物流系统设计-机械制造装备设计2015.

1、1退出退出第六章第六章 物流系统设计物流系统设计第六章 物流系统设计返回主页返回主页第一节第一节 概述概述第二节第二节 机床上下料装置设计机床上下料装置设计第三节第三节 机床间工件传送装置的设计机床间工件传送装置的设计第四节第四节 自动化仓库设计自动化仓库设计第五节第五节 工厂物流系统的总体设计工厂物流系统的总体设计上一页上一页下一页下一页2 第六章 物流系统设计 6.1 6.1 概述概述 一、一、 物流系统设计的意义物流系统设计的意义 二、现代物流系统的特点、基本构成二、现代物流系统的特点、基本构成 及功能及功能上一页上一页下一页下一页退出退出返回主页返回主页返回本章返回本章三、物流系统设计

2、应满足的要求三、物流系统设计应满足的要求3第六章 物流系统设计 6.1.1 物流系统设计的意义物流系统设计的意义物流：物流：从原材料和毛坯进厂，经过储存、加工、装配、检验、包装，直至成品和废料出厂，在仓库、车间、工序之间流转、移动和储存的全部过程。向生产组织和管理要效益：向生产组织和管理要效益：合理进行物流系统的设计可以在不增加或少增加投资的条件下，取得明显的技术经济效益。 4第六章 物流系统设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 6.1.2 现代物流系统的特点、基本构成及功能现代物流系统的特点、基本构成及功能（一）现代物流系统的主要特点（一）现代物流系统的主要特点 物流系统

3、担任运输、储存、装卸物料等任务。 （1）采用现代化的物流装备 （2）计算机管理 （3）系统化与集成化（二）现代物流系统的基本构成（二）现代物流系统的基本构成 （1）管理层有较高的智能 （2）控制层有较好的实时性 （3）执行层有较高的可靠性5第六章 物流系统设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 6.1.2 现代物流系统的特点、基本构成及功能现代物流系统的特点、基本构成及功能（三）现代物流系统的功能三）现代物流系统的功能 （1）原材料和毛坯、外购件、在制品、产品、工 艺装备的储存及搬运存放有序，存取容易； （2）设备的上下料自动化； （3）工序间在制品储存有序、合理 ； （4）

4、工位间工件搬运及时、迅速 ； （5）物流装置调度、控制可变化、可优化 ； （6）物流监测、判别反应敏捷。6第六章 物流系统设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页进入下一节进入下一节 6.1.3 物流系统设计应满足的要求物流系统设计应满足的要求（一）应可靠地、无损伤地、快速实现物料流动；（一）应可靠地、无损伤地、快速实现物料流动；（二）具有一定的柔性；（二）具有一定的柔性； （三）尽量缩短装卸工件的辅助时间及工序间流动路线；（三）尽量缩短装卸工件的辅助时间及工序间流动路线；（四）尽量减少在制品积压；（四）尽量减少在制品积压；（五）合理的物料（毛坯、在制品、产品）储存量。（五）合理的物料（毛

5、坯、在制品、产品）储存量。7 第六章 物流系统设计6.2 6.2 机床上下料装置设计机床上下料装置设计 一、机床上下料装置的设计原则一、机床上下料装置的设计原则二、料仓式上料装置二、料仓式上料装置三、料斗式上料装置三、料斗式上料装置上一页上一页下一页下一页退出退出返回主页返回主页四、上下料机械手四、上下料机械手返回本章返回本章8第六章 物流系统设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 6.2.1 机床上下料的设计原则机床上下料的设计原则机床的上下料机床的上下料是指将毛坯送到正确的加工位置及将加工好的工件从机床上取下的过程。按自动化程度：按自动化程度：人工上下料装置（单件小批生产

6、或 大型的或外形复杂的工件） 自动上下料装置（大批大量生产，如 料仓式、料斗式、上下料机械手或机 器人等）（1）上下料时间要符合生产节拍的要求；（2）上下料工作平稳，尽量减少冲击，避免使工件产 生变形或损坏；（3）上下料装置结构简单，工作可靠，维护方便；（4）有一定的适用范围，尽可能满足多种需求。9第六章 物流系统设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 6.2.2 料仓式上料装置料仓式上料装置 （一）功用和组成（一）功用和组成 功用功用: :当单件毛坯的尺寸较大，而且形状比较复 杂难于自动定向时，需要工人或者专门的定向装置 将工件一定方位装入料仓，这时可采用料仓上料机 构。适

7、用于加工时间较长的零件。用在大量和批量 生产中。 料仓式上料装置主要由料仓式上料装置主要由：料仓、隔料器、上料器、 上料杆、下料杆等组成 10第六章 物流系统设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页未完待续未完待续 6.2.2 料仓式上料装置料仓式上料装置1、料仓2、隔料器3、上料器4、筒夹5、上料杆6、推料杆7、导出槽8、弹簧9、自动停车装置 料仓上料机构 11第六章 物流系统设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页未完待续未完待续 6.2.2 料仓式上料装置料仓式上料装置 （二）料仓（二）料仓 作用作用是储存毛坯。 大小大小取决于毛坯的尺寸及工作循环的长短。 按照毛坯在料仓中的送进

