3章物料供输自动化

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。第一节概概述产品在制制造过程程中的时间及费费用分配配：机床作业业时间仅仅占5%工件处于于等待和和传输状状态的时时间占95%物料传输输与存储储费用占占整个产产品加工工费用的的30%--40%%对物流系系统的优优化有助助于提高高生产率率、降低低成本、、提高效效益。一、物流流系统及及其功用用物流是物物料的流流动过程程。物流流按其物物料性质质不同，，可分为为工件流、、工具流流和配套套流三种。在自动化化制造系系统中，，物流系系统是指指工件流流、工具具流和配配套流的的移动与与存储，，它主要要完成物物料的存储、输输送、装装卸、管管理等功能。。二、物物流系统统的组成成及分类类1)单机自动动供料装装置完成单机机自动上上下料任任务，由由储料器器、隔料料器、上上料器、、输料槽槽、定向向定位装装置等组组成。2)自动线输输送系统统完成自动动线上物物料输送送任务，，由各种种连续输输送机、、通用悬悬挂小车车、有轨轨导向小小车及随随行夹具具返回装装置等组组成。3)FMS物流系统统完成FMS物料的传传输，由由自动导导向小车车、积放放式悬挂挂小车、、积放式式有轨导导向小车车、搬运运机器人人、自动动化仓库库等组成成。图3-1物流供输输系统的的组成及及分类三、物流流系统应应满足的的要求1)可靠、无无损伤和和快速地地物料流流动；2)具有一定定柔性，，即灵活活性、可可变性和和可重组组性；3)实现“零库存”生产目标标；4)采用计算算机管理理，提高高效率，，减少建建设投资资；5)具有可扩扩展性、、人性化化和智能能化。第二节单单机自自动供料料装置一、概述述自动供料料装置的的组成：：储料器、、输料槽槽、定向向定位装装置和上上料器工作过程程：储料器储储存一定定数量的的工件，，根据加加工设备备的需求求自动输输出工件件，经输输料槽和和定向定定位装置置传送到到指定位位置，再再由上料料器将工工件送入入加工位位置。图3-2机床自动动供料装装置1—料仓2—隔料器3—上料器4—弹簧夹头头5—上料杆6—推料杆7—出料槽8—弹簧9—自动停车车装置对供料装装置的基基本要求求：1）供料迅迅速，缩缩短辅助助时间,提高生产产率；2）供料装装置结构构简单，，供料稳稳定可靠靠；3）供料时时避免冲冲击，防防止损伤伤工件；；4）供料装装置要有有一定的的适用范范围，以以适应不不同类型、不不同尺寸寸的工件件要求；；5）满足一一些工件件的特殊殊要求。。车床机器器人上下下料示意意图加工中心心机器人人上下料料示意图图回转摩擦擦盘式供供料装置置振动盘自自动供料料装置结构：一般设计计成料仓仓式或料料斗式。。料仓式储储料器需人工将将工件按按一定方方向摆放放在仓内内，料斗式储储料器只需将工工件倒入入料斗，，由料斗斗自动完完成定向向。料仓或料料斗一般储存存小型工工件，对于较较大的工工件可采采用机械械手或机机器人来来完成供供料过程程。储料器二、料料仓1.料仓的结结构形式式自重式外力作用用式2.拱形消除除机构仓壁振动动器搅拌器图3-3料仓的结结构形式式料仓式上上料装置置数控机床床棒料送送料器三、料斗斗

具有定向向机构：：工件在料料斗中自自动完成成定向。。保证正常常生产：应使料料斗的平平均供料料率大于于机床的生产率率。图3-4往复推板板式料斗斗1、平均供供料率Q（件/min）滚动：Q=nLK/d;滑动：Q=nLK/l;式中：n——推板往复复次数；；L——推板工作作部分长长度；d——工件直径径；l——工件长度度，k——上料系数数，见表表3-12.推板工作作部分水水平倾角角（°）工件滚动动时：α=7°—15°工件滑动动时：α=20°—30°3.推板行程程长度H（mm）对于l/d<8的轴类工工件：H=(3--4)l；对于l/d=8-12的轴类工工件：H=(2--2.5)l；4.推板的宽宽度B（mm）推板位于于料斗一一侧：B=（8-10）l推板位于于料斗中中间：B=（12-15）l表3-1料斗结构构与技术术特性四、输料料槽根据工件件的输送方式式（靠自重或或强制输输送）和工件形状状，确定输输料槽的的结构形形式。靠自重输送送的自流式式输料槽槽结构简简单，但但可靠性性较差；；半自流式式或强制制运动式式输料槽可可靠性高高。表3-2输料槽主主要类型型表3-2输料槽主主要类型型（续））五、工件件的二次次定向机机构有些外形形复杂的的工件，，一次定定向困难难，因此此需在料料斗外的的输料槽槽中进行行二次定定向。图3-5二次定向向机构六、供供料与隔隔料机构构供料和隔隔料机构构的功用用是定时时地把工工件逐个个输送到到机床加加工位置置，为了了简化机机构，一一般将供供料与隔隔料机构构设计成成一体的的。图3-6典型的供供料与隔隔料机构构a)往复式b)摆动式c)回转式d)连续式电磁振动动料槽利用电磁磁振动使使物料向向前输送送和定向向；结构构简单，，供料速速度快，，适用范范围广。。图3-7直槽型振振动料槽槽1—料槽2—弹簧片3—衔铁4—电磁铁5—基座表3-3电磁振动料斗的类型

