第3章 物料供输自动化

1、机电工程学院机电工程学院第三章 物流供输自动化地位：物流系统是机械制造系统的重要组成部分之一作用：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。意义：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。可提高生产率，降低成本，提高效益。机电工程学院机电工程学院第一节 概述产品在制造过程中的时间及费用分配：n机床作业时间仅占5%n工件处于等待和传输状态的时间占95%n物料传输与存储费用占整个产品加工费用的 30%-40%n对物流系统的优化有助于提高生产率、降低成本、

2、提高效益。机电工程学院机电工程学院一、物流系统及其功用一、物流系统及其功用 物流是物料的流动过程。物流按其物料性质物流是物料的流动过程。物流按其物料性质不同，可分为不同，可分为工件流、工具流和配套流工件流、工具流和配套流三种。三种。 在自动化制造系统中，物流系统是指工件流、在自动化制造系统中，物流系统是指工件流、工具流和配套流的移动与存储，它主要完成物料工具流和配套流的移动与存储，它主要完成物料的的存储、输送、装卸、管理存储、输送、装卸、管理等功能。等功能。机电工程学院机电工程学院二、二、 物流系统的组成及分类物流系统的组成及分类1)1)单机自动供料装置单机自动供料装置 完成单机自动上下料任务

3、，由储料器、隔料完成单机自动上下料任务，由储料器、隔料器、上料器、输料槽、定向定位装置等组成。器、上料器、输料槽、定向定位装置等组成。2)2)自动线输送系统自动线输送系统 完成自动线上物料输送任务，由各种连续输完成自动线上物料输送任务，由各种连续输送机、通用悬挂小车、有轨导向小车及随行夹具送机、通用悬挂小车、有轨导向小车及随行夹具返回装置等组成。返回装置等组成。3)FMS3)FMS物流系统物流系统 完成完成FMS物料的传输，由自动导向小车、积物料的传输，由自动导向小车、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、自动化仓库等组成。人、自动化仓库等组

4、成。 机电工程学院机电工程学院图3-1 物流供输系统的组成及分类机电工程学院机电工程学院 三、物流系统应满足的要求三、物流系统应满足的要求1)1)可靠、无损伤和快速地物料流动；可靠、无损伤和快速地物料流动；2)2)具有一定柔性，即灵活性、可变性和可重组性；具有一定柔性，即灵活性、可变性和可重组性；3)3)实现实现“零库存零库存”生产目标；生产目标；4)4)采用计算机管理，提高效率，减少建设投资；采用计算机管理，提高效率，减少建设投资；5) 5) 具有可扩展性、人性化和智能化。具有可扩展性、人性化和智能化。 机电工程学院机电工程学院第二节单机自动供料装置一、概述一、概述自动供料装置的组成：自动供

5、料装置的组成： 储料器、输料槽、定向定位装置和上料器储料器、输料槽、定向定位装置和上料器工作过程：工作过程： 储料器储存一定数量的工件，根据加工设备的储料器储存一定数量的工件，根据加工设备的需求自动输出工件，经输料槽和定向定位装置传送需求自动输出工件，经输料槽和定向定位装置传送到指定位置，再由上料器将工件送入加工位置。到指定位置，再由上料器将工件送入加工位置。机电工程学院机电工程学院图3-2 机床自动供料装置1料仓 2隔料器 3上料器 4弹簧夹头 5上料杆 6推料杆 7出料槽8弹簧 9自动停车装置机电工程学院机电工程学院对供料装置的基本要求：对供料装置的基本要求： 1 1）供料迅速，缩短辅助时

6、间）供料迅速，缩短辅助时间, ,提高生产率；提高生产率； 2 2）供料装置结构简单，供料稳定可靠；）供料装置结构简单，供料稳定可靠； 3 3）供料时避免冲击，防止损伤工件；）供料时避免冲击，防止损伤工件； 4 4）供料装置要有一定的适用范围，以适应不同）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；类型、不同尺寸的工件要求； 5 5）满足一些工件的特殊要求。）满足一些工件的特殊要求。机电工程学院机电工程学院车床机器人上下料示意图车床机器人上下料示意图机电工程学院机电工程学院加工中心机器人上下料示意图加工中心机器人上下料示意图机电工程学院机电工程学院回转摩擦盘式供料装置回转摩

7、擦盘式供料装置机电工程学院机电工程学院振动盘自动供料装置振动盘自动供料装置机电工程学院机电工程学院结构：结构：一般设计成料仓式或料斗式。一般设计成料仓式或料斗式。料仓式储料器料仓式储料器需人工将工件按一定方向摆放在仓内，需人工将工件按一定方向摆放在仓内，料斗式储料器料斗式储料器只需将工件倒入料斗，由料斗自动完成定只需将工件倒入料斗，由料斗自动完成定向。向。 料仓或料斗料仓或料斗一般储存小型工件一般储存小型工件，对于较大的工件可，对于较大的工件可采用机械手或机器人来完成供料过程。采用机械手或机器人来完成供料过程。 储料器机电工程学院机电工程学院二、二、 料仓料仓1. 1. 料仓的结构形式料仓的结

8、构形式n 自重式自重式n 外力作用式外力作用式2. 2. 拱形消除机构拱形消除机构n 仓壁振动器仓壁振动器n 搅拌器搅拌器机电工程学院机电工程学院图图3-3 料仓的结构形式料仓的结构形式机电工程学院机电工程学院料仓式上料装置料仓式上料装置机电工程学院机电工程学院数控机床棒料送料器数控机床棒料送料器机电工程学院机电工程学院三、料斗三、料斗n 具有定向机构：具有定向机构：工件在料斗中自动完成定向。工件在料斗中自动完成定向。n 保证正常生产保证正常生产：应使料斗的平均供料率大于机床：应使料斗的平均供料率大于机床 的生产率。的生产率。 机电工程学院机电工程学院图图3-4 往复推板式料斗往复推板式料斗1

