自动化制造系统—物流自动化 PPT课件

1 制造系统物流自动化 2 第三章物流自动化 物流自动化是机械制造系统的重要组成部分 它的作用是将制造系统中的物料及时地送到有关设备或仓储设施处 是生产过程维持延续的基础 3 第一节物流自动化概述 物流是物料的流动过程 物流按其物料性质不同 可分为工件流 工具流和配套流 工件流 主要是由原材料 半成品 成品构成 工具流 主要是由工具和夹具构成 配套流 主要由托盘 辅助材料和备件构成 一 制造系统物流自动化的定义 4 二 物流系统的功能在自动化制造系统中 物流系统主要完成对工件 工具和装配装置以及材料进行移动与存储系统 1 存储功能 2 输送功能 3 装卸功能 4 管理功能 5 1 管理层 计算机物流管理软件系统 是物流系统的中枢 2 控制层 接受指令 控制物流设备完成指令岁规定的任务 3 执行层 物流设备组成 物流设备的控制器接受控制指令 控制物流设备 执行各种操作 三 物流系统的组成现代物流系统由管理层 控制层和执行层组成 6 四 物流系统的发展 物流发展分为五个阶段 即人工物流 机械化物流 自动化物流 集成自动化物流和智能自动化物流阶段 1 自动化物流阶段 20世纪60年代 80年代 相继研制和采用了自动导引小车 AGV 自动货架 自动存储机器人 旋转式货架 移动式货架 巷道式堆垛机 电子扫描和条形码自动识别和自动分拣系统 但这时只是各个设备的局部自动化并各自独立应用 7 2 集成自动化物流阶段它强调在中央控制系统下各个自动化物流设备的协调性 控制由主计算机来实现 这种物流系统是在自动化物流的基础上进一步将物流系统集成起来 使得从物料计划 物料调度直到将物料运送到达生产的各个过程的信息 通过计算机网络互相沟通 这种系统不仅使物流系统各单元间达到协调 而且使生产与物流之间达到协调 全自动的立体仓库就是集成自动化物流的典范 我国的自动化仓库技术已实现了与其他信息决策系统的集成 正在做智能控制和模糊控制的研究工作 8 3 智能自动化物流阶段生产计划作出后 自动生成物料和人力需求 查看存货单和购货单 规划并完成物流 如果物料不够 无法满足生产要求 就推荐修改计划以生产出等值产品 这种系统是将人工个智能集成到物流系统中 目前 这种物流系统的基本原理已在一些实际物流系统中逐步得到了实现 可以预见 21世纪智能自动化仓储技术将具有广阔的应用前景 五 现代物流系统的特点 生产物流是制造系统各环节组成有机整体的纽带 是生产过程延续的基础 9 现代生产物流的特点主要体现在 1 现代化的物流设备2 计算机管理3 系统化和集成化 不追求系统内个别设备的高效和优化 而是力求整体系统的高效和优化 系统化和集成化的另一个特点是 把物流系统与生产制造系统融为一体 使之形成完整的生产系统 以提高生产的整体效益 10 第二节连续输送设备 一 辊子输送机 1 概述辊子输送机由辊子 驱动装置 机架等部件组成 1 辊子输送机可以沿水平或较小的倾斜角输送具有 平直底部的成件物品 如板 棒 管 型材 托盘 箱类容器以及具有平底或直棱的各种工件 2 现代辊子输送机除了具有结构简单 运转可靠 维护方便 经济 节能等传统特点外 其突出的优点是与生产工艺过程有良好的相容性与配套性 以及功能的多样性 11 12 13 2 分类1 按传动方式分类无动力式动力式 链传动 带传动 齿轮传动2 按输送方式分类积放式 限力式 触点控制3 按辊子形状分类圆柱形 圆锥形 轮形4 按辊子支承方式分类定轴式 转轴式 14 3 转运及辅助装置 在比较复杂的辊子输送机线路系统中 相邻区段辊子输送机成垂直 平行 上下 交汇等布置形式时 物品一般需要通过辅助装置进行转运 1 水平面垂直转运 万向球台 转台 15 16 链式输送机在国民经济发展中越来越起到重要的作用 无论是支柱产业 汽车生产的发展 还是钢铁 轻工 家电 粮食等大规模生产的领域 都将会对链式输送机 特别是高性能的链式输送机有更大的需求 二链式输送机 1 特征 链式输送机的主要功能元件是输送链 链式输送机的特征 输送物品的多样性 苛刻输送环境的适应性 输送物品流向的任意性 工作时具有运载准确和稳定性 寿命长 效率高 17 18 2 链式输送机的种类链式输送机类型很多 四类主要的输送机是 1 悬挂链式输送机整个机组是架设在空中的 输送的物品借吊具与滑架在空间立体范围内运行 