機加工工藝第7章-生產(chǎn)物流系統(tǒng)設(shè)計

機械制造裝備設(shè)計全國本科院校機械類創(chuàng)新型應(yīng)用人才培養(yǎng)規(guī)劃教材第7章生產(chǎn)物流系統(tǒng)設(shè)計7.17.27.3物流系統(tǒng)基礎(chǔ)知識機床上下料裝置的設(shè)計物料運輸裝置設(shè)計

本章分四個小節(jié)：7.4自動化倉庫設(shè)計

7.1物流系統(tǒng)基礎(chǔ)知識物流系統(tǒng)的意義物流是指物資實體的物理流動過程。物流的基本任務(wù)是完成物資(包括原材料、燃料、動力工具、半成品、零配件、成品等)的儲存和運輸。2001年4月，中華人民共和國國家標準《物流術(shù)語》正式頒布，在充分吸收國內(nèi)外物流研究成果的基礎(chǔ)上，《物流術(shù)語》標準將物流定義為：“物品從供應(yīng)地向接收地的實體流動過程。根據(jù)實際需要，將運輸、儲存、裝卸、搬運、包裝、流通加工、配送、信息處理等基本功能實現(xiàn)有機結(jié)合?！?/p>

7.1物流系統(tǒng)基礎(chǔ)知識物流系統(tǒng)的意義物流按其業(yè)務(wù)目的可以分為：供應(yīng)物流、生產(chǎn)物流、銷售物流、回收物流和廢棄物流。根據(jù)物流活動的規(guī)模和范圍，又可分為：社會宏觀物流和企業(yè)物流。一般地說將社會物質(zhì)的包裝、儲運、調(diào)配（如物資調(diào)配、港口運輸?shù)认到y(tǒng)）稱為“大物流”，而將工廠布置和物料搬運等企業(yè)內(nèi)活動發(fā)展而來的物流系統(tǒng)稱為“小物流”。

7.1物流系統(tǒng)基礎(chǔ)知識

生產(chǎn)物流是指原材料、燃料、外購件投入生產(chǎn)后，經(jīng)過下料、發(fā)料、運送到各加工點和存儲點。一般來說，工件在制造系統(tǒng)的“通過時間”主要由四部分構(gòu)成：即加工準備時間、加工時間、排隊時間和運輸時間。其中，加工時間只占很小一部分，即工件在生產(chǎn)系統(tǒng)中大量無效的通過時間是導致在制品庫存增加，從而引起系統(tǒng)效益降低的根本原因之一。物流系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

物流系統(tǒng)的水平結(jié)構(gòu)制造企業(yè)的物流系統(tǒng)由三個子系統(tǒng)組成：物料供應(yīng)系統(tǒng)、生產(chǎn)過程物料搬運系統(tǒng)、成品運送系統(tǒng)。

7.1物流系統(tǒng)基礎(chǔ)知識經(jīng)銷商/批發(fā)商原材料.零部件輸入半成品庫存原材料半成品庫存加工零件裝配整機安裝包裝.堆放成品庫存進貨系統(tǒng)搬運系統(tǒng)出貨系統(tǒng)生產(chǎn)物流退貨物流供應(yīng)物流其它廠部件廠合作廠供應(yīng)商銷售商銷售物流成品庫存成品出貨零售商庫存信息

物流系統(tǒng)的垂直結(jié)構(gòu)從物流系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)來看，生產(chǎn)物流系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)可以分為決策層、管理層和控制層。決策層是指生產(chǎn)系統(tǒng)的物流規(guī)劃；管理層是指生產(chǎn)物流調(diào)度、庫存管理等；控制層指具體的動作管理研究。

7.1物流系統(tǒng)基礎(chǔ)知識物流系統(tǒng)的組織形式

制造業(yè)生產(chǎn)物流系統(tǒng)布置方式制造業(yè)企業(yè)總體布置和各種生產(chǎn)設(shè)施、輔助設(shè)施的合理配置是企業(yè)物流合理化的前提，根據(jù)不同的生產(chǎn)要求，生產(chǎn)制造系統(tǒng)的物流布置采用不同的布置方式。常用的布置方式有：按工藝原則布置、按成組原則布置、按項目布置和按產(chǎn)品原則布置。（1）按工藝原則布置按工藝原則布置將將具有相同或類似工藝能力的機床集中在一起，這類布局方式中，機床大多采用通用型的，以適應(yīng)不同零件的要求。