分

类名

称特点适用范围料槽型式直槽型单个电磁铁激振，料槽作往复振动主要用作料道螺旋型料槽装料器内外壁作垂直及扭转振动中、小型工件的上料激振方式电磁式用电磁铁激振用途最广机械式用偏心机构、凸轮机构激振，振动频率低，振幅大大型工件的上料振动特性单一振动正弦谐振应用最广复合振动垂直振动与扭转振动分离形状复杂工件的上料，供料率高七、机机床自动动供料典典型装置置举例图3-8螺纹机床床自动供供料装置置1—摆杆2—挡铁3—螺钉4—碰杆5—隔料器6—齿轮7—摆轴8—活塞9—夹持器10—扭簧11—料道12—液压缸13—限位销14—弹簧15—微动开关关八、板材材料自动动供料和和送料装装置1）供料装装置功能：贮料、顶顶料、吸吸料、提提料、移移料和释释料等过程：先将板料料放入贮贮料架内内,再由顶料料机构把把板料提提供给吸吸料器或或送料装装置,2）送料装装置将供料装装置送来来的板料料传送到到加工位位置。图3-9双贮料式贮料与顶顶料装置置1—贮料架2—挡杆3—液压缸4—吸料器图3-10电磁吸盘盘1—隔磁环2—铁心3—线圈图3-11气动式移移料装置置1—吸盘升降降气缸2—移料气缸缸3—活塞杆图3-12斜刃夹持持式送料料装置1—斜楔2—滚轮3—固定斜刃刃座4—螺杆5—活动斜刃刃座6—手柄7—斜刃8—扭簧9—弹簧自动线是是指按加加工工艺艺排列的的若干台台加工设设备及其其辅助设设备，并并用自动动输送系系统联系系起来的的自动生生产线。。在自动动线上，，工件以以一定的的生产节节拍，按按工艺顺顺序自动动地通过过各个工工作位置置，完成成预定的的工艺过过程。本本节只对对自动线线的输送送系统作作简单介介绍。第三节自自动线线输送系系统分类带式输送送系统链式输送送系统步伐式传传送带棍子输送送系统悬挂输送送系统有轨导向向小车随行夹具具返回装装置一、带式式输送系系统带式输送送系统是是一种利利用连续续运动且且具有挠挠性的输输送带来来输送物物料的输输送系统统。结构组成成：有有输送带带、驱动动装置、、传动滚滚筒、托托辊、张张紧装置置等。结构形式式：一种种环形封封闭形式式;功能：输输送和承承载。。传动原理理：传动动滚筒依依靠摩擦擦力带动动输送带带运动，，输送带带全长靠靠许多托托辊支承承，并且且由张紧紧装置拉拉紧。适用范围围：主主要输送送散状物物料，但但也能输输送单件件质量不不大的工工件；主主要用于于远距离离输送。。图3-13带式输送送系统1—上托辊2—工件3—输送带4—传动滚筒筒5—张紧轮6—下托辊7—电动机8—减速器9—传动链条条1、输送带带作用：是是带式式输送机机的牵引引构件及及承载构构件，用用于输送送物料和和传递动动力。材料：橡橡胶带、、塑料带带、绳芯芯带、钢钢网带输送带两两端的接接头形式式：机械接头头冷冷粘接接头硫硫化接头头强度（（35%--40%%）（（70%）（（85%--90%%）输送带的的宽度比比成件物物料的宽宽度要大大50-100mm件货对输输送带的的比压应应小于5kPa1.输送带橡胶带强力型普通型轻型井巷型耐热型表3-4橡胶带主要品种

