物料传输自动化.ppt

1、物料传输自动化,4.1概述 4.2物料传输机构和装置 4.3机械手和机器人在物料传输中的应用 4.4物料仓储技术,4.1概述,4.1.1 物流及物料 4.1.2 物料的分类 4.1.3 物料的定向、定位和定量 4.1.4 物料的标识与跟踪,4.1.1 物流及物料,物流是指物资实体（物资及其载体）的物理流动过程，即物料场所（位置）的转移及时间的占用。 物流按其业务目的可以分为：供应物流、生产物流、回收物流和废弃物流。根据物流活动的规律和范围，又可分为社会宏观物流（或称大物流）和企业物流（或称小物流）。 物料是指生产系统中除了固定不变的生产条件（如厂房，设备等）外的一切其他物资。,4.1.2 物料

2、的分类,按物料的物理形态分类，可以分为固体物料和液体物料。 按物料的形状、结构分类，固体物料又可分为件料和散料。 件料中按形状分类，又分为规则件料和非规则件料。 按重量和尺寸，又可分为大、中型和小型件料等。,4.1.3 物料的定向、定位和定量,1物料的定向 这种使杂乱无序的物料变为有序的确定姿态和方向的过程称为物料的定向。 自动定向方法基本上有两种：即剔除法和矫正法。 剔除法：工件在自动输送过程中，若它在输送时的位置和姿态与所需的定向姿态不符合，就被剔除器剔出到料斗中，重新进行取料定向。 矫正法：工件在自动输送过程中，依靠外界条件使不符合定向要求的件料改变姿态和位置,从而达到需要的定向姿态目的

3、。,4.1.3 物料的定向、定位和定量,2物料的定位 物料的定位是指物料在加工工位或运送工位保持和占有正确的位置。 3物料的定量 在物料的传输过程中，有时还有必要对物料进行定量。散料一般以重量、容（体）积等加以定量；件料往往采用计数的方式定量。,4.1.4 物料的标识与跟踪,物料的自动识别是指在没有人工干预下，对物料流动过程中某一关键特性的确定。 物料信息可以通过声、光、磁、电子等多种介质获取。将每一处所获取的信息经过计算机网络系统传输，并进行统一处理。从而实现在整个生产过程中对物料的信息跟踪。,4.2物料传输机构和装置,4.2.1 供料卸料机构和装置 4.2.2 自动输料机构和装置 4.2.

4、3 物料自动存储装置,4.2.1供料卸料机构和装置,供料系统的作用是将原料、毛坯或其它物料适时、适量地送至生产系统或系统中的各个工位，也包括从工位卸下物料。 这里仅按卷料，棒料和件料（单件零件）来介绍上料机构和装置。,1.卷料上料机构,(a)杠杆式送料机构 1滑板 2杠杆 3弹簧片 4下夹紧块 (b)钢珠式送料机构 1外锥套 2钢珠 3锥形滑套 4弹簧 (c)滚轮式送料机构,2.棒料上料机构,摇杆机构,3件料上料机构和装置,（1）料斗； （2）定向机构； （3）料仓； （4）料道； （5）隔料器； （6）上料器； （7）卸料器； （8）搅动器； （9）剔除器； （10）安全保险机构,自动上料装

5、置原理图,1料道 2送料器 3送料杆兼隔料器 4和9驱动机构 6剔除器 7定向机构 8料斗或料仓,4振动式料斗,振动式料斗是典型的小型件料自动上料装置，它是利用电磁力产生微小的振动，依靠惯性力和摩擦力的综合作用使工件向前运动，并在运动过程中自动定向。其主要特点是上料平稳，通用性广，简单耐用，但有噪声。在生产中得到日益广泛的应用。,4.2.2自动输料机构和装置,输料机构和装置是整个生产系统中物流系统的重要组成部分。通过这些机构和装置组成的输料系统，将生产系统中的各种设备、各个工序以及存储仓库之间有机地连接起来，并适时、适量地把物料送达指定位置。 按传送物料性质来划分，大至上可分为单元型式物料的输