9、 1、平均供料率、平均供料率Q （件（件/min/min）滚动：滚动：Q=nLK/d ;滑动：滑动： Q=nLK/l ;式中：式中：n推板往复次数；推板往复次数； L推板工作部分长度；推板工作部分长度； d工件直径工件直径； l工件长度工件长度， k上料系数，见表上料系数，见表3-1机电工程学院机电工程学院2. 2. 推板工作部分水平倾角推板工作部分水平倾角（）n 工件滚动时：工件滚动时：=7 15 n 工件滑动时：工件滑动时：=20 30 3. 3. 推板行程长度推板行程长度H H（mm）n 对于对于l/d8的轴类工件：的轴类工件：H=(3-4)l；n 对于对于l/d=8-12的轴类工件：的

10、轴类工件：H=(2-2.5)l；4. 4. 推板的宽度推板的宽度B B（mm）n 推板位于料斗一侧：推板位于料斗一侧：B=（8-10）ln 推板位于料斗中间：推板位于料斗中间：B=（12-15）l机电工程学院机电工程学院表表3-1 料斗结构与技术特性料斗结构与技术特性机电工程学院机电工程学院机电工程学院机电工程学院四、输料槽四、输料槽n根据工件的根据工件的输送方式输送方式（靠自重或强制输送靠自重或强制输送）和）和工工件形状件形状，确定输料槽的结构形式。，确定输料槽的结构形式。n靠靠自重输送自重输送的自流式输料槽结构简单，但可靠性的自流式输料槽结构简单，但可靠性较差；较差；n半自流式或强制运动式

11、半自流式或强制运动式输料槽可靠性高。输料槽可靠性高。机电工程学院机电工程学院表表3-2 输料槽主要类型输料槽主要类型机电工程学院机电工程学院表表3-2 输料槽主要类型（续）输料槽主要类型（续）机电工程学院机电工程学院五、工件的二次定向机构 有些外形复杂的工件，一次定向困难，因此需在有些外形复杂的工件，一次定向困难，因此需在料斗外的输料槽中进行二次定向。料斗外的输料槽中进行二次定向。图图3-5 二次定向机构二次定向机构机电工程学院机电工程学院六、 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，一般将供料与隔料到机

12、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。机构设计成一体的。图图3-6 典型的供料与隔料机构典型的供料与隔料机构a) 往复式往复式 b) 摆动式摆动式 c) 回转式回转式 d) 连续式连续式机电工程学院机电工程学院电磁振动料槽 利用电磁振动使物料向前输送和定向；结构简单，利用电磁振动使物料向前输送和定向；结构简单，供料速度快，适用范围广。供料速度快，适用范围广。图图3-7 直槽型振动料槽直槽型振动料槽1料槽料槽 2弹簧片弹簧片 3衔铁衔铁 4电磁铁电磁铁 5基座基座机电工程学院机电工程学院表表3-3 电磁振动料斗的类型电磁振动料斗的类型分分 类类名名 称称特点特点适用范围适用

13、范围料槽型式料槽型式直槽型直槽型单个电磁铁激振，料槽作往复振动单个电磁铁激振，料槽作往复振动主要用作料道主要用作料道螺旋型螺旋型料槽装料器内外壁作垂直及扭转振料槽装料器内外壁作垂直及扭转振动动中、小型工件的上中、小型工件的上料料激振方式激振方式电磁式电磁式用电磁铁激振用电磁铁激振用途最广用途最广机械式机械式用偏心机构、凸轮机构激振，振动用偏心机构、凸轮机构激振，振动频率低，振幅大频率低，振幅大大型工件的上料大型工件的上料振动特性振动特性单一振单一振动动正弦谐振正弦谐振应用最广应用最广复合振复合振动动垂直振动与扭转振动分离垂直振动与扭转振动分离形状复杂工件的上形状复杂工件的上料，供料率高料，供料

14、率高机电工程学院机电工程学院七、 机床自动供料典型装置举例图图3-8 螺纹机床自动螺纹机床自动供料装置供料装置1摆杆摆杆 2挡铁挡铁 3螺钉螺钉 4碰杆碰杆 5隔隔料器料器 6齿轮齿轮 7摆摆轴轴 8活塞活塞 9夹持夹持器器 10扭簧扭簧 11料料道道 12液压缸液压缸 13限位销限位销 14弹簧弹簧 15微动开关微动开关机电工程学院机电工程学院八、板材料自动供料和送料装置八、板材料自动供料和送料装置1 1）供料装置）供料装置功能：功能：贮料、顶料、吸料、提料、移料和释料等贮料、顶料、吸料、提料、移料和释料等过程：过程：先将板料放入贮料架内先将板料放入贮料架内, , 再由顶料机构把再由顶料机构

15、把板料提供给吸料器或送料装置板料提供给吸料器或送料装置, ,2 2）送料装置）送料装置将供料装置送来的板料传送到加工位置。将供料装置送来的板料传送到加工位置。 机电工程学院机电工程学院图图3-9 双双贮料式贮料式贮料与顶料装置贮料与顶料装置1贮料架贮料架 2挡杆挡杆 3液压缸液压缸 4吸料器吸料器机电工程学院机电工程学院图图3-10 电磁吸盘电磁吸盘1隔磁环隔磁环 2铁心铁心 3线圈线圈机电工程学院机电工程学院图图3-11 气动式移料装置气动式移料装置1吸盘升降气缸吸盘升降气缸 2移料气缸移料气缸 3活塞杆活塞杆机电工程学院机电工程学院图图3-12 斜刃夹持式送料装置斜刃夹持式送料装置1斜楔斜

16、楔 2滚轮滚轮 3固定斜刃座固定斜刃座 4螺杆螺杆 5活动斜刃座活动斜刃座 6手柄手柄 7斜刃斜刃 8扭簧扭簧 9弹簧弹簧机电工程学院机电工程学院 自动线是指按加工工艺排列的若干台加工设备及其自动线是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。辅助设备，并用自动输送系统联系起来的自动生产线。在自动线上，工件以一定的生产节拍，按工艺顺序自动在自动线上，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。本节只对地通过各个工作位置，完成预定的工艺过程。本节只对自动线的输送系统作简单介绍。自动线的输送系统作简单介绍。第三节 自动线输送系

