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1、 6.3 6.3 机床上下料装置设计机床上下料装置设计F6.3.1 6.3.1 上料装置的特点上料装置的特点F6.3.2 6.3.2 机床上料装置的类型机床上料装置的类型F6.3.3 6.3.3 料仓式上料装置设计料仓式上料装置设计F6.3.4 6.3.4 料斗式上料装置料斗式上料装置F6.3.5 6.3.5 毛坯自动定向方法毛坯自动定向方法F6.3.6 6.3.6 装卸料机械手装卸料机械手1编辑版pppt6.3.1 6.3.1 上料装置的特点上料装置的特点1)上料所消耗的时间应尽可能少，以缩短辅助时间和提高生产率；2)上料平稳，尽量减少冲击，避免送料挡块等送料机件过早地损坏；3)上料装置的构
2、造应尽可能简单，工作可靠，以免因夹紧位置不正确或送料长度不足等产生废品或发生事故；4)上料装置应有一定的适用范围。对于棒料上料机构应能根据加21232件的直径和长度进行调整，件料上料机构应能适应一定尺寸范围内结构相似的工件。 5)满足工件的一些特殊要求，例如用机器人搬运一些轻薄零件或易碎的零件时，机器人手爪部分应采用较软的材料和调整握紧力的大小，以免被夹持工件变形和破碎。2编辑版pppt6.3.2 6.3.2 机床上料装置的类型机床上料装置的类型按自动化程度，机床上料装置有人工上料和自动上料装置两种：按毛坯的种类及结构分类，可分棒料送料机构和件料送料机构。件料送料机构又分两类毛坯不便于自动定向
3、而加工循环时间又较长、毛坯便于自动定向而加工循环时间极短。对于前者采用料仓送料机构，由人工按一定方向装入料仓中；对于后者，人工已来不及一个一个装料，而改用料斗送料机构，这时工人只需把毛坯倒人料斗中，要求毛坯能自动定向并依次送到加工部位。近年来兴起的机器人上料和自动托盘站上料，当属件料送料机构，且较适合于中小批量生产的场合。3编辑版pppt6.3.2 6.3.2 机床上料装置的类型机床上料装置的类型1.人工上料装置在普通机床上，上料过程由人工操作，往往需要较多的时间，同时也消耗体力。这种上料方式只适用于单件小批生产或者加工大型的或外形复杂的工件。对于质量较大的毛坯，送料过程虽然人工操作，但通常采
4、用输送辊道或起重吊等设施；毛坯的夹紧则采用气动、液压或机械方式，以减少工人的体力劳动，缩短辅助时间。2.自动上料装置采用各种自动上料装置，使上料过程机械化，辅助时间进一步缩短，并且免除了繁重的体力劳动。自动上料装置接到上料指令后，上料机构自动松开已加工的工件，将其推走，然后将待加工的工件带到加工位置，进行定位和夹紧。4编辑版pppt6.3.3 6.3.3 料仓式上料装置设计料仓式上料装置设计(一)料仓的功用和组成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。由于料仓式上料装置要手工加料，因此适于加工时间较长的零件，即加工时间为530s左右。加工
5、时间较短(0.55s)的零件，人工加料将使工人十分紧张，影响生产率的提高。料仓式上料装置用于加工时间较长的零件，便于进行一人多机床操作，可明显地提高劳动生产率。5编辑版pppt6.3.3 6.3.3 料仓式上料装置设计料仓式上料装置设计料仓料仓料仓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1030min。按照毛坯在料仓中的送进方法可将料仓分为两类，即靠毛坯的白重送进和强制送进。结构最简单。料仓系用薄钢板制成。料仓的导向槽表面要经过热处理使硬度达到4550HRC，并具有较高的表面粗糙度。通常料仓的两壁做成开