品

种带宽B/mm带芯强度

[N·(cm·层)-1]工作环境温度/°C物料最高

温度/°C普通型400

500

650

800

1000

1200

1400560-10~+4050耐热型400

500

650

800

1000

1200

1400560-10~+40120维尼伦芯650

800

1000

1200

14001400

-5~+4050

2、滚筒及及驱动装装置：滚筒分类类：传动滚筒筒及改向向滚筒传动滚筒筒的作用用：是将驱动动装置的的动力，，通过摩摩擦力传传递给输输送带的的部件。。传动滚筒筒的结构构形式：：钢板焊接接结构和和铸焊结结构。传动滚筒筒表面：：有光面（（金属））和胶面面两种形形式，胶胶面的作作用是增增大传动动滚筒与与输送带带之间的的摩擦力力。改向滚筒筒的作用用改变输送送带的运运行方向向或增加加输送带带与传动动滚筒间间的围包包角。增加围包包角的作作用增加输送送带与滚滚筒间的的接触面面，使输输送带与与滚筒间间不打滑滑。驱动装置置：输送送机的动动力部分分组成：电电动机、、联轴器器、减速速器及传传动滚筒筒。驱动功率率较小时时（小小于45KW）由电机机、刚性性联轴器器、减速速机等组组成。驱动功率率较大时时，采采用电机机、液力力耦合器器、减减速机等等组成的的驱动单单元。电动滚筒筒：将电电动机、、减速器器及传动动滚筒做做成一体体。电动滚筒筒图3-14油浸电动动机摆线线针轮传传动电动动滚筒1—接线盒2—支座3—端盖4—筒体5—电动机定定子6—电动机转转子7—轴8—针轮9—摆线轮托辊：作用：在在远距离离带式物物料传送送时，为为防止物物料重力力和输送送带自重重造成的的带下垂垂，而在在输送带带下安置置托辊分类：承承载托辊辊、空载载托辊、、调心托托辊承载托辊辊：用于于支撑承承载侧的的输送带带和物料料空载托辊辊：用于于支撑空空载载侧侧的输送送带（回回程）调心托辊辊：用于于调整跑跑偏的输输送带结构：由由输送的的物料种种类决定定（平托托辊、V型托辊、、槽型托托辊、梳梳型托辊辊等）托辊的数数量：由由带长决决定，输输送大件件成件物物料时上上托辊间间距应小小于成件件物料在在输送方方向上的的尺寸之之半，而而下托辊辊间距可可取上托托辊间距距的2倍左右3.托辊图3-15常见的托托辊结构构型式a)平托辊b)V形托辊c)槽形托辊辊d)空载平托托辊e)空载梳形形托辊f)空载V形托辊g)挡辊式调调心托辊辊h)挡辊式空空载调心心托辊i)挡辊式空空载双辊辊调心托托辊张紧装置置作用：是是使输送送带具有有足够的的张紧力力，保证证输送带带与传动动滚筒之之间不打打滑，并并限制输输送带在在各托辊辊间的垂垂度，使使输送带带正常运运行。分类：螺螺旋张紧紧装置、、重锤式式张紧装装置、车车式张紧紧装置、、固定绞绞车式张张紧装置置等几种种形式。。螺旋张紧紧装置车式重锤锤张紧装装置重锤式张张紧装置置4.张紧装置置图3-16张紧装置置示意图图二、链式式输送系系统链式输送送机是以以链条作作为牵引引和承载载体输送送物料。。组成：链链条、链链轮、电电动机、、减速器器、联轴轴器等工作原理理：利用用链条与与链轮啮啮合传动动进行输输送。链条由驱驱动链轮轮牵引，，链条下下面有导导轨，支支承着链链节上的的套筒辊辊子。货货物直接接压在链链条上或或放在承承载托板板上，随随着链条条的运动动而向前前移动。。图3-17链式输送送系统1—电动机2—带3—链轮4—链条5—锥齿轮6—减速器图3-18输送链条条a)弯片链b)套筒滚柱柱链c)焊接链d)可拆链e)履带链f)齿形链1.链条输送链条条有套筒筒滚柱链链、弯片片链、叉叉形链、、焊接链链、可拆拆链、履履带链、、齿形链链等结构构形式。。链式输送送系统2.链轮链轮的基基本参数数、齿形形及公差差、齿槽槽形状、、轴向齿齿廓、链链轮公差差等依据据国家标标准GB/T8350—2003《输送链、、附件和和链轮》设计。链轮齿数数Z：太小－－－链条运运行平稳稳性变差差，而且且冲击、、振动、、噪声、、磨损加加大太大－－－机构庞庞大,步距过大大物料一般般通过链链条上的的附件带带动前进进，附件件可以采采用链条条上的零零件扩展展而成或或是配置置二级附附件（托托架、料料斗、运运载机构构）套筒滚柱柱链的附附件三、步伐伐式传送送带步伐式输输送装置置是组合合机床自自动线上上典型的的工件输输送装置置。在加加工箱体体类零件件的自动动线以及及带随行行夹具的的自动线线中，使使用非常常普遍。。功用：它它能完成成向前输输送和向向后退回回的往复复动作,实现工件件单向输输送。分类：有有棘爪式式、摆杆杆式等多多种形式式。1、棘爪式式输送带带当输送带带向前运运动时，，棘爪就就推动工工件移动动一个步步距；当输送带带回程时时，棘爪爪被工件件压下，，于是绕绕销轴回回转而而将弹簧簧拉伸，，并从工工件下面面滑过，，待退出出工件之之后，棘棘爪又复复抬起。。1—输送带；；2—挡销；3—销轴；4—棘爪；5—弹簧；6—工件；7—支承滚子子71、棘爪式式传送带带