8、方法，按照毛坯在料仓中的送进方法，将料仓分为 两类，即靠毛坯的自重送进和强制送进。 12第六章 物流系统设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 6.2.2 料仓式上料装置料仓式上料装置 （二）料仓（二）料仓 （1）靠毛坯自重送进的料仓）靠毛坯自重送进的料仓 直线式、曲线式、螺旋式、管式、料斗式、 料斗料箱式 13第六章 物流系统设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 6.2.2 料仓式上料装置料仓式上料装置 （二）料仓（二）料仓（2）强制送进的料仓）强制送进的料仓 重锤式、弹簧式、摩擦式、链式、圆盘式 当毛坯质量太轻，不能保证靠自重可靠地落在上料器，或毛坯形

9、状复杂，不便靠自重送进，采用强制送进料仓。14第六章 物流系统设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 6.2.2 料仓式上料装置料仓式上料装置 把待加工的毛坯从料仓中的许多毛坯中隔离出来，使其自动进入上料器；或由隔料器直接将其送到加工位置。由上料器兼作隔料器、杆式隔料器、鼓轮式隔料器 15第六章 物流系统设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 6.2.2 料仓式上料装置料仓式上料装置 （四）上料器（四）上料器 作用：作用：把毛坯从料仓送到机床加工位置 料仓兼作上料器、槽式上料器、圆盘式上料器、由机床的部件和专门的接收器来充当上料器料仓兼做上料器 槽式上料器

10、圆盘式上料器 转塔刀架兼做上料器16第六章 物流系统设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 6.2.2 料仓式上料装置料仓式上料装置 （五）上料杆和卸料杆（五）上料杆和卸料杆 上料杆作用：上料杆作用：将毛坯件推入加工位置。 两种方式：两种方式：采用挡块来限制毛坯送进的位置； 依靠上料杆的行程使毛坯顶到所要求的位置。 卸料杆作用：卸料杆作用：将加工好的工件推出加工位置。 两种类型：两种类型：带弹簧的和固定长度的卸料杆。17第六章 物流系统设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 6.2.3 料斗式上料装置料斗式上料装置（一）功用和组成（一）功用和组成 料斗式与料

11、仓式的不同：料斗式与料仓式的不同：后者只是将已定向好的工件 由储料器向机床供料，而前者则可对储料器中杂乱的 工件进行自动定向整理再送给机床。 组成：组成：装料机构、储料机构组成。 装料机构由装料机构由料斗、搅动器、定向器、剔除器、分路器 、送料槽、减速器等组成。 储料机构储料机构由隔料器、上料器等组成。 18第六章 物流系统设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 6.2.3 料斗式上料装置料斗式上料装置（二）料斗（二）料斗 料斗：料斗：工件在料斗中完成定向，并依次送到出 口处，有时需加搅动器或剔除器。 搅动器：搅动器：防止工件进入送料器时产生阻塞。 定向器：定向器：矫正工件位

12、置，剔除位置不正确工件。 剔除器：剔除器：剔除从料斗到送料槽中一些位置不正 确的工件。 分为：叶轮式料斗、摆动式料斗、振动式料斗。19第六章 物流系统设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 6.2.3 料斗式上料装置料斗式上料装置叶轮式料斗定向器和搅动器搅动器和剔除器20第六章 物流系统设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 6.2.3 料斗式上料装置料斗式上料装置摆动式料斗21第六章 物流系统设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 6.2.3 料斗式上料装置料斗式上料装置振动式料斗22第六章 物流系统设计退出退出返回本节返回本节返回主页返

13、回主页下一页下一页 6.2.3 料斗式上料装置料斗式上料装置（三）送料槽（三）送料槽 送料槽要求送料槽要求工件能顺利流畅稳速移动，不能发 生阻塞或滞留现象，因此要认真考虑其倾斜角 度和弯曲的大小。 基本形式基本形式：矩形、槽形、V形、圆形、双轨式、 单轨式、直立的笼形、滚到式 图图13 13 23第六章 物流系统设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 6.2.3 料斗式上料装置料斗式上料装置（四）减速器（四）减速器 作用：作用：防止工件移动速度过大造成机件或工件 因碰撞而损坏。24第六章 物流系统设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 6.2.3 料斗式上料

14、装置料斗式上料装置（五）分路器（五）分路器 作用：作用：把运动的工件分为两路或多路，分别送到各机床一料斗多机床25第六章 物流系统设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页进入下一节进入下一节 6.2.4 上下料机械手上下料机械手机械手机械手是按照程序要求实现抓取和搬运工作，或完成某些劳动作业的机械自动化装置。26第六章 物流系统设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页进入下一节进入下一节 6.2.4 上下料机械手上下料机械手工业机械手工业机械手由主体、驱动系统、控制系统三个部分组成主体主体：即机座和执行机构，主要包括臂部、腕部和手部。驱动系统驱动系统：包括动力装置和执行机构，用于执行机

15、构产生相应的动作。控制系统控制系统：按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号，并进行控制。根据机械手的安放位置分根据机械手的安放位置分：内装式、附装式和单置万能式按照臂部的运动形式按照臂部的运动形式：直角坐标型、圆柱坐标型、球坐标型和关节型。27第六章 物流系统设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页进入下一节进入下一节 6.2.4 上下料机械手上下料机械手直角坐标型：直角坐标型： 可沿三个直角坐标移动圆柱坐标型：圆柱坐标型： 可做回转、升降、伸缩球坐标型：球坐标型： 能回转、俯仰和伸缩关节型：关节型： 臂部有多个转动关节28第六章 物流系统设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主