6、送机构和装置，散碎物料的输送机构和装置及液体输送装置等；按驱动型式来划分，有重力驱动和动力驱动两大类。,1. 输料槽带缓冲隔料块的滚动料槽,滚动式输料槽的型式和特点表,1. 输料槽滑动式输料槽,按传送动力分为强制滑动式和自重式两种。强制滑动式料槽，工件平放在V型料道中，在油（气）缸直接推动下，以工件一个推一个的方式滑动。适用于外形简单的轴、套类工件的传送。自重滑动式料槽，可在工序间或上下料装置内部输送工件，并兼做料仓，用以贮存已定向排列好的工件。 自重滑动料槽按其结构型式可分为：V型滑道、管型滑道、轨型滑道和箱型滑道等四种。其特点及适用范围见表4-2所示。,滑动式输料槽的型式和特点,2辊道式输

7、送机,辊子传动原理示意图,单链条传动示意图,八字形传动示意图,压辊胶带传动示意图,锥形辊布置示意图,3链板履带式输送带,4链式输送机,特殊链条示意图,可回转链板示意图,可侧翻链板,Z型升降机和 C型升降机,E型长降机,5步伐式输送装置,步伐式输送装置是组合机床自动线的典型工件输送装置。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。常用的步伐式输送装置有弹簧棘爪式、摆杆式、抬起带走式及托盘式等四种。,棘爪移动步进式输送带,1 垫圈 2输送杆 3拉架 4弹簧 5棘爪 6棘爪轴 7支销 8连接板9传动装置 10工件 11滚子轴 12滚轮 13支承滚架 14支承板 15-侧限位板,摆

8、杆式输送带,1 输送杆 2回转机构 3回转接头 4活塞杆 5驱动油缸 6液压缓冲装置 7支撑滚,连杆称重去重自动线输送装置,1输送板 2、3削边限位销 4滑柱 5行程开关 6驱动油缸 7滚轮 8行程开关 9抬起油缸 10浮动接杆 11齿条杆,托盘输送示意图,1夹具定位销 2F型压板 3输送杆导向滚 4输送杆支承滚 5工件 6托盘 7组合开关 8电气挡铁 9夹具定位块,6悬挂式输送机,承载滑架,多滑架输送,可拆链,可上下料的输送机,载货小车,推式悬挂岔道输送机,推式输送的升降段,7.皮带式输送机,典型皮带机及其张紧装置,夹钢绳芯胶带,托辊槽角与物料安息角,长距离皮带机驱动,8斗式提升机,9气力输

9、送系统,在大多数气力输送系统中，物料颗粒呈悬浮状态。这种悬浮式系统有三类，第一类是吸送式 ；第二类是压送式 ；第三类是混合式 。,吸送式悬浮系统,吸嘴示意图,容积式分离器,叶轮式卸料器,压送式悬浮系统,容器式供料器,混合式悬浮系统,脉冲气刀技术示意图,10自动搬运小车,4.2.3 物料自动存储装置,贮料装置按其工作方式可分为通过式和仓贮式两种。 贮料装置按结构和用途又可分为贮料器和贮料库。,1贮料器,1贮料器 2提升机 3输料槽 4、5隔料器 6工件 7机床 8上料器 图4-45 曲折形贮料器,鼓轮形贮料器,1、3、7料槽 2提升机 4转鼓 5、6挡料器,垂直链条式贮料器,1进料槽 2钩杆 3