17、统机电工程学院机电工程学院分类l带式输送系统带式输送系统l链式输送系统链式输送系统l步伐式传送带步伐式传送带l棍子输送系统棍子输送系统l悬挂输送系统悬挂输送系统l有轨导向小车有轨导向小车l随行夹具返回装置随行夹具返回装置机电工程学院机电工程学院一、带式输送系统n带式输送系统是一种利用连续运动且具有挠性的输带式输送系统是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。送带来输送物料的输送系统。n结构组成：结构组成： 有输送带、驱动装置、传动滚筒、托有输送带、驱动装置、传动滚筒、托辊、张紧装置等。辊、张紧装置等。n结构形式：一种环形封闭形式结构形式：一种环形封闭形式; ;n功能：输送和承载

18、功能：输送和承载 。机电工程学院机电工程学院n传动原理：传动滚筒依靠摩擦力带动输送带运动，传动原理：传动滚筒依靠摩擦力带动输送带运动，输送带全长靠许多托辊支承，并且由张紧装置拉输送带全长靠许多托辊支承，并且由张紧装置拉紧。紧。n适用范围：适用范围： 主要输送散状物料，但也能输送单主要输送散状物料，但也能输送单件质量不大的工件；主要用于远距离输送。件质量不大的工件；主要用于远距离输送。机电工程学院机电工程学院图3-13 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传动链条机电工程学院机电工程学院1 1、输送带、输送带n 作用：作用： 是带式输送机

19、的牵引构件及承载构件，用是带式输送机的牵引构件及承载构件，用于输送物料和传递动力。于输送物料和传递动力。n 材料：橡胶带、塑料带、绳芯带、钢网带材料：橡胶带、塑料带、绳芯带、钢网带n 输送带两端的接头形式：输送带两端的接头形式： 机械接头机械接头 冷粘接头冷粘接头 硫化接头硫化接头 强度强度（35%-40%35%-40%） （70%70%） （85%-90%85%-90%）n 输送带的宽度比成件物料的宽度要大输送带的宽度比成件物料的宽度要大50-100mm50-100mmn 件货对输送带的比压应小于件货对输送带的比压应小于5kPa5kPa机电工程学院机电工程学院1.1.输送带输送带橡胶带橡胶带

20、 强力型强力型 普通型普通型 轻型轻型 井巷型井巷型 耐热型耐热型表3-4 橡胶带主要品种品品 种种带宽带宽B/mm带芯强度带芯强度N (cm层层)-1工作工作环境环境温度温度/C物料物料最高最高温度温度/C普通普通型型400 500 650 800 1000 1200 1400560-10 +4050耐热耐热型型400 500 650 800 1000 1200 1400560-10 +40120维尼维尼伦芯伦芯650 800 1000 1200 14001400 -5 +4050机电工程学院机电工程学院2 2、滚筒及驱动装置、滚筒及驱动装置：n滚筒分类：传动滚筒及改向滚筒滚筒分类：传动滚筒

21、及改向滚筒n传动滚筒的作用：是将驱动装置的动力，通过摩擦力传传动滚筒的作用：是将驱动装置的动力，通过摩擦力传递给输送带的部件。递给输送带的部件。n传动滚筒的结构形式：钢板焊接结构和铸焊结构。传动滚筒的结构形式：钢板焊接结构和铸焊结构。n传动滚筒表面：有光面（金属）和胶面两种形式，胶面传动滚筒表面：有光面（金属）和胶面两种形式，胶面的作用是增大传动滚筒与输送带之间的摩擦力。的作用是增大传动滚筒与输送带之间的摩擦力。机电工程学院机电工程学院n 改向滚筒的作用改向滚筒的作用 改变输送带的运行方向或增加输送带与传动滚改变输送带的运行方向或增加输送带与传动滚筒间的围包角。筒间的围包角。n 增加围包角的作

22、用增加围包角的作用 增加输送带与滚筒间的接触面，使输送带与滚增加输送带与滚筒间的接触面，使输送带与滚筒间不打滑。筒间不打滑。机电工程学院机电工程学院p驱动装置：输送机的动力部分驱动装置：输送机的动力部分l 组成：电动机、联轴器、减速器及传动滚筒。组成：电动机、联轴器、减速器及传动滚筒。驱动功率较小时（驱动功率较小时（ 小于小于45KW45KW）由电机、刚性联）由电机、刚性联轴器、减速机等组成。轴器、减速机等组成。驱动功率较大时，驱动功率较大时， 采用电机、液力耦合器采用电机、液力耦合器 、减速机等组成的驱动单元。减速机等组成的驱动单元。p电动滚筒：将电动机、减速器及传动滚筒做成电动滚筒：将电动

23、机、减速器及传动滚筒做成一体。一体。机电工程学院机电工程学院 电动滚筒 图3-14 油浸电动机摆线针轮传动电动滚筒1接线盒 2支座 3端盖 4筒体 5电动机定子6电动机转子 7轴 8针轮 9摆线轮机电工程学院机电工程学院1.1. 托辊：托辊：作用：在远距离带式物料传送时，为防止物料重作用：在远距离带式物料传送时，为防止物料重力和输送带自重造成的带下垂，而在输送带下安力和输送带自重造成的带下垂，而在输送带下安置托辊置托辊 分类：承载托辊、空载托辊、调心托辊分类：承载托辊、空载托辊、调心托辊l承载托辊：用于支撑承载侧的输送带和物料承载托辊：用于支撑承载侧的输送带和物料l空载托辊：用于支撑空载载侧的