16、页进入下一节进入下一节 6.2.4 上下料机械手上下料机械手按执行机构的控制机能：按执行机构的控制机能：点位型和连续轨迹型 点位型：执行机构由一点到另一点的准确定位 连续轨迹型：执行机构按照预定连续轨迹移动按程序输入方式：按程序输入方式：编程输入型和示教输入型 编程输入型：在控制器里编程下载，或穿孔带、磁带 示教输入型：人工才做，执行机构记录并依此执行按照机械手是否移动：按照机械手是否移动：固定式和行走式 固定式：在臂部活动范围内作业 行走式：沿滑道移动取放件，用于加工中心、生产线 29第六章 物流系统设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页进入下一节进入下一节 6.2.4 上下料机械手上

17、下料机械手固定式机械手：在臂部活动范围内作业，传送距离受限30第六章 物流系统设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页进入下一节进入下一节 6.2.4 上下料机械手上下料机械手行走式机械手：沿滑道移动取放件，用于加工中心、生产线31第六章 物流系统设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 6.3.1 托盘及托盘交换器托盘及托盘交换器机床间的工件传递和运送装置主要有：机床间的工件传递和运送装置主要有：托盘、随行夹具、各种传送装置、有轨小车、无轨小车和工作台站。设计原则：设计原则：（1）减少环节，简化作业流程（2）以满足生产工艺的需要为前提，充分发挥机械设备的利用率。（3）贯彻

18、系统化、标准化原则（4）步步活化、省力节电。 32 第六章 物流系统设计 6.3 6.3 机床间工件传送装置的设计机床间工件传送装置的设计 一、托盘及托盘交换器一、托盘及托盘交换器 二、随行夹具二、随行夹具上一页上一页下一页下一页退出退出返回主页返回主页返回本章返回本章三、传送装置三、传送装置 四、有轨运行小车四、有轨运行小车 五、无轨运行小车五、无轨运行小车六、随行工作台站六、随行工作台站33第六章 物流系统设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 6.3.1 托盘及托盘交换器托盘及托盘交换器托盘托盘：“活动的平台”、可移动的地面托盘交换器：托盘交换器：机床和传送装备之间的桥

19、梁和接口。不仅起到连接作用，还可以暂时存储工件，起到防止物流系统阻塞的缓冲作用。 两工位回转式托盘交换器 八工位回转式托盘交换器34第六章 物流系统设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 6.3.2 随行夹具随行夹具随行夹具：随行夹具：用于结构复杂而缺少可靠运输基面的工件或较软的有色金属工件。常将工件先定位加紧在随行夹具上，和随行夹具一起传送、定位和夹紧在机床上进行加工。加工完毕后与随行夹具一起卸下。返回初始位置，循环使用。返回方式：返回方式：上方返回、下方返回、水平返回三种。35第六章 物流系统设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 6.3.2 随行夹具随

20、行夹具（1）上方返回结构简单紧凑，占地面积小，但不宜布置立式机床。36第六章 物流系统设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 6.3.2 随行夹具随行夹具（2）下方返回结构紧凑，占地面积小，维修不便，用于工位数少，精度不高的小型组合机床上37第六章 物流系统设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 6.3.2 随行夹具随行夹具（3）水平返回占地面积大，结构简单，敞开性好，适用于大重型夹具和工件38第六章 物流系统设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页未完待续未完待续 6.3.3 传送装备传送装备传送装备传送装备不仅起到将各物流站、加工单元、装配单元衔接起

21、来的作用，而且具有物料的暂存和缓冲功能。常见的传送装备有常见的传送装备有滚到式、链式、悬挂式等。（一）滚道式传送机（一）滚道式传送机 结构简单，使用广泛。滚道可以是无动力的，货物由人力推动；也可以是动力驱动的。39第六章 物流系统设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 6.3.3 传送装备传送装备（1）无动力式滚道传送机 滚道一般稍向下倾斜，靠自重或人力推动；不易控制下滑速度。（2）动力式滚道传送机 常用与水平的或向上倾斜的输送路线。有单独驱动和成组驱动之分。实施方案： 1）每个滚子都配备一个电动机和一个减速机，单独驱动 2）每个滚子轴上装两个链轮。 40第六章 物流系统设计

22、退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 6.3.3 传送装备传送装备 3）用一根链条通过张紧轮驱动所有滚子。 4）在滚子底下布置一条胶带，依靠摩擦力作用驱动。 41第六章 物流系统设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 6.3.3 传送装备传送装备 5）用一根纵向的通轴，通过扭成8字形的传送带驱动所有滚子 轨道输送机可以直线传送，还可以改变传送方向。42第六章 物流系统设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 6.3.3 传送装备传送装备（二）链式传送机（二）链式传送机简单的链式传送机由两根套筒滚子链条组成。用链条和托板组成的链板传送机上一种广泛

23、使用的连续传送机械43第六章 物流系统设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 6.3.3 传送装备传送装备（三）悬挂式传送机（三）悬挂式传送机主要用于在制品的暂存。另外尤其适合于批量产品的喷漆分为：分提式、推式、拖式三类。44第六章 物流系统设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 6.3.3 传送装备传送装备（1）提式悬挂传送机即普通悬挂式传送机，由架空轨道、牵引架、滑架、吊具、改向装置、驱动装置等。（2）推式悬挂传送机可将物品由一条输送线路传送到另一条输送线路。（3）拖式悬挂传送机与提式悬挂机不同之处在于：将悬挂的吊具改为地面上运行的小车。45第六章 物流