10、隔板 4出料槽,2 中间贮料库,常用的贮料库有以下几种型式： 1、水平贮料库 ； 2、链式贮料库 ； 3、多层贮料库,贮料辅助输送带,链式水平贮料库,1 主输送带 2张紧装置 3框架 4链条 5电机 6减速器 7工件 8导板,多层贮料库,A贮料库 B传送装置 C提升装置 I、II自动线 1 平台 2转位台 3输送带 4工件 5升降台 6平台 7、8输送带,4.3 机械手和机器人在物料传输中的应用,4.3.1 机械手和机器人的定义 4.3.2 机械手与机器人分类 4.3.3 工业机器人的组成 4.3.4 物料传输机器人的未端执行器 4.3.5 机械手和机器人用于自动上下料 4.3.6 堆列码垛机

11、器人 4.3.7 材料搬运机器人,4.3.1机械手和机器人的定义,机械手是一种能模仿人手的某些工作机能，按给定的程序、轨迹和要求，实现抓取、搬运工件，或者完成某些劳动作业的机械化、自动化装置。国外把它称为：操作机（Manipulator）、机械手(Mechanical Hand)。 机械人是能模仿人的某些工作机能和控制机能，按可变的程序、轨迹和要求，实现多种工件的抓取、定向和搬运工作，并且能使用工具完成多种劳动作业的自动化机械系统。国外也把它称为程序控制操作机（Programmable Manipulator），通常则称为机器人(Robot)。,架空式专用机械手,4.3.2机械手与机器人的分类

12、,通常可按：使用范围，作业类别，搬运重量，驱动方式，坐标型式和控制方式等来分类，见表,1. 直角坐标式（代号PPP）,2. 圆柱坐标式（代号RPP）,3. 球坐标式（代号RRP）,关节坐标式（代号RRR）,4.3.3工业机器人的组成,各类工业机器人一般都由操作机（也称执行机构，一搬包括手部、腕部、臂部、机身等部分），驱动装置和控制系统所组成。,1操作机（也称执行机构）,操作机具有和人臂相似的功能，是可在空间抓放物体或进行其他操作的机械装置。包括机座、手臂、手腕和末端执行器。,固定机座式工业机器人的组成,1 机座 2 控制装置 3 操作机,带行走机构的工业机器人的组成,2驱动装置 机器人的驱动装

13、置用来驱动操作机工作，按动力源的不同分为电动、液动和气动三种。 3控制系统 控制系统用来控制工业机器人按规定要求动作，可分为开环控制系统和闭环控制系统。很多工业机器人采用计算机控制，一般分为决策级、策略级和执行级三级。,4.3.4物料传输机器人的末端执行器,末端执行器是工业机器人直接用于抓取和握紧（或吸附）工件和物料进行操作的机构，它具有模仿人手动作的功能，所以也称为机器人的“手部”，它安装于机器人手臂的前端。一般按结构大致可分为以下几类： （1）夹钳式取料手； （2）吸附式取料手； （3）专用操作器及转换器； （4）仿生多指灵巧手。,夹钳式取料手 （1）手部的组成,1手指 2传动机构 3驱动

14、装置 4支架 5工件,夹钳式取料手 弹性力手爪,夹钳式取料手摆动式手抓,a),连杆摆动式手爪 齿条摆动式手爪,夹钳式取料手连杆圆弧平动式手爪,夹钳式取料手直线平动式手爪,(a)螺杆副直线平动手爪 (b)凸轮副直线平动手爪 (c)齿轮齿条直线平动手爪,吸附式取料手 气吸附式取料手,1橡胶吸盘 2固定环 3垫片 4支承杆 5螺母 6基板 真空气吸附取料手,微小零件取料手,(a)垫圈取料手 ( b)钢球取料手,气流负压吸附取料手,1橡胶吸盘 2心套 3通气螺钉 4支承杆 5喷嘴 6喷嘴套,挤压排气式取料手,1橡胶吸盘 2弹簧 3拉杆,吸附式取料手磁吸附式取料手,4.3.5机械手和机器人用于自动上下料