图3-20棘爪步伐伐式传送送带1—首端棘爪爪2—中间棘爪爪3—末端棘爪爪4—上侧板5—下侧板6—连板7—销子2、摆杆步步伐式输输送带棘爪步伐伐输送装装置虽然然动作简简单（因因而其传传动机构构简单）），但当当输送速速度较高高时，工工件在到到达终点点时往往往因惯性性作用向向前超程程而不能能保证位位置精度度。此外外，由于于切屑掉掉入，偶偶尔也有有棘爪卡卡死、输输送失灵灵的现象象。为了了提高输输送速度度及输送送工作的的可靠性性，可以以采用摆摆杆步伐伐输送装装置。具有刚性性棘爪和和限位挡挡块。图3-21摆杆步伐伐式传送送带1—输送摆杆杆2—回转机构构3—回转接头头4—活塞杆5—驱动液压压缸6—液压缓冲冲装置7—支撑辊工作原理理整个输送送带由若若干节输输送摆杆杆l组成，两两节的接接合处采采用了配配合，然然后用两两个互成成90°的销子固固定。输输送带的的支承辊辊7一般做成成腰鼓形形。输送送带的往往复运动动大多数数采用液液压油缸缸驱动。。为了让让输送带带回转，，活塞杆杆4与输送带带之间采采用能相相对转动动的回转转接头3联接。为为使行程程未端不不发生冲冲击，油油缸5两端设有有缓冲器器6。输送带带的回转转运动是是由专用用的回转转机构2实现的。。四、辊子子输送系系统原理：利利用辊辊子的转转动来输输送工件件的输送送系统无动力辊辊子输送送系统：：依靠工工件的自自重或人人的推力力使工件件向前输输送（要要求工件件底面平平整坚实实，工件件在输送送方向上上至少跨跨过三个个辊子的的长度））动力辊子子输送系系统：由由驱动装装置通过过齿轮、、链轮或或带传动动使辊子子转动，，依靠辊辊子与工工件之间间的摩擦擦力实现现工件的的输送图3-22无动力辊辊子输送送系统四、辊子子输送系系统图3-22无动力辊辊子输送送系统无动力辊辊道式输输送机动力辊道道式输送送机转弯辊道道式输送送机五、悬挂挂输送系系统悬挂输送送系统适适用于车车间内成成件物料料的空中中输送。。悬挂输输送系统统节省空空间，更更容易实实现整个个工艺流流程的自自动化。。悬挂输输送系统统分通用用悬挂输输送系统统和积放放式悬挂挂输送系系统两种种。悬挂挂输送机机由牵引引件、滑滑架小车车、吊具具、轨道道、张紧紧装置、、驱动装装置、转转向装置置和安全全装置等等组成，，如图3-23所示。积放式悬悬挂输送送系统与与通用悬悬挂输送送系统相相比有下下列不同同之处：：牵引件件与滑架架小车无无固定连连接，两两者有各各自的运运行轨道道；有岔岔道装置置，滑架架小车可可以在有有分支的的输送线线路上运运行；设设置停止止器，滑滑架小车车可在输输送线路路上的任任意位置置停车。。特点：适适用于车车间内成成件物料料的空中中运输分类：通通用悬挂挂和积放放式悬挂挂结构组成成：牵引引件、滑滑架小车车、吊具具、轨道道、张紧紧装置、、驱动装装置、转转向装置置（一般般为链轮轮）和安安全装置置等通用悬挂挂和积放放式悬挂挂的区别别牵引件与与滑架小小车无固固定联接接，两者者有各自自的运行行轨道（（牵引轨轨道和承承重轨道道）有岔道装装置（滑滑架小车车可以在在有分支支的输送送线路上上运行））可设置停停止器（（滑架小小车可以以在输送送线路上上的任意意位置停停车）五、悬挂挂输送系系统悬挂式输输送机悬挂输送送系统通用悬挂挂输送机机根据单点点承载能能力选择择单点承载载能力在在100kg以上可以以采用可可拆链单点承载载能力在在100kg以下采用用双铰接接链双铰接链链1—行走轮2—铰销3—导向轮4—链片5—吊板1、牵引件件2、滑架小小车装有物料料的吊具具挂在滑滑架小车车上，牵牵引链牵牵动（或或利用推推头推动动）滑架架小车沿沿轨道运运行。通用悬挂挂输送系系统的滑滑架小车车1—轨道；2—滑架小车车；3—牵引链；；4—挂吊具物料双滑架小小车积放式悬悬挂输送送系统的的滑架小小车1—滑架小车车2—推头3—框板4—牵引轨道道5—牵引链6—挡块7—承载轨道道8—滚轮9—导向滚轮轮牵引链与与滑架小小车有各各自的运运行轨道道（牵引引轨道和和承重轨轨道）有岔道装装置，滑滑架小车车可以在在有分支支的输送送线路上上运行。。六、有轨轨导向小小车有轨导向向小车（（RailGuidedVehicle，简称RGV）是依靠靠铺设在在地面上上的轨道道进行导导向并运运送工件件的输送送系统。。优点：移动速度度大，加加速性能能好，承承载能力力大。缺点：RGV铺设轨道道不宜改改动，柔柔性差，，车间空空间利用用率低，，噪声高高。自动小车车自动小车车分为有有轨和无无轨两种种。所谓谓有轨，，是指有有地面或或空间的的机械式式导向轨轨道。地面有轨轨小车结结构牢固固，承载载力大，，造价低低廉，技技术成熟熟，可靠靠性好，，定位精精度高。。多采用用直线或或环线双双向运行行，广泛泛应用于于中小规规模的箱箱体类工工件FMS中。高架有轨轨小车(空间导轨轨)相对于地地面有轨轨小车，，车间间利用率率高，结结构紧凑凑，速度度高，有有利于把把人和输输送装置置的活动动范围分分开，安安全性好好，但承承载力小小。较多多地用于于回转体体工件或或刀具的的输送，，以及有有人工介介入的工工件安装装和产品品装配的的输送系系统中。。有轨小车车由于需需要机械械式导轨轨，因而而其系统统的变更更性、扩扩展性和和灵活性性不够理理想。链式牵引引的有轨轨导向小小车1-牵引链条条2-载重小车车3-轨道有轨导向向小车(RGV)有轨导向向小车有轨导向向小车(RGV)(a)地面轨道道式；(b)空间轨道道式有轨导向向小车七、随行行夹具返返回装置置在组合机机床自动动线中，，对于某某些形状状复杂、、缺少可可靠输送送基面的的工件或或有色金金属工件件，常常常采用随行夹具具作为定位位夹紧和和自动输输送的附附加装置置。