2 承托式链式输送机整个机组架设在地面上 物品放置在输送链条上 以操作者适应的高度运行 可以沿线体作多工位操作 3 刮板式链式输送机被输送的块状 粒状或粉末状物料放置在料槽内 通过输送链条刮送 有较高的自动化程度 19 20 3 链式输送机主要组成部分尽管链式输送机的品种繁多 但基本组成为 1 原动机原动机是输送机的动力来源 一般都采用交流电动机 视需要可以采用普通的交流异步电动机 或采用交流调速电动机 2 驱动装置通过驱动装置将电动机与输送机头轴联接起来 驱动装置的组成取决于其要实现的功能 通常要实现的功能有 降低速度 机械调速 安全保护3 线体链式输送机的线体是直接实现输送功能的关键部件 它主要有输送链条 附件 链轮 头轴 尾轴 轨道 支架等部分组成 21 22 4 张紧装置张紧装置用来拉紧尾轴 其作用在于 1 保持输送链条在一定的张紧状态下运行 2 当输送链条伸长时 通过张紧装置补偿 保持链条的预紧度 张紧装置有重锤张紧与弹簧张紧两种方法 张紧装置应安装于链式输送机线路中张力最小的部位 5 电控装置电控装置对单台链式输送机来说 其主要功能是控制驱动装置 使链条按要求的规律运行 但对由输送机组成的生产自动线 它的功能就要广泛得多 除了一般的控制输送机速度外 还需完成双 多 机驱动的同步 信号采集 信号传递 故障诊断等使链条自动生产线满足生产工艺要求的各种功能 23 三悬挂式输送机 悬挂输送机是一种三维空间闭环连续输送系统 适用于车间内部和车间之间成件物品的自动化输送 在现代工业中 机械制造 汽车制造 轧钢 炼铝 轻工 家电 化工 橡胶 建材 邮电 核辐射和肉类加工等行业悬挂输送机已得到了相当广泛的应用 1 悬挂输送机的分类根据输送物件的方法 悬挂输送机可分为牵引式和推式两大类 1 牵引式悬挂输送机 24 25 2 推式悬挂输送机推式悬挂输送机为双层轨道 上层牵引轨道上的牵引构件并不与下层承载轨道上携带承载吊具的承载小车相连 而是由牵引构件上的推杆或四轮推钩推动承载小车运行 具有积放功能的推式悬挂输送机称之为积放式悬挂输送机 通用积放式悬挂输送机采用工字钢和双槽钢轨道截面 其牵引构件由模锻易拆链 滑架和推杆组成 承载吊具与具有积放功能的承载小车铰接 26 27 2 悬挂输送机的特点除具备通用悬挂输送机的优点外 还具备以下显著优点 1 承载小车可以在线路上的任何位置根据需要随时自动停止 并能按指令随时起动和投入运行 也就是说承载小车可以随机地进行 积存 和 释放 2 当线路上有一辆小车停止时 后续来的小车将会依次自动停止 并逐一积存其后 3 承载小车积存时为密集型停靠 大大缩短了输送线路的积存距离 提高了线路的有效利用率 4 生产工位前均可设置小车储存段 使输送机系统生产具有弹性缓冲作用 并可预测生产中的问题 发现薄弱环节 自动地进行补偿和调整 28 3 积放式悬挂输送机的积放功能1 承载小车的积存通用积放式悬挂输送机运行时 牵引链推杆与前小车的升降爪啮合 推动承载小车沿承载轨运行 当某一辆承载小车运行到受控的停止器处时 停止器的停止板将升降爪压下 使承载小车脱离与牵引链推杆的啮合而停止 当后面的第二辆承载小车到来时 其前小车上的前铲沿着前面承载小车的尾板斜面被逐渐抬起 并借助杠杆的作用迫使第二辆承载小车的升降爪落下 第二辆承载小车脱离与牵引链推杆的啮合而随之停止 就这样后续来的承载小车便一辆接一辆地积存起来 29 升降爪被停止器压下 第一辆车停止运行 前铲沿尾板抬起 升降爪落下 第二辆车停止运行 30 2 承载小车的释放当停止器按指令打开时 停止板缩回 前小车上的升降爪由于前铲的重力杠杆作用而抬起 牵引链推杆与升降爪啮合将第一辆承载小车带走 由于前面的承载小车尾板离去 后面第二辆承载小车的前铲落下 升降爪抬起与牵引链推杆啮合 第二辆承载小车随之被带走 就这样处于积存状态的承载小车便一辆接一辆地被释放而重新进入运行状态 3 承载小车的传递通用积放式悬挂输送机两套牵引链之间承载小车的传递方法有以下三种形式 31 一 自动搬运小车 自动搬运小车是生产系统中搬运物料的一种重要工具 又称自动导引小车AGV AutomaticGuidedVehicle AGV是以电池为动力 装有非接触导向装置 独立寻址系统的无人驾驶自动运输车 是物流系统的重要搬运设备 随着工厂自动化 计算机集成系统技术和物流业的发展 