7.1物流系統(tǒng)基礎(chǔ)知識（2）按成組原則布置依據(jù)成組技術(shù)原理，機床按照成組工藝分組，每一組設(shè)備可以用來生產(chǎn)一個零件族的零件。

（3）按產(chǎn)品原則布置機床按照工藝要求的順序排列，一個零件的生產(chǎn)過程被分解成若干個工序安排到每臺機床上，工件在機床之間的移動通常依靠運輸系統(tǒng)，也可通過手工搬運，主要是看生產(chǎn)批量的大小和投資規(guī)模，一般適宜于大批大量方式。按照流水線的柔性來分，可以將其分為三種類型：1）單一產(chǎn)品線；2）成批產(chǎn)品線；3）混合產(chǎn)品線。

7.1物流系統(tǒng)基礎(chǔ)知識（4）按項目布置這類布局中，產(chǎn)品位置是固定不動的，所有的裝備、材料、人員等都圍繞產(chǎn)品進行布局，如飛機生產(chǎn)是采用這種布局，原因是產(chǎn)品太大或太重。這類布置的物料移動少、人員和設(shè)備的移動增加。

7.1物流系統(tǒng)基礎(chǔ)知識布置類型工藝原則布置成組原則布置產(chǎn)品原則布置按項目布置物流時間長短短中在制品庫存量高低低中產(chǎn)品柔性高中—高低高機器利用率中—低中—高高中加工對象路徑不固定固定固定無路徑單位產(chǎn)品成本高較低低高設(shè)備投資規(guī)模小中大——

精益生產(chǎn)方式物流系統(tǒng)布置（1）U型布置的加工生產(chǎn)線按照零部件工藝的要求，將所需要的機器設(shè)備串連在一起，布置成U型生產(chǎn)單元，并在此基礎(chǔ)上，將幾個U型生產(chǎn)單元結(jié)合在一起，連接成一個整合的生產(chǎn)線。

7.1物流系統(tǒng)基礎(chǔ)知識（2）總裝配線布置對于整個工廠物流布局而言，總裝配生產(chǎn)線與其他部裝生產(chǎn)線、零部件加工在布局上呈“河流水系”狀分布。

7.1物流系統(tǒng)基礎(chǔ)知識生產(chǎn)物流的特點（1）生產(chǎn)物流是生產(chǎn)工藝的一個組成部分。（2）生產(chǎn)物流有非常強的“成本中心”的作用。（3）生產(chǎn)物流是專業(yè)化很強的“定制”物流。（4）生產(chǎn)物流是小規(guī)模的精益物流。

7.1物流系統(tǒng)基礎(chǔ)知識機床上下料裝置是將待加工工件送到機床上的加工位置和將已加工工件從加工位置取下的自動或半自動機械裝置，又稱工件自動裝卸裝置。機床上下料裝置類型

根據(jù)毛坯形式的不同，上下料裝置一般可分為三種類型：（1）帶狀料上料裝置（2）棒狀料上料裝置（3）單件毛坯上料裝置按照毛坯形狀、大小及其工作特點的不向，上料裝置又可分為料倉式、料斗式以及機械手上料等不同類型。

7.2機床上下料裝置的設(shè)計

7.2機床上下料裝置的設(shè)計料倉式上料裝置當工件毛坯的尺寸較大，而且形狀復雜難以自動定向時，可采用料倉式上料裝置。這時需工人或?qū)ｉT的定向裝置不斷地將單件毛坯以一定方位裝入料倉，然后再由料倉送料機構(gòu)自動地將單件毛坯從料倉取出送到機床上。料倉式上料裝置主要應(yīng)用于大批量生產(chǎn)，所運送的毛坯可以是鍛件、鑄件或由棒料加工成的毛坯件及半成品。料倉式上料裝置主要由料倉、上料器、隔料器、分路器和合路器組成。料倉料倉的作用是儲存毛坯，由于工件的傳送方式的不同，可分為靠工件自重送料和用外力強制送料的料倉。

（1）靠工件自重送料的料倉這類料倉不需要動力裝置，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，但送料速度不能調(diào)節(jié)，不能向上送料，送料距離較短。它分為槽式、斗式和管式料倉三種。