随行夹具具可以做做出一个个很可靠靠的输送送基面，，并采用用“一面两孔孔”的典型定定位方式式在自动动线的工工位上安安装，从从而使某某些原来来不便于于在组合合机床自自动线上上加工的的工件成成为可能能，扩大大了自动动线的应应用范围围。为了保证证工件在在各工位位的定位位精度或或结构复复杂无可可靠运输输基面工工件的传传输，一一般将工工件先定定位夹紧紧在随行行夹具上上，工件件和随行行夹具一一起传输输，这样样随行夹夹具必须须返回到到原始位位置。随随行夹具具返回装装置分上方返回回、下方方返回、、水平返返回三种。（1）水平返返回方式式（2）上方返返回方式式1、主输送送带；2、随行夹夹具；3、提升装装置；4、返回输输送带；；5、下降装装置；（3）下方返返回方式式1、输送油油缸；2、随行夹夹具；3、回转鼓鼓轮；4、步伐式式返回输输送带；；5、回转鼓鼓轮；第四节柔柔性性物流系系统自计算机机问世以以来，柔柔性就成成为机械械制造自自动化的的基本属属性，柔柔性制造造技术也也就成为为机械制制造自动动化的发发展趋势势，由此此产生了了柔性制制造系统统。柔性性制造系系统（FlexibleManufacturingSystem简称FMS）是由数数控加工工设备、、物料运运储装置置和计算算机控制制系统等等组成的的自动化化制造系系统，它它包括多多个柔性性制造单单元，能能根据制制造任务务或生产产环境的的变化迅迅速进行行调整，，适应于于多品种种、中小小批量生生产。柔性制造造系统（（FlexibleManufacturingSystem-FMS）一般由由三部分分组成：（1）加工系系统三台以上上的数控控机床，，加工中中心或FMC以及若干干台辅助助设备（（如清洗洗机、测测量机、、排屑装装置、冷冷却润滑滑装置等等）。（2）储运运系统完成工件件原材料料运储、、刀具运运储（3）控制和和管理系系统实现对FMS的运动控控制、刀刀具管理理、质量量控制及及FMS的数据管管理和网网络通讯讯。加工系统统：提供灵活活的加工工工艺；；物料输送送系统：：将加工设设备互相相联系起起来；控制和管管理系统统：不断对设设备的动动作进行行监控、、检测，，同时提提供控制制指令并并进行工工程记录录，还可可通过仿仿真来预预示系统统各部件件的行为为。FMS必须具备备的功能能能自动管管理零件件的生产产过程，，自动控控制制造造质量，，自动进进行故障障诊断及及处理，，自动进进行信息息收集及及传输；；简单地改改变软件件或系统统参数，，便能制制造出某某一零件件族的多多种零件件；物料的运运输和储储存必须须为自动动(包括刀具具等工装装和工件件的自动动运输)；能解决多多机床条条件下零零件的混混流加工工，且无无需额外外增加费费用；具有优化化调度管管理功能能，能实实现无人人化或少少人化加加工。一、物物流输送送形式物流输送送系统是是为FMS服务的，，它决定定着FMS的布局和和运行方方式。1.直线型输输送形式式2.环型输送送形式3.网络型输输送形式式4.机器人为为中心的的输送形形式典型的物物流基本本回路：：图3-31典型的物物流基本本回路a)直线式b)环形式c)带分支的的直线式式d)带分支的的环形式式e)网络式1.直线型输输送形式式特点：输输送设备备作直线线运动，，输送线线两侧布布置加工工设备和和装卸站站用途：适用于按按照规定定顺序从从一个工工作站到到下一个个工作站站的工件件输送，，其线内内储存量量较小，，需配合合中央仓仓库及缓缓冲站特点：加加工设备备和辅助助设备布布置在封封闭的环环型输送送线的内内外侧。。可增加加支线作作为储存存或改变变输送线线路之用用，不不设置中中央仓库库，便于于实现随随机存取取。应用范围围较广输送设备备：连续输送送机、输输送小车车、悬挂输送送机2.环型输送送形式3.网络型输输送形式式特点：输送设备备通常采采用自动动导向小小车，加加工设备备敞开性性好，物物料输送送灵活。。线内内储存量量较小，，需配合合中央仓仓库及托托盘自动动交换器器。4.机器人为为中心的的输送形形式特点：以搬运机机器人为为中心，，加工设设备布置置在机器器人搬运运范围内内的圆周周上。用途：适用于加加工各类类回转体体零件的的FMS中。1—车削中中心2—数控铣床床3—数控钻床床4—缓冲站5—加工中心心6—机器人二、托托盘及托托盘交换换器1.托盘2.托盘交换换器（1）回转式式托盘交交换器（2）往复式式托盘交交换器在FMS中，工件件一般安安装在组组合夹具具上，而而组合夹夹具又被被安装在在托盘上上，因而而托盘是工工件和夹夹具的承承载体。当工件在在机床上上加工时时，托盘盘成为机机床工作作台并支支撑工件件；运输时,托盘又承承载着工工件和夹夹具在机机床之间间进行传传送。托盘是一一种工件件和机床床之间的的硬件接接口。在同一个个FMS之间的所所有机床床，不管管各自的的形式如如何，都都必须采采用这种种统一的的接口，，使各台台机床连连接成为为一个整整体系统统，这就就要求系系统中的的所有托托盘采用用同一种种结构形形式。1.托盘托盘的上上表面：：有便于夹夹具安装装的T型槽、矩矩阵螺孔孔，托盘的下下表面：：有供在机机床工作作台上定定位的基基面和输输送基面面，其在在机床工工作台上上定位通通常是采采用锥面面定位。。托盘结构构：有箱式、、板式等等。1—托盘导向向面2—侧面定位位块3—安装锁定定机构的的螺孔4—工件安装装面5—中央孔6—托盘搁置置面7—托盘支撑撑面8—工件或夹夹具的固固定孔9—托盘夹紧紧面10—托盘定位位面FMS中最常见见的自动动上、下下料装置置托盘交换换器（AutomaticPal1etChanger—APC）。