24、输送带（回程）空载托辊：用于支撑空载载侧的输送带（回程）l调心托辊：用于调整跑偏的输送带调心托辊：用于调整跑偏的输送带机电工程学院机电工程学院n 结构：由输送的物料种类决定（平托辊、结构：由输送的物料种类决定（平托辊、V V型托型托辊、槽型托辊、梳型托辊等）辊、槽型托辊、梳型托辊等） n 托辊的数量：由带长决定，输送大件成件物料托辊的数量：由带长决定，输送大件成件物料时上托辊间距应小于成件物料在输送方向上的时上托辊间距应小于成件物料在输送方向上的尺寸之半，而下托辊间距可取上托辊间距的尺寸之半，而下托辊间距可取上托辊间距的2 2倍倍左右左右机电工程学院机电工程学院3.托辊图3-15 常见的托辊结

25、构型式a) 平托辊 b) V形托辊 c) 槽形托辊 d) 空载平托辊e) 空载梳形托辊 f) 空载V形托辊 g) 挡辊式调心托辊h) 挡辊式空载调心托辊 i) 挡辊式空载双辊调心托辊机电工程学院机电工程学院4.4.张紧装置张紧装置n 作用：是使输送带具有足够的张紧力，保证输作用：是使输送带具有足够的张紧力，保证输送带与传动滚筒之间不打滑，并限制输送带在各送带与传动滚筒之间不打滑，并限制输送带在各托辊间的垂度，使输送带正常运行。托辊间的垂度，使输送带正常运行。n分类：螺旋张紧装置、重锤式张紧装置、车式张分类：螺旋张紧装置、重锤式张紧装置、车式张紧装置、固定绞车式张紧装置等几种形式。紧装置、固定绞

26、车式张紧装置等几种形式。机电工程学院机电工程学院螺旋张紧装置车式重锤张紧装置重锤式张紧装置机电工程学院机电工程学院4.张紧装置图3-16 张紧装置示意图机电工程学院机电工程学院二、链式输送系统二、链式输送系统n 链式输送机是以链条作为牵引和承载体输送物料。链式输送机是以链条作为牵引和承载体输送物料。n 组成：链条、链轮、电动机、减速器、联轴器等组成：链条、链轮、电动机、减速器、联轴器等n 工作原理：利用链条与链轮啮合传动进行输送。工作原理：利用链条与链轮啮合传动进行输送。 链条由驱动链轮牵引，链条下面有导轨，支承链条由驱动链轮牵引，链条下面有导轨，支承着链节上的套筒辊子。货物直接压在链条上或放

27、在着链节上的套筒辊子。货物直接压在链条上或放在承载托板上，随着链条的运动而向前移动。承载托板上，随着链条的运动而向前移动。机电工程学院机电工程学院机电工程学院机电工程学院图3-17 链式输送系统1电动机 2带 3链轮 4链条 5锥齿轮 6减速器机电工程学院机电工程学院图图3-18 输送链条输送链条a) 弯片链弯片链 b) 套筒滚柱链套筒滚柱链 c) 焊接链焊接链 d) 可拆链可拆链 e) 履带链履带链 f) 齿形链齿形链1.1.链条链条 输送链条有套输送链条有套筒滚柱链、弯片链、筒滚柱链、弯片链、叉形链、焊接链、叉形链、焊接链、可拆链、履带链、可拆链、履带链、齿形链等结构形式。齿形链等结构形式

28、。机电工程学院机电工程学院链式输送系统链式输送系统机电工程学院机电工程学院2.2.链轮链轮 n 链轮的基本参数、齿形及公差、齿槽形状、轴向齿廓、链轮的基本参数、齿形及公差、齿槽形状、轴向齿廓、链轮公差等依据国家标准链轮公差等依据国家标准GB/T8350GB/T835020032003输送链、附输送链、附件和链轮件和链轮设计。设计。n 链轮齿数链轮齿数Z Z：n太小链条运行平稳性变差，而且冲击、振动、太小链条运行平稳性变差，而且冲击、振动、噪声、磨损加大噪声、磨损加大n太大机构庞大太大机构庞大, ,步距过大步距过大机电工程学院机电工程学院物料一般通物料一般通过链条上的过链条上的附件带动前附件带动

29、前进，附件可进，附件可以采用链条以采用链条上的零件扩上的零件扩展而成或是展而成或是配置二级附配置二级附件（托架、件（托架、料斗、运载料斗、运载机构）机构） 套筒滚柱链的附件套筒滚柱链的附件机电工程学院机电工程学院三、步伐式传送带三、步伐式传送带 步伐式输送装置是组合机床自动线上典型的步伐式输送装置是组合机床自动线上典型的工件输送装置。在加工箱体类零件的自动线以及工件输送装置。在加工箱体类零件的自动线以及带随行夹具的自动线中，使用非常普遍。带随行夹具的自动线中，使用非常普遍。功用：它能完成向前输送和向后退回的往复动作功用：它能完成向前输送和向后退回的往复动作, , 实现工件单向输送。实现工件单向

30、输送。分类：有棘爪式、摆杆式等多种形式。分类：有棘爪式、摆杆式等多种形式。机电工程学院机电工程学院1 1、棘爪式输送带、棘爪式输送带n当输送带向前运动时，棘爪就推动工件移动一个步距；当输送带向前运动时，棘爪就推动工件移动一个步距；n当输送带回程时，棘爪被工件压下，于是绕销轴当输送带回程时，棘爪被工件压下，于是绕销轴 回转而回转而将弹簧拉伸，并从工件下面滑过，待退出工件之后，棘爪将弹簧拉伸，并从工件下面滑过，待退出工件之后，棘爪又复抬起。又复抬起。1 1 输送带；输送带；2 2挡销；挡销；3 3销轴；销轴； 4 4棘爪；棘爪；5 5弹簧；弹簧；6 6工件；工件；7 7 支承滚子支承滚子t2516