24、系统设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 6.3.4 有轨运输小车有轨运输小车自动运输小车：自动运输小车：用于机床间传送物料。采用有轨运输小车的是生产系统（RGV）。 46第六章 物流系统设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 6.3.4 有轨运输小车有轨运输小车RGVRGV沿直线导轨运动：由直流或交流司服电动机驱动；沿直线导轨运动：由直流或交流司服电动机驱动； 由中央计算机、光电装置、接近由中央计算机、光电装置、接近 开关等控制。开关等控制。RGVRGV优点：优点：可传送大（重）件，速度快，控制系统简单 ，成本低。 缺点缺点：改变路线比较困难，适于运输路

25、线固定不变 的生产系统 。47第六章 物流系统设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 6.3.5 无轨运输小车无轨运输小车无轨运输小车（无轨运输小车（AGVAGV）是指装备有电磁或光学自动引导装置，能够沿既定的引导路径行使，具有小车编程与停车选择装置、安全保护以及各种运载功能的运输小车48第六章 物流系统设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 6.3.5 无轨运输小车无轨运输小车（一）（一）AGVAGV的构成的构成 （1 1）车体：）车体：车架、减速器、车轮等组成。 （2 2）电源和充电装置：）电源和充电装置：24V或48V的蓄电池配有充电 装置。 （3 3

26、）驱动装置：）驱动装置：电动机、减速器、制动器、车轮、 速度控制器等部分组成。 （4 4）转向装置：）转向装置：铰轴转向式、差动转向式。 （5 5）车上控制装置：）车上控制装置：通过通信系统实现小车的监控。 （6 6）通信装置：）通信装置：连续方式和分散方式。 （7 7）安全装置：）安全装置：接触式和非接触式两类保护装置。49第六章 物流系统设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 6.3.5 无轨运输小车无轨运输小车（二）（二）AGVAGV的特点的特点 （1）便于和机器人、自动输送线、自动化仓库和加工中心配合作业； （2）可以较方便的实现物流系统的扩展； （3）可以和立体仓库

27、配合使用，实现对物流的一体化控制； （4）可重组性使生产线的设备具有很大灵活性； （5）具有较高的安全性，可实现自动规避和离线待命 （6）相对于流水线轨道等固定的物料输送线具有较大的交叉能力； （7）自动识别和优化路径，及时灵活的输送物料； （8）计算机控制，系统精度高； （9）低噪音、无污染；50第六章 物流系统设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 6.3.5 无轨运输小车无轨运输小车（三）（三）AGVAGV设计时应满足的功能设计时应满足的功能 （1 1）行走功能）行走功能 （2 2）控制功能）控制功能 （3 3）安全功能）安全功能 （4 4）随行工作台的自动装卸）随行工

28、作台的自动装卸51第六章 物流系统设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 6.3.5 无轨运输小车无轨运输小车（四）（四）AGVAGV的设计原则的设计原则 （1）分析系统自动化和单元自动化程度； （2）AGV组成与导向线路网络的区段划分； （3）对各工作站、缓冲库等提出通道要求； （4）对AGV及相关设施提出精度要求； （5）提出合理的软硬件要求； （6）充电方式和设置原则； （7）安全问题； （8）费用问题； （9）标准化问题。52第六章 物流系统设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页进入下一节进入下一节 6.3.6 随行工作台站随行工作台站随行工作台站随行工作台站是

29、介于制造单元与自动运输小车之间的装置，在制造系统中起过渡作用，也是物流中的一个环节。功能：功能： （1）存放从自动运输小车送来的随行工作台，图中L。（2）随行工作台在存放站上有自动转移功能，根据系统 的指令，可将随行工作台移至缓冲的位置U。（3）当随行工作台移至工作位置时（图中A），工业机器 人可对随行工作台上夹持的工件进行装卸。53 第六章 物流系统设计6.4 6.4 自动化仓库设计自动化仓库设计 退出退出返回主页返回主页自动化仓库自动化仓库是指采用多层货架，在不直接进行人工处理的情况下能够自动地存储和取出物料的系统。又称立体仓库又称立体仓库，使物流系统的物资调节和物流中心。54 第六章 物

30、流系统设计6.4 6.4 自动化仓库设计自动化仓库设计 一、自动化仓库的类型一、自动化仓库的类型二、自动化仓库的构成二、自动化仓库的构成三、自动化仓库的运行原理三、自动化仓库的运行原理上一页上一页下一页下一页退出退出返回主页返回主页四、自动化仓库的规划与设计四、自动化仓库的规划与设计返回本章返回本章55第六章 物流系统设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 6.4.1 自动化仓库的类型自动化仓库的类型（一）按建筑形式（一）按建筑形式分为整体式和分离式 ( (二）按自动化仓库与生产联系的紧密程度二）按自动化仓库与生产联系的紧密程度分为独立型、 半紧密型和紧密型仓库（三）按所起作