1）槽式料倉的基本類型：按工件運動特性可分為滑動式和滾動式；按料倉形狀可分為直線型和曲線型；按料倉結(jié)構(gòu)又可分為開式或閉式。

7.2機床上下料裝置的設(shè)計

2）斗式料倉槽式料倉的一個缺點是儲料數(shù)量有限，而斗式料倉占地較小，儲料較多，因此得到廣泛應(yīng)用。工件在斗式料倉中整齊排列堆積時，常常會在內(nèi)部互相擠住而形成“拱橋”，使得工件被卡住不能下落。為了保證上料裝置能夠連續(xù)地正常工作，常在這種料倉中設(shè)置攪動器，用以破壞“拱撟”。

7.2機床上下料裝置的設(shè)計(a)杠桿式(b)凸輪式(c)電磁振動式(d)棘齒式1-消除器;2-料倉;3-工件3）管式料倉管式料倉有柔性和剛性之分，柔性管式料倉用彈簧鋼絲繞成，可以彎曲變形，用于連接有相對運動的部件。根據(jù)需要，管式料倉可以設(shè)置成直立管式，也可以設(shè)置成彎管型式。在設(shè)計或選用管子時，應(yīng)使料管內(nèi)徑大于工件外徑的1/10~1/17，彎曲管道的最小曲率半徑要保證不卡住工件。此外，直徑較大的管式料他，可在管壁開觀察槽，以觀察工件下落情況，及時排除卡住、擠塞等故障。

7.2機床上下料裝置的設(shè)計（2）用外力強制送料的料倉這類料倉的送料速度可以根據(jù)需要確定，能向任何方向送料，送料距離可以較長。但它需要專門的動力裝置，結(jié)構(gòu)復雜，體積大。

7.2機床上下料裝置的設(shè)計(a)重錘式(b)鏈式(c)彈簧式(d)摩擦式(e)電磁式上料器上料器是把毛坯從料倉送到機床加工位置的裝置。

7.2機床上下料裝置的設(shè)計(a)料倉兼作上料器(b)槽式上料器(c)圓盤式上料器(d)轉(zhuǎn)塔刀架兼作上料器料倉本身就起了上料器的作用。上料器有容納毛坯的槽，接受從料倉落下的毛坯。上料器中的圓盤朝一個方向連續(xù)旋轉(zhuǎn)，毛坯從料倉送入圓盤的孔中，由圓盤帶到加工位置，加工完畢后工件又被推出。

轉(zhuǎn)塔自動車床，料倉固定在轉(zhuǎn)塔刀架右方。隔料器隔料器用來控制從輸料槽進入送料器的工件數(shù)量。比較簡單的上料裝置中，隔料的作用兼由送料器完成。當工件較重或垂直料槽中工件數(shù)量較多時，為了避免工件的全部重量都壓在送料器上，要設(shè)置獨立的隔料器。

7.2機床上下料裝置的設(shè)計分路器和合路器

分路器是當一臺上料機構(gòu)需向兩個以上工位或兩臺以下機床供料時，將一路工件交替地分為幾路的裝置，合路器則反之。料斗式上料裝置料斗式上料裝置主要用于形狀簡單、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。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。料斗式上料裝置可分為機械傳動式料斗裝置和振動式料斗式裝置兩大類。

7.2機床上下料裝置的設(shè)計機械傳動式料斗裝置機械傳動式料斗裝置形式多樣，按定向機構(gòu)的運動特征可分為回轉(zhuǎn)式、擺動式和直線往復式等。所采用的定向機構(gòu)主要有鉤式、銷式、圓盤式、管式和鏈帶式等。工件定向方法主要有抓取法、槽隙定向法、型孔選取法和重心偏移法。（1）回轉(zhuǎn)式料斗裝置回轉(zhuǎn)式料斗有葉輪式、盤式和旋轉(zhuǎn)管式等多種形式。