31、347机电工程学院机电工程学院1 1、棘爪式传送带、棘爪式传送带图图3-20 棘爪步伐式传送带棘爪步伐式传送带1首端棘爪首端棘爪 2中间棘爪中间棘爪 3末端棘爪末端棘爪 4上侧板上侧板 5下侧板下侧板 6连板连板 7销子销子机电工程学院机电工程学院2 2、摆杆步伐式输送带、摆杆步伐式输送带 棘爪步伐输送装置虽然动作简单（因而其棘爪步伐输送装置虽然动作简单（因而其传动机构简单），但当输送速度较高时，工件在传动机构简单），但当输送速度较高时，工件在到达终点时往往因惯性作用向前超程而不能保证到达终点时往往因惯性作用向前超程而不能保证位置精度。此外，由于切屑掉入，偶尔也有棘爪位置精度。此外，由于切屑掉

32、入，偶尔也有棘爪卡死、输送失灵的现象。为了提高输送速度及输卡死、输送失灵的现象。为了提高输送速度及输送工作的可靠性，可以采用摆杆步伐输送装置。送工作的可靠性，可以采用摆杆步伐输送装置。 具有刚性棘爪和限位挡块。具有刚性棘爪和限位挡块。机电工程学院机电工程学院图图3-21 摆杆步伐式传送带摆杆步伐式传送带1输送摆杆输送摆杆 2回转机构回转机构 3回转接头回转接头 4活塞杆活塞杆5驱动液压缸驱动液压缸 6液压缓冲装置液压缓冲装置 7支撑辊支撑辊机电工程学院机电工程学院 工作原理工作原理 整个输送带由若干节输送摆杆整个输送带由若干节输送摆杆l l 组成，两节的接合处采用组成，两节的接合处采用了配合，

33、然后用两个互成了配合，然后用两个互成9090的销子固定。输送带的支承的销子固定。输送带的支承辊辊7 7一般做成腰鼓形。输送带的往复运动大多数采用液压油一般做成腰鼓形。输送带的往复运动大多数采用液压油缸驱动。为了让输送带回转，活塞杆缸驱动。为了让输送带回转，活塞杆4 4与输送带之间采用能与输送带之间采用能相对转动的回转接头相对转动的回转接头3 3联接。为使行程未端不发生冲击，油联接。为使行程未端不发生冲击，油缸缸5 5两端设有缓冲器两端设有缓冲器6 6。输送带的回转运动是由专用的回转。输送带的回转运动是由专用的回转机构机构2 2实现的。实现的。机电工程学院机电工程学院四、辊子输送系统四、辊子输送

34、系统u原理：原理： 利用辊子的转动来输送工件的输送系统利用辊子的转动来输送工件的输送系统u无动力辊子输送系统：依靠工件的自重或人的推力使工件无动力辊子输送系统：依靠工件的自重或人的推力使工件向前输送（要求工件底面平整坚实，工件在输送方向上至少向前输送（要求工件底面平整坚实，工件在输送方向上至少跨过三个辊子的长度）跨过三个辊子的长度）u动力辊子输送系统：由驱动装置通过齿轮、链轮或带传动动力辊子输送系统：由驱动装置通过齿轮、链轮或带传动使辊子转动，依靠辊子与工件之间的摩擦力实现工件的输送使辊子转动，依靠辊子与工件之间的摩擦力实现工件的输送 图3-22 无动力辊子输送系统机电工程学院机电工程学院四、

35、辊子输送系统四、辊子输送系统图图3-22 无动力辊子输送系统无动力辊子输送系统机电工程学院机电工程学院无动力辊道式输送机无动力辊道式输送机机电工程学院机电工程学院动力辊道式输送机动力辊道式输送机机电工程学院机电工程学院转弯辊道式输送机转弯辊道式输送机机电工程学院机电工程学院五、悬挂输送系统五、悬挂输送系统 悬挂输送系统适用于车间内成件物料的空中输送。悬挂输送系统适用于车间内成件物料的空中输送。悬挂输送系统节省空间，更容易实现整个工艺流程的悬挂输送系统节省空间，更容易实现整个工艺流程的自动化。悬挂输送系统分通用悬挂输送系统和积放式自动化。悬挂输送系统分通用悬挂输送系统和积放式悬挂输送系统两种。悬

36、挂输送机由牵引件、滑架小车、悬挂输送系统两种。悬挂输送机由牵引件、滑架小车、吊具、轨道、张紧装置、驱动装置、转向装置和安全吊具、轨道、张紧装置、驱动装置、转向装置和安全装置等组成，如图装置等组成，如图3-233-23所示。所示。 积放式悬挂输送系统与通用悬挂输送系统相比有积放式悬挂输送系统与通用悬挂输送系统相比有下列不同之处：牵引件与滑架小车无固定连接，两者下列不同之处：牵引件与滑架小车无固定连接，两者有各自的运行轨道；有岔道装置，滑架小车可以在有有各自的运行轨道；有岔道装置，滑架小车可以在有分支的输送线路上运行；设置停止器，滑架小车可在分支的输送线路上运行；设置停止器，滑架小车可在输送线路上

37、的任意位置停车。输送线路上的任意位置停车。机电工程学院机电工程学院u 特点：适用于车间内成件物料的空中运输特点：适用于车间内成件物料的空中运输u 分类：通用悬挂和积放式悬挂分类：通用悬挂和积放式悬挂u 结构组成：牵引件、滑架小车、吊具、轨道、张紧装置结构组成：牵引件、滑架小车、吊具、轨道、张紧装置、驱动装置、转向装置（一般为链轮）和安全装置等、驱动装置、转向装置（一般为链轮）和安全装置等u 通用悬挂和积放式悬挂的区别通用悬挂和积放式悬挂的区别u 牵引件与滑架小车无固定联接，两者有各自的运行轨道牵引件与滑架小车无固定联接，两者有各自的运行轨道（牵引轨道和承重轨道）（牵引轨道和承重轨道）u 有岔道

