机电装备设计(15)

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7.3.2 料仓式上料装置设计
1 功用和组成
● 单件毛坯的尺寸较大，形状较复杂、难于自动定向时， 采用料仓上料机构。人工或专门的定向装置不断地将单 件毛坯以一定方位装入料仓中，再由料仓送料机构自动 地将单件毛坯从料仓送到机床上； ● 料仓式上料装置应用在大量和大批生产中； ● 所运送的毛坯可以是锻件、铸件或由棒料加工成的毛坯 和半成品； ● 由于料仓是上料机构需要手工加料，因此适于加工时间 较长的零件
A型 (直线)输送系统：利用输送小车或输送带作为输送 工具，输送装置沿机床一侧或从机床中间直线通过。
输送装置简单，存储功能小，需要设立中央储存库 存放工件及夹具，适用于直线排列的机床输送料。
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B型(环行)输送系统：利用输送小车或输送带作为 输送工具，输送装置沿机床一侧或从机床中间环 行通过。
输送装置简单，储存功能小，常需要设中央存储 存放工件及夹具，适用于直线排列的机床(或环形 排列的组装工位的物料输送)。 6
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7.3.2 料仓式上料装置设计—隔料器
•作用是把待加工的毛坯(通常是一个) 从料仓中的许多毛坯中隔离出来，使 其自动地进入上料器，或由隔料器直 接将其送到加工位置。在后一种情况 下，隔料器兼有上料器的作用。如图 6—4所示。
•2.杆式隔料器 1由上料器兼作隔料器 •杆式隔料器如图c、d所示，隔料器作往复直线运动或往 •由带有成形槽的圆盘或鼓轮做成，如图e所示。毛坯从送 •图f所示的隔料器，可使装在两 • 这类隔料器的构造最简单，如图a、b所示。当上 复摆动运动。隔料器每作一次往复运动，从料槽中分离出 料槽落人圆盘的成形槽内，靠圆盘的转动将其送至上料器。 个送料槽中的毛坯，按一定的次 料器送毛坯到加工位置的过程中，上料器的上表面 一个毛坯，由上料器将其送走。采用杆式隔料器，毛坯的 圆盘或鼓轮的外圆面用来隔离送料槽中的毛坯。圆盘上的 序交替地送到下面的送料槽中， 将料仓的通道隔断，完成隔料功能。这类隔料方法 质量不再压在上料器上。这类隔料器大多应用在中等生产 成形槽可很多，圆盘每转一周能送出相当多的毛坯。因此 使两种毛坯在送料槽中按一定次 的缺点是隔料时料槽内所有毛坯的质量都作用在上 率的情况下，即50～70件／min。当生产率更高时，隔料 这种隔料器能在低速下保证平稳地工作，并能保证高的生 序 料器的上表面，使上料器运动阻力大，且易于磨损。 器每次往复的时间很短，工件因其惯性有可能进不了隔料 产率和避免毛坯因受冲击而损坏。 30 位置，工作就不可靠. 排列。
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Hale Waihona Puke .1.4设计方法与步骤1 物料分类
固体
物料按形式分
液体 气体
按种类分
散装料 单独料
包装料
在物理特征方面有尺寸、质量、密度和形状等；还有数 量、时间性、特种控制、政府法规和操作规程等。 其中物理特征往往是物料分类最重要的因素。
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2 物流系统布置方案
▲机械制造的生产过程属于离散型,从原材料采购入 库开始，经过备料、热加工、冷加工、热处理、装 配、检验和产品入库等一道道工序逐渐加工成产品； ▲ 每道工序在不同车间或工作中心进行；
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物流系统合理化设计
◆ 各种生产设施配置合理，减少物流的迂回、 交叉、往返等无效搬运； ◆ 减少库存和在制品，缩短物料的停滞等待时 间； ◆ 选用适当的装卸搬运方式和机具； ◆ 厂内外运输近便、协调、有机衔接等。
物流系统设计是把物流全过程所涉及的装备、 器具、设施、路线及其布置作为一个系统，运用现 代科学技术和方法，进行设计和管理，达到物流系 统合理化的综合优化过程。
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7.3.2 料仓式上料装置设计—料仓
•料仓的作用是储存毛坯。料仓的大小决定于毛坯的尺 寸及工作循环的长短。为了使工人能同时看管多台机床， 毛坯的储存量应能保证机床连续工作10～30min。 •按照毛坯在料仓中的送进方法可将料仓分为两类，即 靠毛坯的自重送进和强制送进。
••管式料仓(图d)用来送进平的圆盘料。 •结构最简单。料仓系用薄钢板制成。料仓的导向槽表 螺旋式的料仓(图c)多半用来送进圆锥体和具有轴肩的 •料斗／料箱式料仓(图f)的特点是采用料箱进行装料， •在曲线式料仓(图b)中，· 曲线的形状 •料斗式料仓(图e)特点是能容纳大量的毛坯。由于料 圆柱体。料仓由薄铜板制成，很少用铸件来做，螺旋式 面要经过热处理使硬度达到45～50HRC，并具有较高的 以加快装料的速度。事先将毛坯在料箱中按一定的方 制造这种料仓可用内表面经过很好加工 和倾斜角度的选择要考虑到装料的方 斗容积较大，每次人工装料可以间隔较长的时间。这 料仓的形状和大小决定于毛坯的尺寸和锥度。如果毛坯 表面粗糙度。 位装好，当料斗需要装料时，把装满的料箱放在料斗 的钢管。为了便于观察和便于装填毛坯， 便、最大的容量以及保证毛坯在料仓 类料仓的落料口处常有毛坯搅动机构，防止在落料口 的锥度不大，而长度相当大时，则料仓可做成一圈螺旋 •通常料仓的两壁做成开式，以便观看毛坯运动及装料 上，揭开料箱的活动底板，毛坯就从料箱落于料斗内。 在管上做出两道纵向槽。管式料仓可以 的槽中可靠而平稳地运动。 的上面，毛坯堆成拱形而堵塞出口。料斗式料仓侧壁 的式样，如果送进短的圆锥体，螺旋式料仓可做成多圈 情况。料仓的侧壁往往做成可调节的，以适应不同长度 为了使毛坯有足够的储备量，以便长时间连续工作， 垂直或倾斜地装在机床上 的位置可以调节，以适用不同长度的毛坯。 的螺旋。 的工件。料仓位置可以是垂直的或倾斜的。 一个料仓常配备几个料箱。