功能：是加工系系统与物物流系统统间的工工件输送送接口，，作为工件件的暂时时储存，，当系统统阻塞时时起到物物流系统统工件缓缓冲站的的作用。。2.托盘交换换器—APC2.托盘交换换器分类：回转式托托盘交换换器（两两位、四四位、多多位）往复式托托盘交换换器（1）回转式式托盘交交换器当机床加加工完后后，交换换器从机机床工作作台移出出装有工工件的托托盘，将将加工好好的工件件和托盘盘移至回回转工作作台的空空位上；；然后工作作台回转转180度，托盘交换换器再将将待加工工的工件和和托盘移移至机床工作作台上。。两位回转转式托盘盘交换器器的工作作过程：：回转式托托盘交换换器当机床加加工完后后，工作作台横向向移动到到卸料位位置，将将加工好好的工件件及其托托盘移至至托盘库库的空位位上；然后工作作台横移移至装料料位置，，托盘交交换器再再将待加加工的工工件移至至工作台台上。往复式托托盘交换换器的工工作过程程：三、自自动导向向小车自动导向向小车（（AutomatedGuidedVehicle，简称AGV）是一种种由计算算机控制制的，按按照一定定程序自自动完成成运输任任务的运运输工具具。从当前的的研制水水平和应应用情况况来看，，自动导导向小车车（AGV）是柔性性物流系系统中物物料运输输工具的的发展趋趋势。AGV主要有车车架、蓄蓄电池、、充电装装置、电电气系统统、驱动动装置、、转向装装置、自自动认址址和精确确停位系系统、移移栽机构构、安全全系统、、通讯单单元和自自动导向向系统等等组成。自动导向向小车1—安全挡圈圈2、11—认址线圈圈3—失灵控制制线圈4—导向探测测器5—转向轮6—驱动电机机7—转向机构构8—导向伺服服电机9—蓄电池10—车架12—制动器13—驱动车轮轮14车上控制制器AGV的结构1车体车体由车车架和相相应的机机械装置置所组成，是是AGV的基础部部分，是其他总总成部件件的安装装基础；；2蓄电和充充电装置置AGV常采用24V或48V直流蓄电电池为动动力。蓄蓄电池供供电一般般应保证证连续工工作8小时以上上的需要要。3驱动装置置AGV的驱动装装置由车车轮、减减速器、、制动器器、驱动动电机及及速度控控制器等等部分组组成，是是控制AGV正常运行行的装置置。其运运行指令令由计算算机或人人工控制制器发出出，运行行速度、、方向、、制动的的调节分分别由计计算机控控制。4导向装置置接受导引引系统的的方向信信息通过过转向装置置来实现现转向动动作。5车上控制制器接受控制制中心的的指令并并执行相相应的指指令，同同时将本本身的状状态（如如位置、、速度等等）及时时反馈给给控制中中心。6通信装置置实现AGV与地面控控制站及及地面监监控设备备之间的的信息交交换。7安全保护护装置安全系统统包括对对AGV本身的保保护、对对人或其其它设备备的保护护等方面面。8、移载装装置与所搬运运货物直直接接触触，实现现货物转转载的装装置。9、信息传传输与处处理装置置主要功能能是对AGV进行监控控，监控控AGV所处的地地面状态态，并与与地面控控制站实实时进行行信息传传递。具有不同同移载装装置的搬搬运小车车具有不同同移载装装置的搬搬运小车车AGV的特点：：较高的柔柔性：通通过改变变导向程程序即可可完成AGV的路线改改变实时监视视和控制制：由计计算机完完成与AGV的双向通通讯安全可靠靠：低速速运行（（10-70m//min）、有微微处理器器控制系系统（防防止与其其它AGV碰撞）、、有定位位精度传传感器或或定位中中心装置置（保证证定位精精度）维护方便便AGV的分类线导小车车：利用用电磁感感应制导导原理进进行导向向，需要要在行车车路线的的地面上上埋设环环行感应应电缆来来制导小小车运动动光导小车车：利用用光电制制导原理理来进行行导向，，需要在在行车路路线上涂涂上能反反光的荧荧光线条条，小车车上的光光敏传感感器接受受反射光光来制导导小车运运动遥控小车车：以无无线电发发送接收收设备传传送控制制命令和和信号（1）线导小小车线导小车车是利用用电磁感感应制导导原理进进行导向向的。结构：驱驱动系系统外、、小车前前部装有有一对扫扫描线圈圈。原理：当埋入地地沟内的的导线通通以低频频交变电电流时，，在导线线周围便便形成一一个环形形磁场。。当导线从从小车前前部两个个扫描线线圈中间间通过时时，两个个扫描线线圈中的的感应电电势相等等，当小车偏偏离轨道道时，扫扫描线圈圈就会产产生感应应电势差差，其电电势差经经放大后后反馈给给转向制制导电动动机，使使AGV朝向减少少误差的的方向偏偏转，直直至电势势差消除除为止，，从而保保证小车车始终沿沿着导线线方向运运行。线导小车车（2)光导小车车光导小车车是采用用光电制制导原理理进行导导向的。。通常采用用一种带带有荧光光材料的的油漆或或色带在在地板上上绘制出出运输路路线图，，小车上上安装有有光源及及光敏元元件。小车运行行时，由由车上的的光源发发出的光光束照射射在地板板上，小小车内的的光敏元元件接受受反射光光，通过过光电信信号的转转换产生生路线识识别信号号，从而而控制小小车沿着着绘制的的路线运运行。特点：改改变路路线非常常容易，，但对环环境的要要求比较较严格，，因此只只适用于于实验室室等环境境非常洁洁净的场场合。光导小车车沿小车预预定路径径在地面面上粘贴贴易反光光的反光光带（铝铝带或尼尼龙带）），小车车上装有有发光器器和受光光器,其发出的的光经反反光带反反射后由由受光器器接受，，并将该该光信号号转换成成电信号号控制小小车的舵舵轮。◎光学引导导方式原原理（光光导小车车）信号孔感光元件光道光源反光带