7.2機床上下料裝置的設(shè)計（2）擺動式料斗裝置擺動式料斗有中心擺動式和扇形塊擺動式等。

（3）直線往復式料斗裝置直線往復式料斗多為帶式傳送。

7.2機床上下料裝置的設(shè)計

圖7.12中心擺動式料斗

圖7.13直線往復式料斗振動式料斗裝置振動式料斗裝置在儀器儀表和電子元件等行業(yè)中較多應(yīng)用。振動料斗工件比較平穩(wěn)，適用于已經(jīng)過部分精加工的各類小型工件。振動料斗具有一定的通用性，當用于尺寸、質(zhì)量相近的不同工件時，只需要更換定向機構(gòu)。

7.2機床上下料裝置的設(shè)計振動式料斗裝置振動式料斗是以剔除法進行定向的。一般在螺旋料道的最上一層，根據(jù)工件的形狀特性和定向要求，安裝一些剔除構(gòu)件，或?qū)⒛骋欢瘟系篱_出缺口、槽子或做出斜面等，將不符合定向要求的工件剔除．使之重新落入料斗底部，而讓正確定向的工件通過。

7.2機床上下料裝置的設(shè)計圖7.15(a)為要求長度大于直徑(L＞D)的工件沿軸心線排列的定心方法。

沿料道向前運動的工件具有各種不同的姿勢，前進到擋板1時，只有臥倒的工件能夠通過，直立的工件則沿擋板的斜面運動，最后落入料斗底部擋料塊2使工件成單行通過，然后落進圓弧槽里，從這里移出料口。

7.2機床上下料裝置的設(shè)計

對于長度小于直徑(L＜D)的圓柱體，可采用圖7.15(b)所示方法。

擋板1只讓直立的工件通過，橫臥的工件則滾落料斗中。以單行通過擋料塊2的工件，順次落進料管3，沒能落進料管的工件被擋料塊4的斜面推落料斗中。

7.2機床上下料裝置的設(shè)計

圖7.15(c)用于杯形或罩形工件，定向后底部朝下。

將料道中的一段做成帶卷邊的傾斜面，平臥和底部朝上的工件均翻落料斗中，只有底部朝下的工件能夠通過。

7.2機床上下料裝置的設(shè)計

圖7.15(d)為具有頭部的工件的定向方法。

在料斗側(cè)壁上裝有凸塊5，頭部向下的工件可從凸塊下面通過，頭部向上的工件被凸塊擋住，從斜面上翻入料斗。

7.2機床上下料裝置的設(shè)計物料運輸裝置是機械加工生產(chǎn)線的一個重要組成部分，用于實現(xiàn)物料在加工設(shè)備之間或加工設(shè)備與倉儲裝備之間的傳輸。

輸送機輸送機系統(tǒng)中多采用帶式輸送機、滾道式輸送機、鏈式輸送機以及懸掛式輸送機，具有能連續(xù)輸送和單位時間輸送量大的優(yōu)點。但輸送機占地面積較大，設(shè)置后再改變布置較困難。輸送機的布置方式多根據(jù)工藝安排而定。

7.3物料運輸裝置設(shè)計帶式輸送機帶式輸送機是靠輸送帶的運動來輸送物料的傳送機。輸送帶既是承載貨物的構(gòu)件，又是傳遞牽引力的牽引構(gòu)件，依靠輸送帶與滾筒之間的摩擦力平穩(wěn)地進行驅(qū)動。

7.3物料運輸裝置設(shè)計

帶式輸送機

帶式輸送機主要結(jié)構(gòu)部件：①輸送帶；②支承托輥；③驅(qū)動裝置；④制動裝置；⑤張緊裝置；⑥改向裝置；⑦裝載裝置；⑧卸載裝置；⑨清掃裝置。

7.3物料運輸裝置設(shè)計

滾道式輸送機滾道式輸送機是利用轉(zhuǎn)動的圓柱形滾子或圓盤輸送物料。按照輸送方向及生產(chǎn)工藝要求，輸送機可以布置成各種線路，如直線的、轉(zhuǎn)彎的各具有各種過渡裝置的交叉線路等。

7.3物料運輸裝置設(shè)計

圖7.18輸送機布置線路圖7.19滾子轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)鏈式輸送機鏈式輸送機用環(huán)繞若干鏈輪的無端鏈條作牽引件，由驅(qū)動鏈輪通過輪齒和鏈節(jié)的嚙合將圓周牽引力傳遞給鏈條，在鏈條上固定著一定的工作物件以輸送貨物。