6、式，以便观看毛坯运动及装料情况。料仓的侧壁往往做成可调节的，以适应不同长度的工件。料仓位置可以是垂直的或倾斜的。在曲线式料仓(图b)中，曲线的形状和倾斜角度的选择要考虑到装料的方便、最大的容量以及保证毛坯在料仓的槽中可靠而平稳地运动。 螺旋式的料仓(图c)多半用来送进圆锥体和具有轴肩的圆柱体。料仓由薄铜板制成，很少用铸件来做，螺旋式料仓的形状和大小决定于毛坯的尺寸和锥度。如果毛坯的锥度不大，而长度相当大时，则料仓可做成一圈螺旋的式样，如果送进短的圆锥体，螺旋式料仓可做成多圈的螺旋。管式料仓(图d)用来送进平的圆盘料。制造这种料仓可用内表面经过很好加工的钢管。为了便于观察和便于装填毛坯，在管上做
7、出两道纵向槽。管式料仓可以垂直或倾斜地装在机床上料斗式料仓(图e)特点是能容纳大量的毛坯。由于料斗容积较大，每次人工装料可以间隔较长的时间。这类料仓的落料口处常有毛坯搅动机构，防止在落料口的上面，毛坯堆成拱形而堵塞出口。料斗式料仓侧壁的位置可以调节，以适用不同长度的毛坯。料斗料箱式料仓(图f)的特点是采用料箱进行装料，以加快装料的速度。事先将毛坯在料箱中按一定的方位装好，当料斗需要装料时，把装满的料箱放在料斗上，揭开料箱的活动底板，毛坯就从料箱落于料斗内。为了使毛坯有足够的储备量，以便长时间连续工作，一个料仓常配备几个料箱。6编辑版pppt6.3.3 6.3.3 料仓式上料装置设计料仓式上料装
8、置设计料仓料仓料仓料仓 当毛坯的质量较轻不能保证靠自重可靠地落到上料器中，或毛坯的形状较复杂不便靠自重送进时，采用强制送进的料仓。用重锤的力量推送毛坯.用弹簧力量推送毛坯。 图c的毛坯放在由两套三角带传动轮组成的V形槽内，靠皮带摩擦力进行推送。这类机构中具有驱动机构，机构较为复杂，常用于轴承加工机床上用来送进座圈、圆柱滚子和圆锥滚子等。 图d的毛坯放在链条的凹槽上或钩子上，靠链条的传动把毛坯送到规定的位置。这类链式料仓常用在多轴自动机床和单轴转塔自动车床上，送进长的轴和套筒等。图e为圆盘式料仓送料机构。其料仓是一个转盘，毛坯装在转盘周边的料槽中，圆盘间歇地旋转将毛坯对准接收槽，并沿接收槽滑到上
9、料器中。这类送料机构常用以送圆盘、套筒、光轴和阶梯轴等零件。7编辑版pppt6.3.3 6.3.3 料仓式上料装置设计料仓式上料装置设计隔料器隔料器隔料器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64所示。 1由上料器兼作隔料器 这类隔料器的构造最简单，如图a、b所示。当上料器送毛坯到加工位置的过程中，上料器的上表面将料仓的通道隔断，完成隔料功能。这类隔料方法的缺点是隔料时料槽内所有毛坯的质量都作用在上料器的上表面，使上料器运动阻力大，且易于磨损。2.杆式隔料器杆式隔料
10、器如图c、d所示，隔料器作往复直线运动或往复摆动运动。隔料器每作一次往复运动，从料槽中分离出一个毛坯，由上料器将其送走。采用杆式隔料器，毛坯的质量不再压在上料器上。这类隔料器大多应用在中等生产率的情况下，即5070件min。当生产率更高时，隔料器每次往复的时间很短，工件因其惯性有可能进不了隔料位置，工作就不可靠.由带有成形槽的圆盘或鼓轮做成，如图e所示。毛坯从送料槽落人圆盘的成形槽内，靠圆盘的转动将其送至上料器。圆盘或鼓轮的外圆面用来隔离送料槽中的毛坯。圆盘上的成形槽可很多，圆盘每转一周能送出相当多的毛坯。因此这种隔料器能在低速下保证平稳地工作，并能保证高的生产率和避免毛坯因受冲击而损坏。图f
11、所示的隔料器，可使装在两个送料槽中的毛坯，按一定的次序交替地送到下面的送料槽中，使两种毛坯在送料槽中按一定次序排列。8编辑版pppt6.3.3 6.3.3 料仓式上料装置设计料仓式上料装置设计上料器上料器上料器上料器 1.料仓兼作上料器图a所示当料仓自水平位置摆动到倾斜位置时，其外弧面起隔料的作用，挡住料槽中的毛坯，而料仓中最下部的毛坯的轴线正好和主轴中心线重合，由顶料杆将其顶出料仓，放到机床主轴的夹具中。待顶料杆退还后，料仓即摆回原来的水平位置，料槽中的毛坯即往料仓补充。这类上料器作往复运动，因惯性较大，生产率受到限制。2.槽式上料器图b所示的上料器有容纳毛坯的槽，接受从料仓落下的毛坯。当上