光学引导原理4)遥控制导导小车这种小车车没有传传送信息息的电缆缆，而是是使用无无线电或或激光发发送和接接收设备备来传送送控制命命令和信信息。特点：活活动范围围和路线线基本不不受限制制，具有有柔性高高、扩展展性好、、对环境境要求不不高等优优点。但其控制制系统和和操纵系系统较为为复杂，，目前还还处于实实验研究究阶段。。激光灯台台制导原原理当AGV运行时，，不断接接受到从从三个已已知位置置反射来来的激光光束，经经过简单单的几何何运算，，就可以以确定AGV的准确位位置，控控制系统统根据ＡＡＧＶ的的准确位位置对其其进行导导向控制制在导引车车顶部装装置一个个沿360°°方向按一一定频率率发射激激光的装装置。同同时在AGV四周的一一些固定定位置上上放置反反射镜片片。车轮的布布置三车轮：：前轮既既是转向向轮又是是驱动轮轮（一般般只能向向前运动动）四车轮：：差速转向向式：中中间两轮轮为驱动动轮，利利用两驱驱动轮的的速度之之差实现现转向（（可以实实现前后后驱动））独立多轮轮转向式式：四个个车轮都都兼有转转向和驱驱动（转转向最为为灵活，，可沿任任意方向向运动））图3-38AGV车轮的布布置a)舵轮转向向b)两轮差速速转向c)独立多轮轮转向导向控制制系统在AGV上对称布布置两个个导向传传感器1，在接收收到地面面导向线线路9的电磁感感应信号号后，两两导向传传感器信信号经比比较放大大处理后后得到反反映AGV偏差方向向的偏差差量，将将该偏差差量经处处理后用用于控制制和驱动动AGV的转向系系统，使使AGV能实时地地消除车车体与导导向线路路的偏离离。1—导向感应应线圈2—交流电压压放大器器3—整流器4—运算放大大器5—功率放大大器6—直流导向向驱动电电机7—减速器8—导向轮9—导向线AGV电磁感应应制导原原理图3-41AGV导向控制制系统AGV自动认址址与精确确停位系系统任务：使使小车能能将物料料准确地地送到位位。方法：在在各个工工位上安安装地址址信息发发送元件件，即直直接在导导线两侧侧埋设认认址的感感应线圈圈。如图：对对每个个地址编编码，将四个线线圈以不不同方式式连接，产产生不同同方向的磁通。。AGV绝对地址址感应线线圈1011AGV的管理（1）交通管管制：常常用的为为区间控控制法（（将导向向路线划划分为若若干个区区间，在在同一时时刻只允允许一个个小车位位于给定定的区间间内）（2）车辆调调度：目目标是使使AGV系统实现现最大的的物流通通过量，，需解决决两方面面问题：：车辆调度度的方法法（按等等级）：：车内调调度系统统、车外外招呼系系统、遥遥控终端端、中央央计算机机控制以以及组合合控制等等（当系系统以最最高水平平控制运运行时，，万一失失灵则可可返回到到低一级级水平控控制，例例如物流流工作站站计算机机调度失失败，就就可以恢恢复到遥遥控终端端控制或或车载控控制，AGV系统仍可可继续工工作）车辆调度度法则：：顺序车辆辆调度法法则：AGV在导向线线路上不不停地运运行，依依次经过过每一个个工作站站，当经经过有负负载需要要装运的的工作站站时，AGV便装上负负载继续续向前行行驶，并并把负载载输送到到其目的的地（不不会出现现车间闭闭锁或交交通阻塞塞现象，，但物流流系统的的柔性及及物料通通过量较较低）从任务申申请角度度出发：：最大输输送排队队长度法法则、最最少行驶驶时间法法则、最最短距离离法则、、最小剩剩余输送送排队空空间法则则、先来来先服务务法则等等从任务分分配角度度出发：：最近车车辆法则则、最快快车辆法法则、最最长空闲闲车辆法法则等（3）系统监监控目的：避避免系统统出现故故障或运运行速度度减慢等问题途径：定定位器面面板、摄摄象机、、CRT彩色图象象显示器及及中央记记录报告告四、自动动化仓库库在整个FMS中，当物物流系统统线内存存储功能能很小而而要求有有较多的的存储量量时，或或者要求求无人化化生产时时，一般般都设立立自动化化中央仓仓库来解解决物料料的集中中存储问问题。柔柔性物流流系统以以自动化化中央仓仓库为中中心，依依据计算算机管理理系统的的信息，，实现毛毛坯、半半成品、、成品、、配套件件或工具具的自动动存储、、自动检检索、自自动输送送等功能能。中央央仓库有有多种形形式，常常见的有有平面仓仓库和立立体仓库库两种。。在整个FMS中，当物物流系统统线内存存储功能能较少而而要求有有较多的的存储量量时或要要求无人人化生产产时，一一般需设设立自动动化中央央仓库来来解决物物料的集集中存储储问题功能：柔柔性物流流系统以以自动化化中央仓仓库为中中心，依依据计算算机管理理系统的的信息，，实现毛毛坯、半半成品、、成品、、配套件件或工具具的自动动存储、、自动检检索、自自动输送送等功能能分类：平平面仓库库（货架架布置在在输送平平面内的的仓库，，一般用用于存放放大型工工件）、、立体仓仓库（高高层货架架仓库，，目前仓仓储设施施的发展展趋势））四、自动动化仓库库平面仓库库自动化仓仓库立体仓库库自动化仓仓库立体仓库库图3-43自动化立立体仓库库1—堆垛机2—高层货架架3—场内AGV4—场内RGV5—中转货位位6—出入库传传送滚道道7—场外AGV8—中转货场场9—计算机控控制室组成：高高层货架架、堆垛垛机、输输送小车车、控制制小车、、控制计计算机、、状态检检测器及及信息输输入设备备（如条条形码扫扫描器））总体布局局：按照照装有物物料的标标准料箱箱或托盘盘进、出出高层货货架的形形式划分分贯通式：：将物料料从巷道道一端入入库，从从另一端端出库（（总体布布局简单单，便于于管理维维护，但但物料出出入库需需经过巷巷道全长长）同端出入入式：将将物料出出入库布布置在巷巷道的同同一端（（能缩短短出入库库时间，，缩短搬搬运路程程，提高高出入库库效率，，便于集集中管理理）储料单元元与货位位尺寸的的确定：：储料单单元就是是一个装装有工件件的货箱箱或托盘盘。货位位尺寸确确定时考考虑三个个因素：：储物单单元的大大小；储储物单元元顺利出出入库所所需的净净空尺寸寸；货架架构件的的有关尺尺寸。仓库容量量和总体体尺寸的的确定仓库容量量N是指同一一时间内内可存储储在仓库库中的储储物单元元总数，，其大小小与制造造系统的的生产纲纲领，工工艺过程程等有关关。