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4 物料搬运设备选择
正确选择搬运设备是提高搬运效率、降低搬运成本的重要措施。
搬运设备根据物料形状、移动距离、搬运流量和 搬运方式进行选择，可分成四类。 ◇ 适用于短距离和低物流量的简单输送设备，如叉车、 电瓶车、步进式输送带和输送辊道等； ◇ 适用于短距离和高物流量的复杂输送设备，如带有 抓取机构的在两工位间输送工件的输送机械手、斗 式提升机和气力输送机等连续输送机； ◇ 适用于长距离和低物流量的简单运输设备，如汽车 等运输车辆； ◇ 适用于长距离和高物流量的复杂运输设备，如火 车、船舶等。
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7 方案评价
方案经过计算机仿真和修改后，根据技术 和经济两方面对 提出的物流系统方案逐个进行 分析比较，从中选出最合理可行的方案。
7.2 上料装置设计
7.2.1 类型与特点 1 类型
上料（送料）是将毛坯送到加工位置的过程。
机床上料装置有人工上料和自动上料装置两种。
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1） 人工上料装置
◆ 在普通机床上，上料过程由人工操作，耗时、 耗体力。 ◆ 适用于单件小批生产或者加工大型的或外形复 杂的工件。 2) 自动上料装置 在大批量生产中，使上料过程机械化，辅助 时间进一步缩短，免除了繁重的体力劳动。 采用机器人或自动运输小车对数控机床进行 上下料，构成柔性制造单元，已是当今自动化发展 的趋势之一。
C型： 由许多个随行夹 具和托板组成的环行 输送系统 特点：采用连续运 行的方式，可利用托 板上的编码器来自动 寻找地址，所以能任 意编排工件的输送顺 序，输送系统本身有 较大的存放功能。
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D型 ： 采用工业机器人(圆柱坐标、极坐标、架空式
直角坐标型)完成中等尺寸和不太重工件的短距离 输送和装卸工作，一台机器人可以为2—3台机床 服务。特点：能随机输送工件、机床有较好的敞 开性。
第七章 物流系统设计
物流（Logistics)通常由运输（Transport)、物料 搬运（Material Handling)、仓储（Warehouse)、配送 （Distribution)、包装与流通加工（Packaging and Processing)、信息（Information)等基本环节组成。 1
备的储存及搬运，做到存放有序，实观自动化；
● 加工设备及辅助设备的上下料实现自动 化，以提 高劳动生产率； ● 工序间中间工位和缓冲工作站的在制品储存； ● 加工工位间工件的搬运应及时而迅速，减少工件
在工序间的无效等待时间；
● 物料的运输方式和路径能够及时优化； ● 物料流的监测、判别等监控。
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7.1.2 物流系统的类型
▲ 上一道工序结束时工件不一定马上能进行下一道 工序的加工； ▲ 工件在工序间需要建立存储缓冲区，以协调上下 序。在制订物流系统布置方案中应合理地选择仓储 设施的位置 。
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3 物料流动分析
★ 按每类产品或物料，沿整个生产过程，即从原料 到成品库的全过程进行流程分析，绘制物料流程 图； ★ 将所有产品或物料按每条起讫点路线进行汇总， 绘制物流图； ★ 进行物料流动分析。在物流图上，长距离大物流 量的搬运是不合理的，应该改进平面布置或工艺 流程；物流量大而距离短的搬运是合理的，可以 单独进行：物流量小而距离长的搬运会引起运输 费用的增加，应将若干项具有类似性质的物流组 合起来进行搬运。 ★ 确定仓储设施的容量。
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6 实施计算机仿真和进行方案修改
物流系统是整个生产过程中的一部分，是从属于加工制 造过程的。
● 物流系统规模大、投资费用高，结构形式、运输 方式都很复杂，许多实际问题事先难以考虑周全。 过去，只能是建造完以后，才能发现问题，只好 通过局部拆除、返修、调整才能达到预定目标。 ● 现在借助计算机进行物料的调度输送动态仿真。 ● 内容为:将物流系统的作业过程编制成许多独立的 程序，每个程序执行一种功能，将这些程序编制 在一起，排定顺序，构成级别，形成一个完整的 调度模块。
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5 仓储设施的选择
仓储设施的形式按其功能分有原材料库、外购件 库、在制品库、零部件成品库、维修件和备件库、 产品成品库、工夹量具等工艺装备库等； 按级别分有厂级库、车间级库、工段级库和工序 级库等。
● 原材料、外购件、零部件成品、产品成品、维修件和备 件通常储放在厂级库中。这类仓库储存物料的种类多， 储存量大，进出库流量大且频繁，许多现代化企业采用 立体仓库，实现物流机械化和管理自动化。 ● 车间级和工段级库属于中间仓库，暂时存放维持车间和 工段生产需用的物料，包括原材料、在制品、工夹量具 等。这类仓库由于储存物料的种类相对少一些，储存量 相对小一些，进出库流量相对小一些。