31、用（三）按所起作用分为生产型仓库和流通型仓库56第六章 物流系统设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 6.4.1 自动化仓库的类型自动化仓库的类型（四）按货架构造形式（四）按货架构造形式分为单元货格式、贯通式 （重力式货架仓库）、水平循环式和垂直循环式。57第六章 物流系统设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 6.4.2 自动化仓库的构成自动化仓库的构成（一）土建设施：（一）土建设施：厂方和配套设施。（二）机械装备：（二）机械装备：多层货架、托盘和货箱、搬运装 备、存取货装备、安全保护装置、出入库装 卸站等。（三）电气设备：（三）电气设备：检测、信息识别

32、、控制、通信、 监控调度、计算机管理、图像显示等装置。58第六章 物流系统设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 6.4.3 自动化仓库的运行管理自动化仓库的运行管理其工作过程工作过程：（一）（一）堆垛机停在巷道起始位置，待入库的货物已放置在出入库装卸站上，由堆垛机的货叉将其取到装卸托盘上。（二）（二）计算机控制堆垛机在巷道行走，装卸托盘沿堆垛机铅直导轨升降，自动寻址向存入仓位进行。（三）（三）装卸托盘到达存入仓库前，即图中第四列第四层，装卸托盘上的货叉将托盘上的货物送进存入仓位。59第六章 物流系统设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 6.4.4 自动化

33、仓库的规划与设计自动化仓库的规划与设计规划与设计步骤：规划与设计步骤：（一）分析和准备阶段（一）分析和准备阶段（二）确定货物单元形式及规格（二）确定货物单元形式及规格（三）确定自动化仓库的形式、作业方式和机械装（三）确定自动化仓库的形式、作业方式和机械装 备参数备参数（四）立体仓库的结构尺寸（四）立体仓库的结构尺寸 根据单元货物规格确定货架整体尺寸和仓库根据单元货物规格确定货架整体尺寸和仓库 内部布置。内部布置。 （1）确定货位尺寸和仓库总体尺寸 （2）确定仓库的整体布置60第六章 物流系统设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页进入下一节进入下一节 6.4.4 自动化仓库的规划与设计自动

34、化仓库的规划与设计规划与设计步骤：规划与设计步骤：（五）确定工艺流程，核算仓库工作能力（五）确定工艺流程，核算仓库工作能力 （1）立体仓库的存取模式：单作业模式和复 合作业模式 （2）出、入库作业周期的核算（六）提出对土建及公用工程的设计要求（六）提出对土建及公用工程的设计要求（七）选定控制方式（七）选定控制方式（八）选择仓库管理方式（八）选择仓库管理方式（九）提出自动化装备的技术参数和配置（九）提出自动化装备的技术参数和配置（十）方案评价及仿真（十）方案评价及仿真61 第六章 物流系统设计6.5 6.5 工厂物流系统的总体设计工厂物流系统的总体设计 一、资料的收集和分析阶段一、资料的收集和分

35、析阶段二、工厂总体布局设计二、工厂总体布局设计三、车间布局设计三、车间布局设计上一页上一页下一页下一页退出退出返回主页返回主页四、物流搬运装备的选择四、物流搬运装备的选择返回本章返回本章62第六章 物流系统设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 6.5.1 资料的收集和分析阶段资料的收集和分析阶段总体规划与设计一般要解决的四个问题：总体规划与设计一般要解决的四个问题：厂区规划；车间工位的合理布局；合理确定库存量；选择合理的搬运装备。资料的收集和分析阶段主要包括：资料的收集和分析阶段主要包括：（一）工厂的产品分析（二）了解工厂所在地的自然条件（三）确定工厂未来的发展趋势 工厂物

36、流示意图工厂物流示意图/60/6063第六章 物流系统设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页未完待续未完待续 6.5.2 工厂总体布局设计工厂总体布局设计（一）工厂总体布局应满足的要求（一）工厂总体布局应满足的要求 （1 1）符合工艺规程）符合工艺规程 基本模式基本模式：按功能规划厂区、采用系统布 局设计模式 （2 2）适应工厂内外运输要求）适应工厂内外运输要求 （3 3）合理用地）合理用地 合理确定道路宽度和建筑物的间距，力求 总体布局疏密得当；组成联合厂房或多层 ；适当预留发展用地。64第六章 物流系统设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 6.5.2 工厂总体布局

37、设计工厂总体布局设计（一）工厂总体布局应满足的要求（一）工厂总体布局应满足的要求 （4 4）善于利用自然条件）善于利用自然条件 良好的自然通风和采光条件；避开隐患，规划 好厂区设施位置。 （5 5）安全和环境保护）安全和环境保护 安全卫生规范；车间布局在下风侧；厂区绿化 及美化环境配置，精密车间远离振源和污染源。65第六章 物流系统设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 6.5.2 工厂总体布局设计工厂总体布局设计（二）工厂总体布局设计的基本步骤（二）工厂总体布局设计的基本步骤（1）产品工艺过程分析 （2）作业单位之间的物流关系分析 （3）作业单位之间的非物流关系分析（4）作

38、业单位之间的综合相互关系分析（5）绘制各单位的位置相关图 （6）建立各作业单位的面积相关图 （7）工厂总体平面图的形成 图图6565（8）方案评价（加权因素法和费用对比法）66第六章 物流系统设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 6.5.3 车间布局设计车间布局设计车间设计包括：车间设计包括：工艺设计工艺设计确定加工零件所需的机床、 工夹量具、刀具等物流系统的设计物流系统的设计工位的配置67第六章 物流系统设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 6.5.3 车间布局设计车间布局设计（一）车间布局设计的一般原则（一）车间布局设计的一般原则 （1）有车间生产纲

