儲技術將具有廣闊應用前景。 五、當代物流系統(tǒng)特點 生產(chǎn)物流是制造系統(tǒng)各步驟組成有機整體紐帶，是生產(chǎn)過程延續(xù)基礎。自動化制造系統(tǒng)物流自動化第8頁當代生產(chǎn)物流特點主要表達在： 1） 當代化物流設備 2） 計算機管理 3） 系統(tǒng)化和集成化 。 不追求系統(tǒng)內個別設備高效和優(yōu)化，而是力爭整體系統(tǒng)高效和

5、優(yōu)化。系統(tǒng)化和集成化另一個特點是，把物流系統(tǒng)與生產(chǎn)制造系統(tǒng)融為一體，使之形成完整生產(chǎn)系統(tǒng)，以提升生產(chǎn)整體效益。 自動化制造系統(tǒng)物流自動化第9頁第二節(jié) 連續(xù)輸送設備一、輥子輸送機 1 、概述 輥子輸送機由輥子、驅動裝置、機架等部件組成。 1）輥子輸送機能夠沿水平或較小傾斜角輸送具有、平直底部成件物品，如板、棒、管、型材、托盤、箱類容器以及含有平底或直棱各種工件。 2）當代輥子輸送機除了含有結構簡單、運轉可靠、維護方便、經(jīng)濟、節(jié)能等傳統(tǒng)特點外，其突出優(yōu)點是與生產(chǎn)工藝過程有良好相容性與配套性，以及功能多樣性。 自動化制造系統(tǒng)物流自動化第10頁自動化制造系統(tǒng)物流自動化第11頁自動化制造系統(tǒng)物流自動化第

6、12頁2、分類 1）按傳動方式分類 無動力式 動力式:鏈傳動、帶傳動、齒輪傳動 2）按輸送方式分類 積放式：限力式、觸點控制 3）按輥子形狀分類 圓柱形、圓錐形、輪形 4）按輥子支承方式分類 定軸式、轉軸式自動化制造系統(tǒng)物流自動化第13頁3、轉運及輔助裝置 在比較復雜輥子輸送機線路系統(tǒng)中，相鄰區(qū)段輥子輸送機成垂直、平行、上下、交匯等布置形式時，物品普通需要經(jīng)過輔助裝置進行轉運。(1)水平面垂直轉運 萬向球臺轉臺自動化制造系統(tǒng)物流自動化第14頁自動化制造系統(tǒng)物流自動化第15頁 鏈式輸送機在國民經(jīng)濟發(fā)展中越來越起到主要作用,不論是支柱產(chǎn)業(yè)汽車生產(chǎn)發(fā)展，還是鋼鐵、輕工、家電、糧食等大規(guī)模生產(chǎn)領域，都

7、將會對鏈式輸送機，尤其是高性能鏈式輸送機有更大需求。二 鏈式輸送機1、特征 鏈式輸送機主要功效元件是輸送鏈 。 鏈式輸送機特征： 輸送物品多樣性 、苛刻輸送環(huán)境適應性 、輸送物品流向任意性 、工作時含有運載準確和穩(wěn)定性 、壽命長、效率高。自動化制造系統(tǒng)物流自動化第16頁自動化制造系統(tǒng)物流自動化第17頁 2、鏈式輸送機種類 鏈式輸送機類型很多，四類主要輸送機是： 1）懸掛鏈式輸送機 整個機組是架設在空中，輸送物品借吊具與滑架在空間立體范圍內運行。 2）承托式鏈式輸送機 整個機組架設在地面上，物品放置在輸送鏈條上，以操作者適應高度運行，能夠沿線體作多工位操作。 3）刮板式鏈式輸送機 被輸送塊狀、粒

8、狀或粉末狀物料放置在料槽內，經(jīng)過輸送鏈條刮送，有較高自動化程度。 自動化制造系統(tǒng)物流自動化第18頁自動化制造系統(tǒng)物流自動化第19頁 3、鏈式輸送機主要組成部分 盡管鏈式輸送機品種繁多，但基本組成為： 1）原動機 原動機是輸送機動力起源，普通都采取交流電動機。視需要能夠采取普通交流異步電動機，或采取交流調速電動機。 2）驅動裝置 經(jīng)過驅動裝置將電動機與輸送機頭軸聯(lián)接起來，驅動裝置組成取決于其要實現(xiàn)功效，通常要實現(xiàn)功效有：降低速度 、機械調速 、安全保護 3）線體 鏈式輸送機線體是直接實現(xiàn)輸送功效關鍵部件。它主要有輸送鏈條、附件、鏈輪、頭軸、尾軸、軌道、支架等部分組成。 自動化制造系統(tǒng)物流自動化第

