自动化制造系统-第三章-制造系统物流自动化

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自动化制造系统
2023/11/3
第一节 概述
物流系统及其功用
▪ 按物料性质分：工件流、工具流和配套流。 工件流：主要由原材料、半成品、成品构成；
工具流：主要由刀具、夹具构成；
配套流：主要由托盘、辅助材料、备件等构成。
▪ 功用
➢ 存储功能——制造系统中，有许多工件处于等待状态，即不处在加 工和处理状态。这些工件需要存储和缓存。
▪ 托盘交换器
➢ 回转式托盘交换器 ➢ 往复式托盘交换器
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第四节 柔性物流系统
自动化仓库
为什么需要自动化仓库？
要求有较多的存储量或者无人生产时，一般需要 设立自动化中央仓库。
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第四节 柔性物流系统
自动化立体仓库的总体布局
▪ 贯通式 ▪ 同端出入式
人
通 用 机 械
手
专 用 机 械
手
辅助设备
仓 库 与 运 输
托 盘 交 换 装
车
置
的
连
接
装
置
工件在制造过程中的流动，例 如工件在仓库或托盘站与机床 之间的运输等。
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第三节 自动化输送设备
输送设备——人与工位、工位与工位、加工与存储、加 工与装配之间的衔接作用，同时具备物料的暂存和缓冲 功能。自动化的输送设备可以加快流动速度，提高生产 率。
第四节 柔性物流系统
以机器人为中心的输送方式
以搬运机器人为中心，圆周上布置加工设备，机器人上 配置了夹持回转类零件的夹持器，适合于加工回转体零 件的FMS中。
பைடு நூலகம்
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第四节 柔性物流系统
托盘及托盘交换器
▪ 托盘：工件用夹具加紧后，安装到托盘上。托盘的结 构形状类似于加工中心的工作台。
适合FMS的运输设备主要分三类
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第三节 自动化输送设备
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第三节 自动化输送设备
辊道式输送机——由以一定间隙排列的一系列辊 子组成，是利用棍子的转动来输送工件的输送机 械。
分无动力辊道输送机和有动力辊道输送机 辊道如何转向？
扇形和滚珠！
包括：车架、蓄电池、充电装置、电气系统、驱动装置、 转向装置、自动认址和精确停位系统、移载机构、安全 系统、通信单元和自动导向系统。
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第三节 自动化输送设备
AGV的特定
▪ 较高的柔性 ▪ 实时监视和控制 ▪ 安全可靠 ▪ 维护方便
AGV的分类
▪ 线导小车 ▪ 光导小车 ▪ 遥控小车
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第三节 自动化输送设备
AGV车轮的布置
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第三节 自动化输送设备
AGV自动导向系统
AGV的导向控制系统
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第三节 自动化输送设备
AGV的自动认址和精确停位系统
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第三节 自动化输送设备
悬挂式输送机
▪ 组成：牵引链条、滑架小车、挂具、轨道、张紧装置、 驱动装置、转向装置、安全装置。
▪ 悬挂式输送机如何转向？
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第三节 自动化输送设备
带式输送机——一种利用连续运动且具有绕性的 输送带来输送物料的输送设备。
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自动化制造系统
1 接收上级系统的指令（入生 产计划），并下发指令。 2 调度运输作业：根据当前运 输任务和执行情况形成运输指 令和最佳路线。 3 管理立体仓库库存：库存管 理、出库管理和出/入库协调管 理。 4 统计分析系统运行情况：分 析物流设备利用率、物料库存 状况、设备运行状况等 5 物流系统信息处理
4
物
上生
储料单元和货位尺寸的确定
▪ 储料单元的大小 ▪ 储料单元顺利出、入库所必需的净空尺寸
仓库容量和总体尺寸的确定
L NLl
B NBb [Bd (150 ~ 400 )]n
H NHh
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第四节 柔性物流系统
高层货架应注意的问题
▪ 货架构件的结构强度 ▪ 货架整体的焊接强度 ▪ 储料单元载荷引起的货位绕度 ▪ 货架立柱与珩架的垂直度 ▪ 支承脚的位置精度和水平度
第三节 自动化输送设备
AGV的管理
▪ 交通管制 一般采用区域划分控制法 ▪ 车辆调度 车辆调度方法及调度规则 ▪ 系统监控 定位器面板、摄像机和CRT彩色图像显示
器等。
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第三节 自动化输送设备
搬运机器人及机械手
机器人和机械手的区别：机械手没有自主能力，不可重复编程， 只能完成定位点不变的简单重复动作；机器人由计算机控制，可 重复编程，能完成复杂的动作。
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▪ 选择运输小车的决策 决策系统中有多辆小车时选择哪一辆小车。 决策包括固定小车运输范围、最早空闲的小车、最短到达时间、 最高优先级等。
▪ 小车选择工件的决策 决策在缓冲站中有多个同类零件时，小车 选择队列中哪一个工件。决策策略包括确定行设备、最短加工 时间、最短队列、加工设备优先级等。