39、领和生产类型，确定生产组织和 装备布局形式； （2）工艺流程流畅，物料搬运短捷方便，避免往返 交叉； （3）充分利用建筑物的空间； （4）对所有组成部分进行合理规划和配置； （5）为工人创造安全、舒适的工作环境； （6）具备一定的适应生产变化的柔性功能。68第六章 物流系统设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 6.5.3 车间布局设计车间布局设计（二）车间装备布局的基本形式（二）车间装备布局的基本形式 装备布局形式取决于生产类型和生产组织形式。 分为：分为： （1）产品原则布局 （2）工艺原则布局 （3）成组原则布局 （4）固定工位式布局（三）车间物流形式（三）车间物流形式

40、 选择物流形式的重要因素重要因素是入口和出口的位置，同 时还要考虑外部运输条件、建筑物的轮廓尺寸、通 道位置等因素。 五种基本形式五种基本形式/66/66：直线形、L形、U形、环形、S形 69第六章 物流系统设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 6.5.3 车间布局设计车间布局设计（四）车间物流设计的基本步骤（四）车间物流设计的基本步骤（1）明确车间产品的生产纲领、品种、协作关系、生 产辅助系统及产品加工周期，同时应明确运进、 运出车间物料的品种和数量；（2）确定原材料、毛坯、零件、总成的装载单元及装 载方式，并做到标准化；（3）确定工序间、生产线间、车间之间运输的各种物

41、料的品种、数量以及运输方式；（4）确定物流系统所涉及仓库、零件和毛坯存放等所 需面积；（5）设计出详细的车间物流系统，绘制车间物流图。70第六章 物流系统设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页进入下一章进入下一章 6.5.4 物流搬运装备的选择物流搬运装备的选择正确选择搬运装备正确选择搬运装备是提高搬运效率、降低搬运成本的重要措施。根据物料形状、移动距离、搬运流量、搬运方式进行根据物料形状、移动距离、搬运流量、搬运方式进行选择，选择，如下;（1）适用于短距离和低物流量的简单传送装备短距离和低物流量的简单传送装备，如叉 车、电瓶车、传送滚道等。（2）适用于短距离和高物流量的复杂传送装备短距

42、离和高物流量的复杂传送装备，如搬 运机械手或机器人等。（3）适用于长距离和低物流量的简单运输设备长距离和低物流量的简单运输设备，如汽 车等运输车辆。（4）适用于长距离和高物流量的复杂运输装备长距离和高物流量的复杂运输装备，如火 车、船舶等。71退出退出第七章第七章 机械加工生产线总体设计机械加工生产线总体设计第七章 机械加工生产线总体设计返回主页返回主页第一节第一节 概述概述第二节第二节 生产线工艺方案设计生产线工艺方案设计第三节第三节 生产线专用机床的总体生产线专用机床的总体设计设计第四节第四节 机械加工生产线的总体布局设计机械加工生产线的总体布局设计第五节第五节 柔性制造系统柔性制造系统上

43、一页上一页下一页下一页72 第七章 机械加工生产线总体设计 7.1 7.1 概述概述 一、机械加工生产线及其基本组成一、机械加工生产线及其基本组成二、机械加工生产线的类型二、机械加工生产线的类型三、机械加工生产线总体设计应考虑的三、机械加工生产线总体设计应考虑的 主要因素主要因素上一页上一页下一页下一页退出退出返回主页返回主页四、机械加工生产线总体四、机械加工生产线总体 设计的内容及步骤设计的内容及步骤返回本章返回本章73第七章 机械加工生产线总体设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 7.1.1 机械加工生产线及其基本组成机械加工生产线及其基本组成机械加工生产线：机械加工生

44、产线：以机床为主要设备，配以相应的输送装置与辅助装置，按工件的加工工艺顺序排列而成的生产作业线。机械加工生产线机械加工生产线由加工装备、工艺装备、传送装备、辅助装备和控制系统组成。 图图1 1 74第七章 机械加工生产线总体设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 7.1.2 机械加工生产线的类型机械加工生产线的类型机械加工生产线的结构及复杂程度机械加工生产线的结构及复杂程度主要取决于工件的生产类型和工件的加工要求。（一）单一产品固定节拍生产线（一）单一产品固定节拍生产线 （1）生产线由自动化程度较高的、高效专用的加工 装备、工艺装备、输送装备和辅助装备组成，制造 单一品种的产

45、品，生产效率高、产品质量稳定，属 大量生产类型。 （2）生产线所有设备的工作节拍等于或成倍于生产 线的生产节拍。 （3）生产线的制造装备按产品的工艺流程布局，工件 沿固定的路线，采用自动化的物流输送装置。 （4）工序间不必储存供周转用的半成品，设备必须充 分可靠。75第七章 机械加工生产线总体设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 7.1.2 机械加工生产线的类型机械加工生产线的类型（二）单一产品非固定节拍生产线（二）单一产品非固定节拍生产线（1）生产线由专用制造装备组成，产品是大量生产类 型，投资强度少于第一类生产线。（2）缩短工件在工序间的搬运路线，节省辅助时间。（3）生