自动导向搬运车得到了广泛的应用 第三节自动搬运设备 32 1 分类 从当前的应用和研制水平看 自动搬运小车分为有轨自动小车和自动导引小车两大类 有轨自动小车依靠埋设在地面上的轨道进行导向搬运物料 是搬运小车发展初期普遍采用的一种方式 无固定路线型小车是最理想的方式 即自动路径引导小车 33 2 自动搬运车的几种导航方式 1 位姿计算 2 信标导引 3 惯性导向 4 激光导引 5 其他导引方式 激光导引原理 信标导引工作原理 34 1 额定载重量 是指AGV所能承载的最大重量 2 车体尺寸 是车体的外形尺寸 这一参数应与承载货物的尺寸和作业场地相适应 3 停位精度 是指AGV作业结束时所处的位置与理论设定位置之间的误差 4 最小转弯半径 是指AGV空载低速行驶 偏转程度最大时瞬时转向中心与AGV纵向中心线的距离 5 运行速度 是指AGV在额定重量下行驶的最大速度 6 工作周期 AGV完成一次工作循环所需的时间 3 技术参数 35 4 自动导引车系统 自动导引车系统 AGVS 是指自动导引小车所组成的物料搬运和进行作业的机电一体化系统 1 主计算机2 系统管理控制器3 交通控制器4 车上控制器 36 第四节分拣自动化 分拣是指把物品按不同的品种 不同的地点和单位及顾客的定货要求 把货按一定方式进行分类 集中并分配到指定地点 按分拣的手段不同 分拣可分为人工分拣 机械分拣和自动分拣 自动分拣是指在从货物进入分拣系统直到将货物送到指定的分配位置的过程中 货物的运送都是按照一定的指令 依靠自动分拣装置来完成 37 一 自动分拣设备的构成 自动分拣系统1 输入输送带 2 喂料输送带 3 钢带输送带 4 刮板式分流器 5 送出辊道 6 分拣道口 7 信号给定器 8 激光读码器 9 通过捡出器 10 磁信号发生器 11 控制器 12 磁信号读取器 38 自动分拣系统包括以下几部分 1 收货输送机2 合流输送装置3 送喂料输送装置4 分拣信号输入装置 1 人工键盘输入 2 声音识别输入 3 光学识别输入 4 激光识别输入 5 传感器输入 6 射频识别输入 39 二 自动分拣装置 1 斜行胶带式分拣 40 2 翻盘式分拣装置 41 3 斜置辊轮式分拣装置 42 4 滑块式分拣装置 43 5 摇臂式分拣装置 44 6 推出式分拣装置 气缸推出装置 摇臂推出装置 辊道侧翻推出装置 45 三 分拣作业 1 分拣信息 是对顾客的订单要求进行处理后产生的 是分拣工作的指令 它引导分拣作业进行查找货位 拣取和搬运货物 同时按一定的方式将货物分类 集中 分拣信息包括以下几个部分 1 基本部分 货物的品名 规格 数量 重量及货物发送的单元和总量 2 主要部分 货物储存位 拣货集中地 储备货物的储存 补货量 补货的登记 3 附加部分 货物的价格 代码 标签 货物的包装 发送货物单元的代码和标签等 46 2 自动分拣信息的控制系统 分拣系统网络控制结构 47 3 分拣作业 自动分拣作业有四个环节 货物提取 输送并汇入到识别引导部位 自动识别 自动分拣 自动搬运 包装 分拣作业消耗的时间主要包括以下4个方面 1 形成拣货指令的订单信息处理过程所需时间 2 分拣设备的行走或货物运动的时间 3 准确找到储位并确认货物及其数量所需的时间 4 分拣完毕 将货物集中的时间 48 四 自动化立体仓库 1 概述自动化立体仓库又称高层货架仓库 自动仓储系统AS RS AutomaticStorage RetrievalSystem 1 自动化立体仓库的特点 1 高层货架存储 2 自动存取 3 计算机控制 2 自动化立体仓库的特点 1 储存和保管功能 2 调节供需功能 3 调节货物运输能力 49 50 2 自动化立体仓库的构成 自动化立体仓库主要由机械系统和控制管理系统两部分组成 机械部分包括货物储存系统 货物存取和传送系统 1 货物储存系统 货物储存系统由立体货架的货格 托盘或货箱 组成 货架的结构形式可分为分离式 整体式和柜式三种 按其高度分为高层货架 12m以上 中层货架 5 12m 低层货架 5m以下 货架按排 列 层组合成立体仓库储存系统 2 货物存取和传送系统 货物存取和传送系统由有轨或无轨堆垛机 出入库输送机 装卸机械组成 3 控制和管理系统 控制系统是自动化立体仓库充分发挥其优越性的关键 51 3 自动化立体仓库的设计 1 机械