5.高层货架架（自动动化立体体仓库的的主体））：设设计与制制造时保保证强度度、刚度度和稳定定性；减减轻货架架重量；；节省钢钢材消耗耗。要求：1)货架构件件的结构构强度2)货架整体体的焊接接强度3)储料单元元载荷引引起的货货位挠度度4)货架立柱柱与桁架架的垂直直度5)支撑脚的的位置精精度和水水平度6.巷道式堆堆垛机图3-44巷道式堆堆垛机a)单立柱b)双立柱1—载货台2—上横梁3—立柱4—升降机构构5—行走机构构6—下横梁7—电气装置置8—司机室巷道式堆堆垛机6.巷道式堆堆垛机（1）作用：：在自动动化立体体仓库中中使用的的专用起起重机，，在高层层货架间间的巷道道中穿梭梭运行，，将巷道道口的储储料单元元存入相相应的货货位，或或者相反反将货位位上的储储料单元元取出送送到巷道道口（2）特点：：整机结构构高而窄窄（宽度度不超过过储料单单元的宽宽度）金属结构构件除应应满足强强度和刚刚度要求求外，还还要有较较高的制制造和安安装精度度采用专门门的取料料装置（（多节伸伸缩货叉叉或货板板结构））各电气传传动机构构应同时时满足快快速、平平稳和准准确配备可靠靠的安全全装置（（尤其是是控制系系统必须须有一系系列的连连锁保护护机构））（3）升降机机构升升降机机构由电电动机、、制动器器、减速速器、卷