46、产线上各设备的工作周期不一样。（4）各设备的工作节拍不一样，需要储料装置。（5）生产线各设备间工件的传输没有固定的节拍。76第七章 机械加工生产线总体设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 7.1.2 机械加工生产线的类型机械加工生产线的类型（三）成组产品可调整生产线（三）成组产品可调整生产线（1）生产线由可调整的专用制造设备组成，有 一定的生产效率和自动化程度。（2）缩短工件在工序间的搬运路线，减少辅助 时间。（3）各装备的生产节拍是不一样的。77第七章 机械加工生产线总体设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 7.1.2 机械加工生产线的类型机械加工生产

47、线的类型（四）柔性制造生产线（四）柔性制造生产线（1）由柔性加工设备、物料输送装置、计算机 控制系统组成。（2）设备数量少，工序高度集中。（3）混流加工。（4）工件流动路线不确定。（5）工序间应有在制品的储存。（6）物料输送装置柔性大。78第七章 机械加工生产线总体设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页7.1.3 机械加工生产线总体设计应考虑的主要因素机械加工生产线总体设计应考虑的主要因素（一）工件的几何形状，总体特征、材质、毛（一）工件的几何形状，总体特征、材质、毛 坯状况及工艺要求坯状况及工艺要求（二）生产纲领（二）生产纲领（三）使用条件（三）使用条件（四）装备制造厂的制

48、造能力（四）装备制造厂的制造能力79第七章 机械加工生产线总体设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页进入下一节进入下一节 7.1.4 机械加工生产线总体设计的内容及步骤机械加工生产线总体设计的内容及步骤（一）生产线工艺方案的制订（二）全线自动化方案的拟订（三）生产线通用装备的选型和提出专用机床的设 计任务书（四）生产线物流传送装备的选型和提出专用物流 传送装备的设计任务书（五）生产线辅助装备的选型和提出专用辅助设备 的设计任务书（六）生产线总体布局设计，绘制生产线的总联系 尺寸图（七）绘制生产线周期表80 第七章 机械加工生产线总体设计 7.2 7.2 生产线工艺方案设计生产线工艺方案设

49、计 一、生产线工艺方案的制订一、生产线工艺方案的制订二、生产节拍的平衡和生产线的分段二、生产节拍的平衡和生产线的分段三、机床设备的选型三、机床设备的选型上一页上一页下一页下一页退出退出返回主页返回主页四、生产线的技术经济四、生产线的技术经济 性能评价性能评价返回本章返回本章81第七章 机械加工生产线总体设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 7.2.1 生产线工艺方案的制订生产线工艺方案的制订（一）分析被加工工件的要求以及生产线建设的现场（一）分析被加工工件的要求以及生产线建设的现场 条件条件 毛坯、工艺、发展、空间、动力（电、气、油 ）、经验（二）生产类型的确定（工业企业生

50、产专业化的分类）（二）生产类型的确定（工业企业生产专业化的分类） 生产类型分为大量生产、成批生产和单件生产。 其中成批生产又分为大批量生产、中批量生产和 小批量生产。 取决于产品的年生产纲领、加工周期。（三）确定毛坯类型（三）确定毛坯类型经技术经济分析确定经技术经济分析确定 铸件、锻件、型材82第七章 机械加工生产线总体设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 7.2.1 生产线工艺方案的制订生产线工艺方案的制订（四）工件传送方式的确定（四）工件传送方式的确定 首先确定工件在生产线上是采取直接传 送还是随行夹具传送。 工件有足够大的支承面、两侧的导向面 和供传送带棘爪用的推拉面

51、采用直接传 送的方式，否则需要采用随行夹具传送 ，甚至于加辅助支承。83第七章 机械加工生产线总体设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 7.2.1 生产线工艺方案的制订生产线工艺方案的制订（五）工件定位基面选择（五）工件定位基面选择 （1）尽量采用统一的定位基面，以利于保证加工 精度，简化生产线的结构； （2）第一道工序的定位基面选最重要的平面，再 加工余量均匀； （3）一面两销定位时，圆柱销常放在工件移动方 向前端； （4）为防止定位销孔磨损严重造成误差，可采用 两套定位孔或采用较深定位孔； （5）采用两个垂直面及一个定位销定位时，定位 销应为菱形。84第七章 机械加工生

52、产线总体设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 7.2.1 生产线工艺方案的制订生产线工艺方案的制订（六）工件传送基面的选择（六）工件传送基面的选择 （1）箱体类工件传送基面的选择）箱体类工件传送基面的选择 直接传送和间接传送两种直接传送和间接传送两种 （2）回转体类工件传送基面的选择）回转体类工件传送基面的选择 （3）盘、环类工件和外形不规则工件传送）盘、环类工件和外形不规则工件传送 基面的选择基面的选择85第七章 机械加工生产线总体设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页未完待续未完待续 7.2.1 生产线工艺方案的制订生产线工艺方案的制订 取决于工件材料、各加工面的