7.3物料運輸裝置設(shè)計

懸掛式輸送機懸掛式輸送機是利用聯(lián)接在牽引鏈上的滑架在架空軌道上運行以帶動承載件輸送成件物品的輸送機。架空軌道可在車間內(nèi)根據(jù)生產(chǎn)需要靈活布置，構(gòu)成復雜的輸送線路。

7.3物料運輸裝置設(shè)計

步伐式輸送裝置步伐式輸送裝置一般用于箱體類工件的輸送，常用的有移動步伐式、拾起步伐式兩種主要類型，其中移動步伐式主要有棘爪式和擺桿式兩種。

7.3物料運輸裝置設(shè)計棘爪移動步伐輸送帶棘爪輸送帶結(jié)構(gòu)簡單、動作單一，通用性強，同一輸送帶也可安排幾種不同的輸送步距。但這種輸送帶是剛性連接，運動速度過高時，由于慣性作用會影響工件定位精度，因此速度一般不高于16m/min，在工件到達定位點30~40mm時，最好進行減速控制。棘爪式輸送帶的驅(qū)動裝置，一般多采用組合機床的機械動力滑臺或液壓動力滑臺。

7.3物料運輸裝置設(shè)計1-墊圈;2-輸送桿;3-拉架;4-彈簧;5-棘爪;6-棘爪銷;7-支銷;8-連接板;9-傳動裝置;10-工件;11-滾子軸;12-滾輪;13-支承滾架;14-支撐板;15-側(cè)限位板圖7.22棘爪移動步伐輸送帶

7.3物料運輸裝置設(shè)計擺桿式移動步伐輸送帶擺桿式輸送帶采用圓柱形輸送桿和前后兩個方向限位的剛性撥爪，工件輸送到位后，輸送桿必須作回轉(zhuǎn)擺動，使剛性撥爪轉(zhuǎn)離工件后再作返回運動。1-輸送帶;2-撥爪;3-工件圖7.23擺桿式移動步伐輸送帶

7.3物料運輸裝置設(shè)計抬起步伐式輸送裝置輸送板上裝有對工件限位用的定位銷或V形塊．輸送開始前，輸送板首先抬起，將工件從固定夾具上托起并帶動工件向前移動一個步距；然后輸送板下降，不僅將工件重新安放在固定夾具上，同時下降到最低位置，以便輸送板返回。輸送板的抬起可由齒輪齒條機構(gòu)、撥爪杠桿機構(gòu)、凸輪頂桿或抬起液壓缸等機構(gòu)來完成。抬起式步伐輸送裝置可直接輸送外觀不規(guī)則的畸形、細長軸類或軟質(zhì)材料工件等，以使節(jié)省隨行夾具。自動運輸小車自動運輸小車是現(xiàn)代生產(chǎn)系統(tǒng)中機床間傳送物料的重要設(shè)備，它分為有軌小車和無軌小車兩大類。

7.3物料運輸裝置設(shè)計有軌自動運輸小車有軌自動運輸小車（RGV）沿直線軌道運動，機床和輔助設(shè)備在導軌一側(cè)，安放托盤或隨行夾具的臺架在導軌的另一側(cè)。

7.3物料運輸裝置設(shè)計無軌自動運輸小車無軌自動運輸小車，又稱為自動導向小車（AGV）是裝備有電磁或光學自動導引裝置，能夠沿規(guī)定的導引路徑行駛，具有小車編程與停車選擇裝置、安全保護以及各種移載功能的運輸小車。

無軌自動運輸小車AGV主要由車體、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。1-安全擋圈

2、11-認址線圈

3-失靈控制線圈4-導向探測線圈

5-驅(qū)動軸

6-驅(qū)動電動機7-轉(zhuǎn)向機構(gòu)

8-轉(zhuǎn)向伺服電動機9-蓄電池箱10-車架;12-制動用電磁離合器;13-后輪;14-操縱臺

7.3物料運輸裝置設(shè)計

無軌自動運輸小車AGV按照導引方式可以分為電磁導引、光學導引、磁帶導引、超聲導引、激光導引和視覺導引等方式，各導引方式的比較如表所示。

7.3物料運輸裝置設(shè)計

技術(shù)名稱成熟度技術(shù)難度成本應(yīng)用先進性前景電磁導引成熟中低廣一般較好光學導引成熟中低低較廣一般較好磁帶導引成熟低低較廣一般好超聲導引較成熟高中少一般一般激光導引較成熟高高廣較先進好視覺導引不成熟高高少很先進很好輔助裝置物料輸送系統(tǒng)中的主要輔助裝置有托盤、托盤交換器及隨行夾具等。