12、料器往左运动时，该毛坯即被送到机床加工位置。此时料仓中其它毛坯被上料器的上表面隔住。由于槽式上料器作往复运动，生产率也受到一定限制。3圆盘式上料器图c所示的上料器中的圆盘朝一个方向连续旋转，毛坯从料仓送人圆盘的孔中，由圆盘带到加工位置，加工完毕后工件又被推出。圆盘式上料器的生产率较前两种高，广泛地应用于磨床上料，例如磨滚子或轴承环的端面。3圆盘式上料器d所示转塔自动车床，料仓固定在转塔刀架右方。转塔刀架的一个刀具孔中装有接收器。顶杆将料仓最下方的毛坯送给接受器，转塔刀架转位180，便将毛坯对准主轴轴线，转塔刀架再向左移动即将毛坯送人主轴的夹紧筒夹孔内。9编辑版pppt6.3.3 6.3.3 料
13、仓式上料装置设计料仓式上料装置设计上料杆上料杆上料杆上料杆1)采用挡块来限制毛坯送进的位置，挡块可利用筒夹上的台肩。2)靠上料杆的行程使毛坯顶到所要求的位置，图66f所示的上料杆装在转塔刀架的工具孔中，如图d和e所示，采用的上料杆应带有缓冲弹簧，上料杆行程略大于毛坯实际的送进长度，以便将具有较大长度误差的毛坯可靠地顶在挡块上。采用挡块来限制毛坯送进的位置，挡块可装在主轴的内部(图66b)。转塔刀架带动上料杆将毛坯准确地顶人图c所示的主轴筒夹孔内。上料杆行程的准确度决定了毛坯送进的准确度。这里采用的上料杆是固定长度的，以保证送料的精度。10编辑版pppt6.3.3 6.3.3 料仓式上料装置设计
14、料仓式上料装置设计下料杆下料杆下料杆下料杆固定长度式卸料杆(图b)是一根装在主轴内部的杆子，可作往复直线运动。当毛坯被送入时，杆子后退；毛坯加工完毕后，筒夹松开，杆子把工件推出，然后再回到原位。 带弹簧的卸料杆装在筒夹内部(图a.c)，当上料杆将毛坯顶人筒夹孔中时，毛坯靠在卸料杆上并将卸料杆往里推，压缩弹簧。加工完毕后，筒夹松开，在弹簧复位力作用下卸料杆将毛坯推出。11编辑版pppt12编辑版pppt6.3.4 6.3.4 料斗式上料装置料斗式上料装置（组成）（组成）（组成）（组成）(一）料斗式上料装置的组成料斗式上料装置包括装料和储料两部分机构。装料机构由料斗、搅动器、定向器、剔除器、分路器
15、、送料槽、减速器等组成；储料机构由隔离器、上料器等组成。此外，在机床上还有工件的定位夹紧机构、推出器和排料机构等。13编辑版pppt6.3.4 6.3.4 料斗式上料装置料斗式上料装置（料斗）（料斗）（料斗）（料斗）(1)回转钩式料斗 这类料斗常用于带孔的管套类零件，如螺母等。料斗中有一带定向钩子的回转圆盘。当圆盘回转时，钩子抓取工件并自然定向，送入送料槽。当送料槽充满工件时，通过安全离合器使圆盘停止旋转，以避免传动机构的损坏。(5)桨叶槽隙式料斗料斗中有回转桨叶，拨动工件进入一定形状的槽隙而定向，并顺序进入送料槽。(4)往复滑块式料斗料斗底部有一上下垂直运动的滑块，滑块上根据工件的形状开有成
16、形槽，使工件定向。滑块上升到图示最高位置时，滑块上的成形槽与送料槽对接，在重力作用下工件滑人送料槽。 (2)扇形块式料斗 常用于T字形零件。料斗中有一个作上下摆动的扇形块来获取工件，扇形块上有根据工件形状做的槽隙。扇形块上摆时工件落入槽隙中并自然定向，靠重力滑人送料槽。在送料槽人口处设有剔除器，避免未按要求定向的工件滑人送料槽。(3)沟槽圆盘式料斗这种料斗一般是倾斜放置的，料斗中有一回转圆盘，圆盘上根据工件的的形状开有沟槽或成形孔，使工件定向；或开有径向格子，工件靠重心偏移而定向；也有靠圆盘的外圆和料斗的内壁形成一定形状的沟槽而使工件定向。料斗斜置是为了增加工件落人沟槽的机会(6)回转管式料斗