53、尺寸、加工精度和表 面粗糙度要求、加工部位的结构特征、生产类型等。 （1 1）大平面加工：）大平面加工：精度/表面粗糙度 铣、粗铣精铣、粗铣半精铣精铣 （2 2）孔加工：）孔加工：实体加工：钻扩铰 毛坯有预孔（D1630） 铰尺寸精度高，位置精度、直线度校正低； 精镗位置精度、直线度高。 86第七章 机械加工生产线总体设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 7.2.1 生产线工艺方案的制订生产线工艺方案的制订 （3 3）深孔加工：）深孔加工： 难点排泻、刀具冷却、轴线易歪斜。 定期推出/阶梯孔/中空钻头/工件回转/ 断屑槽 （4 4）螺纹加工：）螺纹加工： 普通：钻底孔倒角攻

54、螺纹 高精度：钻孔扩至底孔直径倒角攻螺纹87第七章 机械加工生产线总体设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 7.2.1 生产线工艺方案的制订生产线工艺方案的制订（八）选择合理的切削用量（八）选择合理的切削用量 （1)生产线刀具寿命的选择原则 较多考虑的原则是换刀不占用或少占用上班时间。 （2）加工时间长、影响生产线生产节拍的工序，尽量 采用较大的切削用量，以缩短加工时间。 （3）注意刀具的转速，确定合理的切削速度和进给量 ，使刀具具有大致相同的寿命。 （4）考虑刀具各部分强度、寿命及其工作要求。88第七章 机械加工生产线总体设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页

55、下一页 7.2.1 生产线工艺方案的制订生产线工艺方案的制订（九）划分加工阶段（九）划分加工阶段 粗加工半精加工精加工 好处好处：（1）减少热变性，内应力变性的影响； （2）避免粗加工振动对精加工影响； （3）精加工设备精度保持有利。 89第七章 机械加工生产线总体设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 7.2.1 生产线工艺方案的制订生产线工艺方案的制订（十）确定工序集中和分散程度（十）确定工序集中和分散程度 （1）切削用量、夹紧力、夹具结构、润滑要求差别 较大的工序，不宜集中完成； （2）相互间位置精度要求高的表面的精加工易集中 完成； （3）要注意工件的刚性； （4）要

56、合理安排粗、精加工工序； （5）要保证机床调整，使用方便，工作可靠。90第七章 机械加工生产线总体设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 7.2.1 生产线工艺方案的制订生产线工艺方案的制订（十一）安排工序顺序（原则）（十一）安排工序顺序（原则） （1）粗精加工分开，重要表面，要拉远； （2）易出废品的粗加工工序，应放在最前面或放在线外； （3）精度高、不易稳定达到要求的表面，放在线外加工； （4）尽可能减少机床台数； （5）位置精度要求高的表面尽可能在一个工位上加工； （6）同轴度、平行度要求高的孔系，精加工从同侧进行； （7）减少转位装置； （8）易断刀具工序放在精加工之

57、前； （9）通常攻丝工序放在最后。91第七章 机械加工生产线总体设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页未完待续未完待续 7.2.2 生产节拍的平衡和生产线的分段生产节拍的平衡和生产线的分段（一）生产节拍的平衡（一）生产节拍的平衡 生产线的生产节拍计算式： 其中，T为一年基本工时，一般规定，一班制为 2360h/年，两班制为4650h/年； 为复杂系数，一 般取0.650.85；N为生产线加工工件的年生产纲领（ 件数/年）； 式中，q为产品的年产量（台/年）；n为每台产品所 需生产线加工的工件数量（件/台）； 为备品率； 为废品率。160NTtj)1 (21ppqnN11p2p92第七章

58、机械加工生产线总体设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 7.2.2 生产节拍的平衡和生产线的分段生产节拍的平衡和生产线的分段（一）生产节拍的平衡（一）生产节拍的平衡 实现节拍平衡采取的措施实现节拍平衡采取的措施: : （1）采用新的工艺方法，提高工序节拍； （2）增加顺序加工工位； （3）实现多件并行加工，提高单件的工序节拍。 93第七章 机械加工生产线总体设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 7.2.2 生产节拍的平衡和生产线的分段生产节拍的平衡和生产线的分段（二）生产线的分段（二）生产线的分段 生产线属于以下情况往往需要分段：生产线属于以下情况往往需

59、要分段： （1）进行转位和翻转时，分段独立传送； （2）为平衡生产线的生产节拍，对限制性工序采用“ 增加同时加工的工位数”时，单独组成工段； （3）当生产线的工位数多时，一般要分段; （4）当工件加工精度要求较高时，减少工件热变形 和内应力对后续工序的影响。94第七章 机械加工生产线总体设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 7.2.3 机床设备的选型机床设备的选型所选机床设备，所选机床设备，应与工件外形尺寸、质量、精度要求和生产类型相适应。取决于取决于技术经济论证。 通常：通常：大量生产条件下组合机床；生产批量不大而品种繁多选柔性加工机床。 95第七章 机械加工生产线总体设

60、计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 7.2.4 生产线的技术经济性能评价生产线的技术经济性能评价生产线的工作可靠性、生产率和经济效益是设计和建造生产线时首先应该考虑和要协调解决的问题，也是评价生产线优劣的主要指标。96第七章 机械加工生产线总体设计退出退出返回本节返回本节返回主页返回主页下一页下一页 7.2.4 生产线的技术经济性能评价生产线的技术经济性能评价（一）生产线的工作可靠性：（一）生产线的工作可靠性：在给定的生产纲领所决定 的规模下，在生产线规定的全部使用期限内，连 续生产合格产品的工作能力。 提高可靠性和效率的措施：提高可靠性和效率的措施： （1）提高寻找故障和