7.3物料運輸裝置設(shè)計托盤托盤是實現(xiàn)工件和夾具系統(tǒng)、輸送設(shè)備及加工設(shè)備之間連接的工藝裝備，是柔性制造系統(tǒng)中物料輸送的重要輔助裝置。托盤按其結(jié)構(gòu)形式可分為箱式和板式兩種。

7.3物料運輸裝置設(shè)計托盤箱式托盤不進入機床工作空間，主要用于小型工件及回轉(zhuǎn)體工件，主要功能是起輸送和儲存載體的作用板式托盤主要用于較大型非回轉(zhuǎn)體工件，工件在托盤上通常是單件安裝。

(a)箱式托盤(b)板式托盤

7.3物料運輸裝置設(shè)計托盤交換器托盤交換器，也稱為自動托盤交換裝置，是機床和傳送裝置之間的橋梁和接口，不僅起連接作用，而且可以有暫時存儲工件、防止物流系統(tǒng)阻塞等作用。

7.3物料運輸裝置設(shè)計隨行夾具對于結(jié)構(gòu)形狀比較復雜、且缺少可靠運輸基面的工件或質(zhì)地較軟的有色金屬工件，常將工件預先定位夾緊在隨行夾具上，然后與隨行夾具一起轉(zhuǎn)運、定位和夾緊在機床上，因此從裝載工件開始，工件就始終定位夾緊在隨行夾具上，隨行夾具伴隨工件加工的全過程。隨行夾具在生產(chǎn)線上循環(huán)使用，流水線上隨行夾具的返回方式通常有上方返回、下方返回、水平返回三種。

7.3物料運輸裝置設(shè)計

（1）上方返回式這種方式結(jié)構(gòu)簡單緊湊、占地面積小，但這種方式不適宜于較長自動線，也不宜布置立式機床。1-輸送帶;2-隨行夾具;3-提升機構(gòu);4-滾道;5-下降機構(gòu)

7.3物料運輸裝置設(shè)計

（2）下方返回式下方返回方式結(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件和排屑裝置的布置。這種方式多用于工位數(shù)少，精度不高的由小型組合機床織成的自動線上。1-液壓缸;2-隨行夾具;3、5-回轉(zhuǎn)鼓輪;4-步伐式輸送帶

7.3物料運輸裝置設(shè)計

（3）水平返回式水平返回式的隨行夾具在水平面內(nèi)可通過輸送帶返回。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1、2、3-步伐式輸送帶自動化倉庫又稱立體倉庫，是一種設(shè)置有高層貨架，并配有倉儲機械、自動控制和計算機管理系統(tǒng)，實現(xiàn)搬運、存取機械化，管理現(xiàn)代化的新型倉庫，具有占地面積小、儲存量大，周期快等優(yōu)點，在現(xiàn)代生產(chǎn)系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。自動化倉庫的機械設(shè)備自動化倉庫的機械設(shè)備一般包括存儲機械、搬運機械、輸送機械、貨架、托盤或貨箱等設(shè)備。

7.4自動化倉庫設(shè)計

貨架在自動化倉庫中，貨架是指專門用于存放成件物品的保管設(shè)備。按貨架形式可分為：通道式、密集型、旋轉(zhuǎn)式；按貨架高度不同可分為為高層（>15m）、中層（5~15m）、低層（<5m）貨架；按貨架載重量不同可分為：輕型貨架（每層貨架的載重量小于150kg）、中型貨架（每層貨架的載重量在150kg~500kg）和重型貨架。

7.4自動化倉庫設(shè)計典型貨架：（1）重力式貨架、（2）貫通式貨架、（3）懸臂式貨架、（4）閣樓式貨架、（5）移動式貨架、（6）旋轉(zhuǎn)式貨架

7.4自動化倉庫設(shè)計托盤和貨箱用于承載貨物的器具，亦稱工位器具。托盤或貨箱基本基本功能是裝物料，同時還要便于叉車各堆垛機的叉取和存放。常用托盤包括平托盤、柱式托盤、箱式托盤以及輪式托盤等。