9、20頁自動化制造系統(tǒng)物流自動化第21頁 4）張緊裝置 張緊裝置用來拉緊尾軸，其作用在于： (1)保持輸送鏈條在一定張緊狀態(tài)下運行 (2)當輸送鏈條伸長時，經(jīng)過張緊裝置賠償，保持鏈條預緊度。 張緊裝置有重錘張緊與彈簧張緊兩種方法，張緊裝置應安裝于鏈式輸送機線路中張力最小部位。 5）電控裝置 電控裝置對單臺鏈式輸送機來說，其主要功效是控制驅動裝置，使鏈條按要求規(guī)律運行。但對由輸送機組成生產(chǎn)自動線，它功效就要廣泛得多。除了普通控制輸送機速度外，還需完成雙(多)機驅動同時、信號采集、信號傳遞、故障診療等使鏈條自動生產(chǎn)線滿足生產(chǎn)工藝要求各種功效。 自動化制造系統(tǒng)物流自動化第22頁三 懸掛式輸送機 懸掛輸

10、送機是一個三維空間閉環(huán)連續(xù)輸送系統(tǒng)，適合用于車間內部和車間之間成件物品自動化輸送。在當代工業(yè)中，機械制造、汽車制造、軋鋼、煉鋁、輕工、家電、化工、橡膠、建材、郵電、核輻射和肉類加工等行業(yè)懸掛輸送機已得到了相當廣泛應用。 1、懸掛輸送機分類 依據(jù)輸送物件方法，懸掛輸送機可分為牽引式和推式兩大類。 (1)牽引式懸掛輸送機自動化制造系統(tǒng)物流自動化第23頁自動化制造系統(tǒng)物流自動化第24頁(2)推式懸掛輸送機 推式懸掛輸送機為雙層軌道，上層牽引軌道上牽引構件并不與下層承載軌道上攜帶承載吊具承載小車相連，而是由牽引構件上推桿或四輪推鉤推進承載小車運行。 含有積放功效推式懸掛輸送機稱之為積放式懸掛輸送機。

11、通用積放式懸掛輸送機采取工字鋼和雙槽鋼軌道截面，其牽引構件由模鍛易拆鏈、滑架和推桿組成，承載吊具與含有積放功效承載小車鉸接 自動化制造系統(tǒng)物流自動化第25頁自動化制造系統(tǒng)物流自動化第26頁 2、懸掛輸送機特點 除具備通用懸掛輸送機優(yōu)點外，還具備以下顯著優(yōu)點。 1）承載小車能夠在線路上任何位置依據(jù)需要隨時自動停頓，并能按指令隨時起動和投入運行。也就是說承載小車能夠隨機地進行“積存”和“釋放”。 2）當線路上有一輛小車停頓時，后續(xù)來小車將會依次自動停頓，并逐一積存其后。 3）承載小車積存時為密集型停靠，大大縮短了輸送線路積存距離，提升了線路有效利用率。 4）生產(chǎn)工位前均可設置小車儲存段，使輸送機系

12、統(tǒng)生產(chǎn)含有彈性緩沖作用，并可預測生產(chǎn)中問題，發(fā)現(xiàn)微弱步驟，自動地進行賠償和調整。 自動化制造系統(tǒng)物流自動化第27頁3、積放式懸掛輸送機積放功效 1）、承載小車積存 通用積放式懸掛輸送機運行時，牽引鏈推桿與前小車升降爪嚙合，推進承載小車沿承載軌運行。 當某一輛承載小車運行到受控停頓器處時，停頓器停頓板將升降爪壓下，使承載小車脫離與牽引鏈推桿嚙合而停頓。當后面第二輛承載小車到來時，其前小車上前鏟沿著前面承載小車尾板斜面被逐步抬起，并借助杠桿作用迫使第二輛承載小車升降爪落下，第二輛承載小車脫離與牽引鏈推桿嚙合而隨之停頓。就這么后續(xù)來承載小車便一輛接一輛地積存起來。自動化制造系統(tǒng)物流自動化第28頁升降