15、,1单台机床应用的自动上下料机械手 2为多台加工设备服务的机器人,摆臂式机械手上料机构,“机器人”工人（通用机械手）正在为三台机床装卸料,采用川崎万能自动5100型工业机械手的生产线,数控车床和工业机械手组成的自动化生产系统,1数控车床 2工业机械手 3控制室 4文件存贮装置,4.3.6堆列码垛机器人,机器人500型的构成,全自动高位码垛机器人,4.3.7 材料搬运机器人,机器人可用于搬运重达几公斤到1吨以上的负载。微型机械手可搬运至几克甚至几毫克的样品，用于超纯净实验室内的样品传送。,1纸浆成品和铸锻件搬动,2 CONSIGHT带视觉搬运系统硬件系统,CONSIGHT带视觉搬运系统监控系统操

16、作状态图,4.4 物料仓储技术,4.4.1 自动化仓库的定义 4.4.2 自动化仓库的特点 4.4.3 自动化仓库的分类 4.4.4 自动化仓库的构成 4.4.5 自动化仓库的管理与控制,4.4 物料仓储技术,生产系统中的物料仓储技术按其技术发展一般可分为三个阶段，即：人工仓储阶段、机械化仓储阶段、自动化仓储阶段。 第一阶段是人工仓储技术阶段，在这一阶段，物资输送、存储、管理和控制主要靠人工实现。 第二阶段是机械化仓储技术阶段，它包括通过各种各样的传送带、工业输送车、机械手、吊车、堆垛机和升降机来移动和搬运物料，用货架、托盘和可移动式货架存储物料，通过人工操作机械存取设备，用限位开关、机械制动

17、和机械监视器等控制设备的运行。 第三阶段是自动化仓储技术阶段，自动化技术对仓储技术的发展起了重要的促进作用。,4.4.1自动化仓库的定义,自动化仓库系统AS/RS（Automated Storage and Retrieval System）是指在不直接进行人工干预的情况下能自动地存储和取出物料的系统，这是一个最广义的定义。一般地自动化仓库（Automated Warehouse）是指这样的一种仓库，它使用多层货架，将物料存放在标准的料箱或托盘内，然后由巷道式堆垛起重机对任何货位实现物料的存储和取出操作，并利用计算机实现对物料的自动存取控制和管理。,4.4.2自动化仓库的特点,1 采用计算机控

18、制和管理 2采用立体存储方式，节约空间 3采用自动存取技术，提高效率 4采用计算机信息集成，便于企业现代化管理,4.4.3自动化仓库的分类,按建筑形式可以分为整体式和分离式 按货物存取形式可以分为单元货架式、移动货架式和拣选货架式 按货架构造形式可分为单元货格式、贯通式、水平循环式和垂直循环式仓库 按所起的作用可以分为生产性仓库和流通性仓库 按自动化仓库与生产联接的紧密程度可分为独立型、半紧密型和紧密型仓库,整体式与分离式仓库示意图,单元货格式仓库示意图,重力式货架仓库示意图,各种货柜,垂直循环货架仓库示意图,4.4.4自动化仓库的构成,自动化仓库由三大类设施组成：土建设施、机械设施和电气设施

19、。,1自动化仓库的土建及公用工程设施,（1）厂房 （2）消防系统 （3）照明系统 （4）通风及采暖系统 （5）动力系统 （6）其它设施,2自动化仓库的机械设备,自动化仓库的机械设备一般包括存储机械、搬运机械、输送机械、货架、托盘或货箱等设备。,（1）货架, 货架的形式 货架形式有很多种 货架的材料 高层货架是立体仓库的主要构筑物，一般用钢材或钢筋混凝土制作。 货架的尺寸 通常货架高度在8m50m之间。 货架的刚度和精度,货架与货箱关系图,（2）货箱与托盘,托盘的结构形式,各种货箱图,（3）巷道式堆垛机,堆垛起重机,3自动化仓库的电气与电子设备,自动仓库中的电气与电子设备主要指检测装置、信息识别装置、控制装置、通信设备、监控调度设备、计算机管理设备以及大屏幕显示、图像监视等设备。,（1）检测装置 （2）信息识别 （3）控制装置 （