（1）平托盤平托盤是托盤中使用最最大的一種，常見平托盤結(jié)構(gòu)形式如圖所示。

7.4自動化倉庫設(shè)計（2）柱式托盤

柱式托盤的基本結(jié)構(gòu)是托盤的4個角有固定式或可卸式的柱子。這種托盤的進一步發(fā)展又可從對角的柱子上端用橫梁連接，使柱子成門框型。

7.4自動化倉庫設(shè)計（3）箱式托盤箱式托盤是在平托盤基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，多用于散件或散狀物料的集裝，金屬箱式托盤還用于熱加工車間集裝熱料。一般下可叉裝，上部可吊裝，并可進行碼垛。

（4）輪式托盤在柱式、箱式托盤的底部裝上腳輪而成。

7.4自動化倉庫設(shè)計堆垛機巷道式堆垛機是隨著自動化倉庫的出現(xiàn)而發(fā)展起來的專用起重機，是自動化倉庫中最重要的存取作業(yè)機械。巷道式堆垛機的主要用途是在高層貨架的巷道內(nèi)來回穿梭運行，將位于巷道口的貨物存入貨格，或者相反，取出貨格內(nèi)的貨物運送到巷道口。

常用的堆垛機按結(jié)構(gòu)形式分為：單立柱和雙立柱堆垛機；按有無導軌一般分為：有軌巷道式堆垛機和無軌堆垛機。

7.4自動化倉庫設(shè)計目前，在自動化倉庫中運用的主要作業(yè)設(shè)備有有軌堆垛機、無軌堆垛機和普通叉車。

7.4自動化倉庫設(shè)計設(shè)備名稱巷道寬度作業(yè)高度作業(yè)靈活性自動化程度普通叉車最大＜5m任意移動，非常靈活一般為手動，自動化程度較低無軌巷道堆垛機中5m～12m可服務(wù)于兩個以上的巷道，并完成高架區(qū)以外的作業(yè)可以進行手動、半自動、自動及遠距離集中控制有軌巷道堆垛機最?。?2m只能在高層貨架巷道內(nèi)作業(yè)，必須配備出入庫設(shè)備可以進行手動、半自動、自動及遠距離集中控制（1）有軌巷道式堆垛機有軌巷道式堆垛機沿著倉庫內(nèi)設(shè)置好的軌道水平運行，高度視立體倉庫的高度而定。有軌巷道式堆垛機具有以下特點：1）整機結(jié)構(gòu)高而窄；2）結(jié)構(gòu)的剛度和精度要求高；3）取物裝置復雜；4）堆垛機的電力拖動系統(tǒng)要同時滿足快速、平穩(wěn)和準確三個方面的要求；5）安全要求高。

7.4自動化倉庫設(shè)計

（2）無軌巷道式堆垛機無軌巷道式堆垛機又稱三向堆垛叉車或高架叉車。

它與有軌巷道式堆垛機的主要區(qū)別是它可以自由地沿著不同的路徑水平運行，不需要設(shè)置水平運行軌道。其作業(yè)特點是可以從三個方向進行貨物的存取操作—向前、向左及向右。

7.4自動化倉庫設(shè)計

（3）巷道式堆垛機的基本結(jié)構(gòu)

巷道式堆垛機具有沿巷道方向的水平運動，沿貨架層方向的垂直運動，貨叉送、取貨的伸縮運動，載貨臺的的旋轉(zhuǎn)運動和載貨臺為貨叉送、取貨的準確位置而進行的微量垂直運動。

7.4自動化倉庫設(shè)計

1-天軌;2-上橫梁;3-減振器;4-編碼器;5-集油器;6-行走機構(gòu);7-軌道;8-雙方柱;9-貨叉;10-載貨臺自動化倉庫的分類

按建筑形式可以分為整體式和分離式整體式倉庫的貨架結(jié)構(gòu)不但用于存放貨物，同時又是倉庫建筑物的柱子和倉庫側(cè)壁的支撐，即倉庫建筑與貨架結(jié)構(gòu)成為一個不可分開的整體。分離式倉庫的貨架獨立存在，建在建筑物內(nèi)部。