▪ 刀具机器人运刀方式的决策 决策在所有申请刀具机器人服务的 信号中首先响应哪个信号。决策策略包括先申请先响应、最高 优先级、加工设备利用率最高、就近响应等。
工件储运系统
指仓库与运输车、 小车与机床之间的 连接装置，或工件 托盘交换装置。主 要起衔接作用。
存储设备
自重输送料道
运输设备
输送机
运输小车
机器人 及机械手
工 件 进 出
站
托 盘 站
立 体 仓 库
滚滑 道道
步 伐 式
链 式
辊 道 式
履 带 式
牵 引 式
地 面 有 轨
空 中 单 轨
自 动 导 向
式
搬 运 机 器
由自动化设备组成。其 控制设备接收控制层指 令，控制物流设备执行 各种动作。包括： 1 存储设施 2 自动输送设备 3 辅助设备
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第一节 概述
自动化物流系统应满足的要求
▪ 应实现可靠、无损伤和快速的物料流动。 ▪ 应具有一定的柔性、可变性和可重组性。当企业产品
改型换代或品种发生变化时，物流过程应具备同生产 过程相适应的应变能力。 ▪ 应尽可能减少生产过程中物料的占用量，实现“零库 存”生产目标。 ▪ 采用有效的计算机管理，提高物流系统的效率，减少 建设投资。
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第四节 柔性物流系统
巷道式堆垛机——一种在自动化仓库中使用的专 用起重机。
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第四节 柔性物流系统
自动化仓库的计算机控制系统
▪ 信息的输入及预处理：对物料条形码的识别、认址检 测器、货格状态检测器的信息输入
▪ 物料的自动存取：包括货箱或零件的入库、搬运和出 库等工作。
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第三章 制造系统物流自动化
物流系统——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。
为什么要提高物流自动化水平？
原材料从入厂到最后出厂，机床作业时间占5％， 工件处于等待和传输状态的时间占95％，物料传输 与存储费用占整个产品加工费用的30％～40％。
流
级产
状
指计
况
令划
管理层
物 流 状
况
作业 计划 完成
情况
物流 作业 计划
控制层
故 作业 作
障 指令 业
信 执行 指
息
令
执行层
管理物料库存 生成物流作业计划
检测物流状态 生成物流作业指令
执行物流作业指令
自动化制造系统
1 接收来自管理层的指令， 控制物流设备完成指令所规 定的任务。 2 实时监控物流系统的状态 （物流设备情况、物流运输 情况、物流系统各局部协调 配合等。 3 反馈给管理层，为管理层 的调度决策提供参考。
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第三节 自动化输送设备
步伐式输送带 常用：棘爪步伐式输送带和回转步伐式输送带
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第三节 自动化输送设备
链式输送带 输送链和传动链的区别是什么？
输送链：质量大、节距长、齿数大（13/21～120）。
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第三节 自动化输送设备
搬运机器人及机械手
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第四节 柔性物流系统
物流是为FMS服务的，它决定了FMS的布局和运行方式。物流的整体 布局比较复杂，一般采用基本回路或者基本回路的组合形成FMS的 物流输送方式。
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▪ 仓库管理：包括对仓库的物资管理、帐目管理、货位 管理及信息管理等内容。
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第四节 柔性物流系统
柔性物流系统的运行控制策略
▪ 工件进出系统的决策 依据系统的作业计划，决策系统纳入何种 工件。决策策略包括工件优先级、工件交货期、先来先服务等。
▪ 小车运输方式的决策 决策在所有申请小车服务的信号中响应哪 个信号。决策策略包括先申请先响应、就近响应、最高优先级 等。
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第二节 工件储运系统
工件储运系统——将工件毛坯或半成品及时准确地送到 指定加工位置，并将加工好的成品送进仓库或装卸站。 ▪ 存储设备 ▪ 运输设备 ▪ 辅助设备
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指毛坯、半成品和成品在仓库 中暂时保存。各种仓库是主体。 自动化系统中，一般采用夹具 和工件固定统一安装在托盘， 托盘是工件和机床之间的硬件 接口。
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第三节 自动化输送设备
有轨导向小车
缺点：铺设轨道不方便、柔性差、车间空间利用率低、噪声大、价格 高、轨道转弯困难。
优点：结构坚固、承载量大、移动速度大、加速性能好。
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第三节 自动化输送设备
自动导向小车——由蓄电池驱动，装有非接触导 向装置，在计算机控制下自动完成运输任务的物 料运载工具。
➢ 输送功能——完成工件在各工位之间的传输，满足工件加工工艺过 程和处理顺序的要求 。
➢ 装卸功能——实现加工设备及辅助设备上下料的自动化，以提高劳 动生产率。
➢ 管理功能——物料在输送过程中是不断变化的，因此需对物料状态 进行有效的识别和管理。
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第一节 概述
物流系统的组成