13、爪被停頓器壓下，第一輛車停頓運行前鏟沿尾板抬起，升降爪落下，第二輛車停頓運行 自動化制造系統(tǒng)物流自動化第29頁 (2)承載小車釋放 當停頓器按指令打開時，停頓板縮回，前小車上升降爪因為前鏟重力杠桿作用而抬起，牽引鏈推桿與升降爪嚙合將第一輛承載小車帶走。 因為前面承載小車尾板離去，后面第二輛承載小車前鏟落下，升降爪抬起與牽引鏈推桿嚙合，第二輛承載小車隨之被帶走。就這么處于積存狀態(tài)承載小車便一輛接一輛地被釋放而重新進入運行狀態(tài) (3)承載小車傳遞 通用積放式懸掛輸送機兩套牽引鏈之間承載小車傳遞方法有以下三種形式。自動化制造系統(tǒng)物流自動化第30頁一、自動搬運小車 自動搬運小車是生產(chǎn)系統(tǒng)中搬運物料一個

14、主要工具。又稱自動導引小車AGV（Automatic Guided Vehicle）。AGV是以電池為動力，裝有非接觸導向裝置、獨立尋址系統(tǒng)無人駕駛自動運輸車，是物流系統(tǒng)重要搬運設備，伴隨工廠自動化、計算機集成系統(tǒng)技術和物流業(yè)發(fā)展，自動導向搬運車得到了廣泛應用。 第三節(jié) 自動搬運設備自動化制造系統(tǒng)物流自動化第31頁1、分類 從當前應用和研制水平看，自動搬運小車分為有軌自動小車和自動導引小車兩大類。有軌自動小車依靠埋設在地面上軌道進行導向搬運物 料，是搬運小車發(fā)展早期普遍采取一個方式。 無固定路線型小車是最理想方式，即自動路徑引導小 車。 自動化制造系統(tǒng)物流自動化第32頁2、自動搬運車幾個導航方

15、式1) 位姿計算。 2) 信標導引。3) 慣性導向。 4) 激光導引。5) 其它導引方式。激光導引原理 信標導引工作原理 自動化制造系統(tǒng)物流自動化第33頁（1）額定載重量。是指AGV所能承載最大重量。（2）車體尺寸。是車體外形尺寸，這一參數(shù)應與承載貨物尺寸和作業(yè)場地相適應。（3）停位精度。是指AGV作業(yè)結束時所處位置與理論設定位置之間誤差。（4）最小轉彎半徑。是指AGV空載低速行駛、偏轉程度最大時瞬時轉向中心與AGV縱向中心線距離。（5）運行速度。是指AGV在額定重量下行駛最大速度。（6）工作周期。AGV完成一次工作循環(huán)所需時間。 3、技術參數(shù)自動化制造系統(tǒng)物流自動化第34頁4、自動導引車系統(tǒng)

16、 自動導引車系統(tǒng)（AGVS）是指自動導引小車所組成物料搬運和進行作業(yè)機電一體化系統(tǒng)。 1) 主計算機 2) 系統(tǒng)管理控制器 3) 交通控制器 4) 車上控制器 自動化制造系統(tǒng)物流自動化第35頁第四節(jié) 分揀自動化 分揀是指把物品按不一樣品種、不一樣地點和單位及用戶定貨要求，把貨按一定方式進行分類、集中并分配到指定地點。 按分揀伎倆不一樣，分揀可分為人工分揀、機械分揀和自動分揀。 自動分揀是指在從貨物進入分揀系統(tǒng)直到將貨物送到指定分配位置過程中，貨物運輸都是按照一定指令，依靠自動分揀裝置來完成。 自動化制造系統(tǒng)物流自動化第36頁一、自動分揀設備組成自動分揀系統(tǒng)1輸入輸送帶； 2喂料輸送帶； 3鋼帶