7.4自動化倉庫設(shè)計按貨物存取形式可以分為單元貨架式、移動貨架式和揀選貨架式

單元貨架式是一種最常見的結(jié)構(gòu)。貨物先放在托盤或集裝箱內(nèi)，再裝入單元貨架式倉庫貨架的貨格中。

移動貨架是由電動機貨架組成。貨架可以在軌道上行走，由控制裝置控制貨架的合攏各分離。

揀選貨架式倉庫的分揀機構(gòu)是這種倉庫的核心組成部分。它有巷道內(nèi)分揀和巷道外分揀兩種方式。兩種分揀方式又分人工分揀和自動分揀。

7.4自動化倉庫設(shè)計按貨架構(gòu)造形式可分為單元貨格式、貫通式、水平循環(huán)式和垂直循環(huán)式倉庫（1）單元貨格式倉庫單元貨格式倉庫應(yīng)用最為廣泛，也稱巷道式立體倉庫。它適用于存放多品種少批量貨物。

7.4自動化倉庫設(shè)計（2）貫通式倉庫根據(jù)貨物在倉庫中移動方式的不同，貫通式倉庫又分為重力式貨架倉庫和梭式小車貨架倉庫。

1）重力式貨架倉庫重力式貨架倉庫依靠存貨通道的坡度，貨物單元在其重力的作用下從入庫端自動向出庫端移動，直到碰上已有的貨物單元停止為止。

7.4自動化倉庫設(shè)計

2）梭式小車貨架倉庫由梭式小車在存貨通道內(nèi)往返穿梭似地搬運貨物。3）水平循環(huán)式倉庫水平循環(huán)式倉庫的貨架本身可以在水平面內(nèi)沿環(huán)形路線來回運行。

4）垂直循環(huán)式倉庫垂直循環(huán)式倉庫與水平循環(huán)式倉庫相似，只是把水平面內(nèi)的環(huán)形旋轉(zhuǎn)改為垂直面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)。

7.4自動化倉庫設(shè)計

按所起的作用可分為生產(chǎn)性倉庫和流通性倉庫生產(chǎn)性倉庫是指工廠內(nèi)部為了協(xié)調(diào)工序和工序、車間和車間、外購件和自制件間物流的不平衡而建立的倉庫，它能保證各生產(chǎn)工序間進行有節(jié)奏的生產(chǎn)。流通性倉庫是一種服務(wù)性倉庫，它是企業(yè)為了調(diào)節(jié)生產(chǎn)廠和用戶間的供需平衡而建立的倉庫。這種倉庫進出貨物比較頻繁，吞吐量較大，一般都和銷售部門有直接聯(lián)系。

7.4自動化倉庫設(shè)計按自動化倉庫與生產(chǎn)聯(lián)接的緊密程度可分為獨立型、半緊密型和緊密型倉庫

獨立型倉庫也稱為“離線”倉庫，是指從操作流程及經(jīng)濟性等方面來說都相對獨立的自動化倉庫。又可分為存儲型和中轉(zhuǎn)型倉庫。

半緊密型倉庫是指它的操作流程、倉庫的管理、貨物的出入和經(jīng)濟性與其他廠（或部門、或上級單位）有一定關(guān)系，而又未與其他生產(chǎn)系統(tǒng)直接相聯(lián)。

緊密型倉庫也稱為“在線”倉庫，是那些與工廠內(nèi)其他部門或生產(chǎn)系統(tǒng)直接相聯(lián)的自動化倉庫，兩者間的關(guān)系比較緊密。

7.4自動化倉庫設(shè)計自動化倉庫的工作過程

（1）堆垛機停在巷道起始位置，待入庫的貨物已放置在出入庫裝卸站上，由堆垛機的貨叉將其取到裝卸托盤上，如圖(a)所示。（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，如圖(b)所示。

7.4自動化倉庫設(shè)計自動化倉庫的工作過程

（3）裝卸托盤到達存入倉位前，即圖中和第四列第四層，裝卸托盤上的貨叉將托盤上的貨物送進存入倉位，如圖(c)所示。（4）堆垛機行進到第五列第二層，到達調(diào)出倉位，貨叉將該倉位中的貨物取出，放在裝卸托盤上，如圖(d)所示。

7.4自動化倉庫設(shè)計自動化倉庫的工作過程