38、装置（滑架小车可以在有分支的输送线路上运行有岔道装置（滑架小车可以在有分支的输送线路上运行）u 可设置停止器（滑架小车可以在输送线路上的任意位置可设置停止器（滑架小车可以在输送线路上的任意位置停车）停车） 五、悬挂输送系统五、悬挂输送系统机电工程学院机电工程学院悬挂式输送机悬挂式输送机机电工程学院机电工程学院悬挂输送系统机电工程学院机电工程学院通用悬挂输送机通用悬挂输送机机电工程学院机电工程学院根据单点承载能力选择根据单点承载能力选择单点承载能力在单点承载能力在100kg100kg以上可以采用可拆链以上可以采用可拆链单点承载能力在单点承载能力在100kg100kg以下采用双铰接链以下采用双铰接

39、链双铰接链双铰接链1 1行走轮行走轮 2 2铰销铰销 3 3 导向轮导向轮 4 4 链片链片 5 5吊板吊板 1 1、牵引件、牵引件机电工程学院机电工程学院2 2、滑架小车、滑架小车 装有物料的吊具挂在滑架小车上，牵引链牵动（或利装有物料的吊具挂在滑架小车上，牵引链牵动（或利用推头推动）滑架小车沿轨道运行。用推头推动）滑架小车沿轨道运行。通用悬挂输送系统的滑架小车通用悬挂输送系统的滑架小车1 1轨道；轨道；2 2滑架小车滑架小车 ；3 3牵引牵引链链 ；4 4挂吊具挂吊具物料物料双滑架小车双滑架小车机电工程学院机电工程学院积放式悬挂输送系统的滑架小车积放式悬挂输送系统的滑架小车1 1滑架小车滑

40、架小车 2 2推头推头3 3框板框板 4 4牵引轨道牵引轨道5 5牵引链牵引链 6 6挡块挡块7 7承载轨道承载轨道 8 8滚轮滚轮9 9导向滚轮导向滚轮u牵引链与滑架小车有各牵引链与滑架小车有各自的运行轨道（牵引轨道自的运行轨道（牵引轨道和承重轨道）和承重轨道）u有岔道装置，滑架小车有岔道装置，滑架小车可以在有分支的输送线路可以在有分支的输送线路上运行。上运行。机电工程学院机电工程学院六、有轨导向小车六、有轨导向小车 有轨导向小车（有轨导向小车（Rail Guided VehicleRail Guided Vehicle，简称简称RGVRGV）是依靠铺设在地面上的轨道进行导）是依靠铺设在地面

41、上的轨道进行导向并运送工件的输送系统。向并运送工件的输送系统。优点：优点：移动速度大，加速性能好，承载能力大。移动速度大，加速性能好，承载能力大。缺点：缺点：RGVRGV铺设轨道不宜改动，柔性差，车间空铺设轨道不宜改动，柔性差，车间空间利用率低，噪声高。间利用率低，噪声高。机电工程学院机电工程学院u 自动小车自动小车u 自动小车分为有轨和无轨两种。所谓有轨，是指有地面或空间的机自动小车分为有轨和无轨两种。所谓有轨，是指有地面或空间的机械式导向轨道。械式导向轨道。u 地面有轨小车结构牢固，承载力大，造价低廉，技术成熟，可靠性好，地面有轨小车结构牢固，承载力大，造价低廉，技术成熟，可靠性好，定位精

42、度高。多采用直线或环线双向运行，广泛应用于中小规模的箱体定位精度高。多采用直线或环线双向运行，广泛应用于中小规模的箱体类工件类工件FMSFMS中。中。u 高架有轨小车高架有轨小车( (空间导轨空间导轨) )相对于地面有轨小车，相对于地面有轨小车， 车间利用率高，结构紧车间利用率高，结构紧凑，速度高，有利于把人和输送装置的活动范围分开，安全性好，但承凑，速度高，有利于把人和输送装置的活动范围分开，安全性好，但承载力小。较多地用于回转体工件或刀具的输送，以及有人工介入的工件载力小。较多地用于回转体工件或刀具的输送，以及有人工介入的工件安装和产品装配的输送系统中。安装和产品装配的输送系统中。u 有轨

43、小车由于需要机械式导轨，因而其系统的变更性、扩展性和灵活性有轨小车由于需要机械式导轨，因而其系统的变更性、扩展性和灵活性不够理想。不够理想。机电工程学院机电工程学院链式牵引的有轨导向小车链式牵引的有轨导向小车1-牵引链条牵引链条 2-载重小车载重小车 3-轨道轨道机电工程学院机电工程学院有轨导向小车(RGV)有轨导向小车有轨导向小车机电工程学院机电工程学院有轨导向小车有轨导向小车(RGV)(RGV)机电工程学院机电工程学院(a) (a) 地面轨道式；地面轨道式； (b) (b) 空间轨道式空间轨道式 机电工程学院机电工程学院有轨导向小车有轨导向小车机电工程学院机电工程学院u七、随行夹具返回装置

44、七、随行夹具返回装置u在组合机床自动线中，对于某些形状复杂、缺少可靠输送在组合机床自动线中，对于某些形状复杂、缺少可靠输送基面的工件或有色金属工件，常常采用基面的工件或有色金属工件，常常采用随行夹具随行夹具作为定位作为定位夹紧和自动输送的附加装置。夹紧和自动输送的附加装置。u随行夹具可以做出一个很可靠的输送基面，并采用随行夹具可以做出一个很可靠的输送基面，并采用“ 一一面两孔面两孔”的典型定位方式在自动线的工位上安装，从而使的典型定位方式在自动线的工位上安装，从而使某些原来不便于在组合机床自动线上加工的工件成为可能，某些原来不便于在组合机床自动线上加工的工件成为可能，扩大了自动线的应用范围。扩

45、大了自动线的应用范围。 u为了保证工件在各工位的定位精度或结构复杂无可靠运输为了保证工件在各工位的定位精度或结构复杂无可靠运输基面工件的传输，一般将工件先定位夹紧在随行夹具上，基面工件的传输，一般将工件先定位夹紧在随行夹具上，工件和随行夹具一起传输，这样随行夹具必须返回到原始工件和随行夹具一起传输，这样随行夹具必须返回到原始位置。随行夹具返回装置分位置。随行夹具返回装置分上方返回、下方返回、水平返上方返回、下方返回、水平返回回三种。三种。 机电工程学院机电工程学院（1 1）水平返回方式）水平返回方式 机电工程学院机电工程学院（2 2）上方返回方式）上方返回方式 1、主输送带；2、随行夹具；3、