17、輸送帶； 4刮板式分流器； 5送出輥道； 6分揀道口；7信號給定器；8激光讀碼器； 9經(jīng)過撿出器； 10磁信號發(fā)生器； 11控制器； 12磁信號讀取器自動化制造系統(tǒng)物流自動化第37頁自動分揀系統(tǒng)包含以下幾部分： 1) 收貨輸送機 2) 合流輸送裝置 3) 送喂料輸送裝置 4) 分揀信號輸入裝置 (1) 人工鍵盤輸入。 (2) 聲音識別輸入 。 (3) 光學識別輸入。 (4) 激光識別輸入 (5) 傳感器輸入。 (6) 射頻識別輸入。自動化制造系統(tǒng)物流自動化第38頁二、自動分揀裝置 1、斜行膠帶式分揀自動化制造系統(tǒng)物流自動化第39頁2、翻盤式分揀裝置自動化制造系統(tǒng)物流自動化第40頁3、斜置輥輪式

18、分揀裝置自動化制造系統(tǒng)物流自動化第41頁4、滑塊式分揀裝置自動化制造系統(tǒng)物流自動化第42頁5、搖臂式分揀裝置自動化制造系統(tǒng)物流自動化第43頁6、推出式分揀裝置氣缸推出裝置搖臂推出裝置輥道側翻推出裝置 自動化制造系統(tǒng)物流自動化第44頁三、分揀作業(yè) 1.分揀信息： 是對用戶訂單要求進行處理后產(chǎn)生，是分揀工作指令，它引導分揀作業(yè)進行查找貨位，揀取和搬運貨物，同時按一定方式將貨物分類、集中。分揀信息包含以下幾個部分。 (1) 基本部分。貨物品名、規(guī)格、數(shù)量、重量及貨物發(fā)送單元和總量。 (2) 主要部分。貨物儲存位、揀貨集中地；貯備貨物儲存、補貨量；補貨登記。 (3) 附加部分。貨物價格、代碼、標簽；貨

19、物包裝；發(fā)送貨物單元代碼和標簽等。自動化制造系統(tǒng)物流自動化第45頁2、自動分揀信息控制系統(tǒng)分揀系統(tǒng)網(wǎng)絡控制結構 自動化制造系統(tǒng)物流自動化第46頁3、分揀作業(yè) 自動分揀作業(yè)有四個步驟：貨物提取、輸送并匯入到識別引導部位；自動識別；自動分揀；自動搬運、包裝。 分揀作業(yè)消耗時間主要包含以下4個方面： (1) 形成揀貨指令訂單信息處理過程所需時間； (2) 分揀設備行走或貨物運動時間； (3) 準確找到儲位并確認貨物及其數(shù)量所需時間; (4) 分揀完成，將貨物集中時間。自動化制造系統(tǒng)物流自動化第47頁四、自動化立體倉庫 1、概述 自動化立體倉庫又稱高層貨架倉庫、自動倉儲系統(tǒng)AS/RS（Automati

20、c Storage & Retrieval System） 1) 自動化立體倉庫特點 (1) 高層貨架存放。 (2) 自動存取。 (3) 計算機控制。 2) 自動化立體倉庫特點 (1) 儲存和保管功效。 (2) 調整供需功效。 (3) 調整貨物運輸能力。自動化制造系統(tǒng)物流自動化第48頁自動化制造系統(tǒng)物流自動化第49頁2、自動化立體倉庫組成 自動化立體倉庫主要由機械系統(tǒng)和控制管理系統(tǒng)兩部分組成，機械部分包含貨物儲存系統(tǒng)、貨物存取和傳送系統(tǒng)。 1) 貨物儲存系統(tǒng)。貨物儲存系統(tǒng)由立體貨架貨格（托盤或貨箱）組成。貨架結構形式可分為分離式、整體式和柜式三種，按其高度分為高層貨架（12m以上）、中層貨架（512m）、低層貨架（5m以下），貨架按排、列、層組合成立體倉庫儲存系統(tǒng)。 2) 貨物存取和傳送系統(tǒng)。貨物存取和傳送系統(tǒng)由有軌或無軌堆垛機、出入庫輸送機、裝卸機械組成。 3) 控制和管理系統(tǒng)。控制系統(tǒng)是自動化立體倉庫充分發(fā)揮其優(yōu)越性關鍵。 自動化制造系統(tǒng)物流自動化第50頁3、自動化