46、提升装置；4、返回输送带；5、下降装置；机电工程学院机电工程学院（3 3）下方返回方式）下方返回方式1、输送油缸；2、随行夹具；3、回转鼓轮；4、步伐式返回输送带；5、回转鼓轮；机电工程学院机电工程学院第四节第四节 柔性物流系统柔性物流系统 自计算机问世以来，柔性就成为机械制造自动化的基自计算机问世以来，柔性就成为机械制造自动化的基本属性，柔性制造技术也就成为机械制造自动化的发展趋本属性，柔性制造技术也就成为机械制造自动化的发展趋势，由此产生了柔性制造系统。柔性制造系统（势，由此产生了柔性制造系统。柔性制造系统（Flexible Flexible Manufacturing SystemMan

47、ufacturing System简称简称FMSFMS）是由数控加工设备、物）是由数控加工设备、物料运储装置和计算机控制系统等组成的自动化制造系统，料运储装置和计算机控制系统等组成的自动化制造系统，它包括多个柔性制造单元，能根据制造任务或生产环境的它包括多个柔性制造单元，能根据制造任务或生产环境的变化迅速进行调整，适应于多品种、中小批量生产。变化迅速进行调整，适应于多品种、中小批量生产。机电工程学院机电工程学院 柔性制造系统（柔性制造系统（Flexible Manufacturing System-Flexible Manufacturing System-FMSFMS）一般由三部分组成）一般

48、由三部分组成：l（1）加工系统）加工系统 三台以上的数控机床，加工中心或三台以上的数控机床，加工中心或FMCFMC以以及若干台辅助设备（如清洗机、测量机、排屑装置、冷及若干台辅助设备（如清洗机、测量机、排屑装置、冷却润滑装置等）。却润滑装置等）。l（2） 储运系统储运系统 完成工件原材料运储、刀具运储完成工件原材料运储、刀具运储l（3）控制和管理系统）控制和管理系统 实现对实现对FMSFMS的运动控制、刀具管理、的运动控制、刀具管理、质量控制及质量控制及FMSFMS的数据管理和网络通讯。的数据管理和网络通讯。机电工程学院机电工程学院n 加工系统：加工系统：提供灵活的加工工艺；提供灵活的加工工艺

49、；n 物料输送系统：物料输送系统：将加工设备互相联系起来；将加工设备互相联系起来；n 控制和管理系统：控制和管理系统：不断对设备的动作进行监控、不断对设备的动作进行监控、检测，同时提供控制指令并进行工程记录，还检测，同时提供控制指令并进行工程记录，还可通过仿真来预示系统各部件的行为。可通过仿真来预示系统各部件的行为。 机电工程学院机电工程学院n FMSFMS必须具备的功能必须具备的功能n 能自动管理零件的生产过程，自动控制制造质量，自能自动管理零件的生产过程，自动控制制造质量，自动进行故障诊断及处理，自动进行信息收集及传输；动进行故障诊断及处理，自动进行信息收集及传输；n 简单地改变软件或系统

50、参数，便能制造出某一零件族简单地改变软件或系统参数，便能制造出某一零件族的多种零件；的多种零件；n 物料的运输和储存必须为自动物料的运输和储存必须为自动( (包括刀具等工装和工件包括刀具等工装和工件的自动运输的自动运输) )；n 能解决多机床条件下零件的混流加工，且无需额外增能解决多机床条件下零件的混流加工，且无需额外增加费用；加费用；n 具有优化调度管理功能，能实现无人化或少人化加工。具有优化调度管理功能，能实现无人化或少人化加工。机电工程学院机电工程学院一、一、 物流输送形式物流输送形式 物流输送系统是为物流输送系统是为FMSFMS服务的，它决定着服务的，它决定着FMSFMS的布局和运行方

51、式。的布局和运行方式。 1.1.直线型输送形式直线型输送形式 2.2.环型输送形式环型输送形式 3.3.网络型输送形式网络型输送形式 4.4.机器人为中心的输送形式机器人为中心的输送形式机电工程学院机电工程学院 典型的物流基本回路：典型的物流基本回路：图图3-31 典型的物流基本回路典型的物流基本回路a) 直线式直线式 b) 环形式环形式 c) 带分支的直线式带分支的直线式 d) 带分支的环形式带分支的环形式 e) 网络式网络式机电工程学院机电工程学院1.1.直线型输送形式直线型输送形式特点：输送设备作直线运动，输送线两侧布置加工设备和特点：输送设备作直线运动，输送线两侧布置加工设备和装卸站装

52、卸站 用途：用途： 适用于按照规定适用于按照规定顺序从一个工作顺序从一个工作站到下一个工作站到下一个工作站的工件输送，站的工件输送，其线内储存量较其线内储存量较小，需配合中央小，需配合中央仓库及缓冲站仓库及缓冲站 机电工程学院机电工程学院机电工程学院机电工程学院n特点：加工设备和辅助设备布置在封闭的环型输送线的内外特点：加工设备和辅助设备布置在封闭的环型输送线的内外侧。可增加支线作为储存或改变输送线路之用侧。可增加支线作为储存或改变输送线路之用 ，不设置中央，不设置中央仓库，便于实现随机存取。仓库，便于实现随机存取。n应用范围较广应用范围较广n输送设备：输送设备：n连续输送机、输送小车、连续输

53、送机、输送小车、n 悬挂输送机悬挂输送机2. 2. 环型输送形式环型输送形式机电工程学院机电工程学院机电工程学院机电工程学院3.3.网络型输送形式网络型输送形式 特点：特点：输送设备通常采用自动导向小车，加工设备敞开性输送设备通常采用自动导向小车，加工设备敞开性好，物料输送灵活好，物料输送灵活 。线内储存量较小，需配合中央仓库。线内储存量较小，需配合中央仓库及托盘自动交换器。及托盘自动交换器。机电工程学院机电工程学院4. 4. 机器人为中心的输送形式机器人为中心的输送形式 特点：特点：以搬运机器人为中心，加工设备布置在机器人搬运以搬运机器人为中心，加工设备布置在机器人搬运范围内的圆周上。范围内

54、的圆周上。 用途：用途：适用于加工各类回转体零件的适用于加工各类回转体零件的FMSFMS中中 。1 1车削车削 中心中心2 2数控铣床数控铣床3 3数控钻床数控钻床4 4缓冲站缓冲站5 5加工中心加工中心6 6机器人机器人机电工程学院机电工程学院机电工程学院机电工程学院二、二、 托盘及托盘交换器托盘及托盘交换器 1.1.托盘托盘 2.2.托盘交换器托盘交换器 （1 1）回转式托盘交换器）回转式托盘交换器 （2 2）往复式托盘交换器）往复式托盘交换器机电工程学院机电工程学院n 在在FMSFMS中，工件一般安装在组合夹具上，而组合夹具又中，工件一般安装在组合夹具上，而组合夹具又被安装在托盘上，因而

55、被安装在托盘上，因而托盘是工件和夹具的承载体托盘是工件和夹具的承载体。n 当工件在机床上加工时，托盘成为机床工作台并支撑工当工件在机床上加工时，托盘成为机床工作台并支撑工件；件；n 运输时运输时, , 托盘又承载着工件和夹具在机床之间进行传送。托盘又承载着工件和夹具在机床之间进行传送。n 托盘是一种工件和机床之间的硬件接口。托盘是一种工件和机床之间的硬件接口。n 在同一个在同一个FMSFMS之间的所有机床，不管各自的形式如何，都之间的所有机床，不管各自的形式如何，都必须采用这种统一的接口，使各台机床连接成为一个整必须采用这种统一的接口，使各台机床连接成为一个整体系统，这就要求系统中的所有托盘采

56、用同一种结构形体系统，这就要求系统中的所有托盘采用同一种结构形式。式。 1. 1. 托盘托盘机电工程学院机电工程学院机电工程学院机电工程学院n 托盘的上表面：托盘的上表面：有便于有便于夹具安装的夹具安装的T T型槽、矩阵型槽、矩阵螺孔，螺孔，n 托盘的下表面：托盘的下表面：有供在有供在机床工作台上定位的基机床工作台上定位的基面和输送基面，其在机面和输送基面，其在机床工作台上定位通常是床工作台上定位通常是采用锥面定位。采用锥面定位。 托盘结构：托盘结构：有箱式、板式等。有箱式、板式等。机电工程学院机电工程学院1 1托盘导向面托盘导向面2 2侧面定位块侧面定位块3 3安装锁定机构的螺孔安装锁定机构

57、的螺孔4 4工件安装面工件安装面5 5中央孔中央孔6 6托盘搁置面托盘搁置面7 7托盘支撑面托盘支撑面8 8工件或夹具的固定孔工件或夹具的固定孔 9 9托盘夹紧面托盘夹紧面1010托盘定位面托盘定位面机电工程学院机电工程学院uFMSFMS中最常见的自动上、下料装置中最常见的自动上、下料装置托盘交换器（托盘交换器（Automatic Pal1et ChangerAutomatic Pal1et ChangerAPCAPC）。）。功能：功能：u是加工系统与物流系统间的工件输送接口，是加工系统与物流系统间的工件输送接口，u作为工件的暂时储存，当系统阻塞时起到物流系作为工件的暂时储存，当系统阻塞时起到

58、物流系统工件缓冲站的作用。统工件缓冲站的作用。2. 2. 托盘交换器托盘交换器APCAPC机电工程学院机电工程学院 2. 2. 托盘交换器托盘交换器 n 分类：分类：n 回转式托盘交换器（两位、四位、多位）回转式托盘交换器（两位、四位、多位） n 往复式托盘交换器往复式托盘交换器 机电工程学院机电工程学院（1）回转式托盘交换器n 当机床加工完后，交换器从机床工作台移出装有工件的托盘，将加工好的工件和托盘移至回转工作台的空位上；n 然后工作台回转180度 ，n 托盘交换器再将待加工n 的工件和托盘移至n 机床工作台上。n两位回转式托盘交换器的工作过程：回转式托盘交换器机电工程学院机电工程学院当机

59、床加工完后，工作台横向移动到卸料位置，将加工好的工件及其托盘移至托盘库的空位上；然后工作台横移至装料位置，托盘交换器再将待加工的工件移至工作台上。n往复式托盘交换器的工作过程：机电工程学院机电工程学院三、 自动导向小车 n自动导向小车（Automated Guided Vehicle，简称AGV）是一种由计算机控制的，按照一定程序自动完成运输任务的运输工具。n从当前的研制水平和应用情况来看，自动导向小车（AGV）是柔性物流系统中物料运输工具的发展趋势。nAGV主要有车架、蓄电池、充电装置、电气系统、驱动装置、转向装置、自动认址和精确停位系统、移栽机构、安全系统、通讯单元和自动导向系统等组成。

60、机电工程学院机电工程学院自动导向小车机电工程学院机电工程学院1安全挡圈 2、11认址线圈 3失灵控制线圈 4导向探测器 5转向轮 6驱动电机 7转向机构 8导向伺服电机 9蓄电池 10车架 12制动器 13驱动车轮 14车上控制器AGV的结构机电工程学院机电工程学院1 车体车体由车架和相应的机械装置所组成，是AGV的基础部分，是其他总成部件的安装基础；2 蓄电和充电装置AGV常采用24V或48V直流蓄电池为动力。蓄电池供电一般应保证连续工作8小时以上的需要。3 驱动装置AGV的驱动装置由车轮、减速器、制动器、驱动电机及速度控制器等部分组成，是控制AGV正常运行的装置。其运行指令由计算机或人工控