17、料斗底部开口处有一回转管子，管子的内孔根据工件的状而定，使工件定向。管子转动时，工件即可定向落人，落人管子的工件通向送料槽。与此原理相同的方式是管子不回转，料斗回转。(7)往复管式料斗料斗底部开口处有一往复运动的管子，其内孔根据工件形状而定，使工件定向。管子往复运动时，工件便可落人并滑人送料槽。料斗是盛装工件的容器，工件在料斗中应完成定向过程，并按次序送到料斗的出口处，即送料槽，故在料斗中装有定向器。为了防止工件在进入送料槽时产生阻塞，在料斗中常装有搅动器。剔除器的用途是剔除那些未按要求定向的工件，防止它们进入送料槽。14编辑版pppt6.3.4 6.3.4 料斗式上料装置料斗式上料装置（搅动
18、器）（搅动器）（搅动器）（搅动器）工件在料斗中由于互相挤住容易形成拱形而堵塞出口，如图a所示摇摆的杠杆(图b)和转动的缺口盘(图c)主要用来破坏小拱形；摇摆的隔板(图d)主要是破坏大拱形。此外还可以利用上料器来进行搅动(图6e)以及和其它构件结合的办法来搅动工件，料斗中，扇形块既是定向器，也是搅动器。15编辑版pppt6.3.4 6.3.4 料斗式料斗式上料装上料装置置（定向器）（定向器）（定向器）（定向器）16编辑版pppt6.3.4 6.3.4 料斗式上料装置料斗式上料装置（剔除器）（剔除器）（剔除器）（剔除器）剔除器的作用是剔除从料斗到送料槽中一些位置不正确的工件，保证进入送料槽的工作方
19、位正确。被剔除的工件返回到料中。 剔除器有轮式、杠杆式等多种结构型式，17编辑版pppt6.3.4 6.3.4 料斗式上料装置料斗式上料装置（分路器）（分路器）（分路器）（分路器）分路器是把运动的工件分为两路或多路，分别送到各台机床，用于一个料斗同时供应多台机床工作的情况。图612表示了几种分路器的结构型式，有摇臂式、隔板式和成形孔式等。18编辑版pppt6.3.4 6.3.4 料斗式上料装置料斗式上料装置（送料槽）（送料槽）（送料槽）（送料槽）送料槽的形状可设计成直线形、曲线形、平面螺旋形、空间螺旋形、蛇形等。其基本型式如图所示。 送料槽是自动上料装置中比较难设计的一个构件，要求工件能在其中
20、顺利流畅稳速移动，不能发生阻塞或滞留现象。因此要认真考虑其倾斜角度和弯度的大小。19编辑版pppt6.3.4 6.3.4 料斗式上料装置料斗式上料装置（减速器）（减速器）（减速器）（减速器）工件在长度较大的送料槽中靠重力移动时，可能产生较大的速度，以致移动到终点时发生碰撞，造成机件或工件的损坏，故在送料槽上宜采取一些减速措施，如图614所示。20编辑版pppt6.3.4 6.3.4 料斗式上料装置料斗式上料装置（隔离器）（隔离器）（隔离器）（隔离器）隔离器的作用有以下四点：1)调节从储料器或送料槽送人上料器的工件数量，可以是一个工件或几个工件；2)在自动上料中，把一个工件从许多工件中分离出来；
21、3)改变工件的位置或运动方向；4)工件较重时，避免所有工件的质量都作用在上料器上。21编辑版pppt6.3.4 6.3.4 料斗式上料装置料斗式上料装置（上料器）（上料器）（上料器）（上料器）(1)直线往复运动的上料器 图a是由摆动杆使上料器得到往复运动，图b是直线往复运动的上料器；直线往复运动上料器能保证上料的准确性，储料器可以装在距机床主轴远处；但往复次数不能太快，太快时可能产生上料跟不上的情况，或使机构很快磨损。(2)摆动运动的上料器 图c中的上料器具有工件容纳槽的摆块。图a和图d是摆动的储料器同时起上料器的作用。摆动运动的上料器有较高的生产率、工作可靠，由于不需要导轨，其结构比较简单。
22、(3)旋转运动上料器 图e中上料器是一个有工件容纳槽的圆盘。图f中所示的上料器有夹紧作用，当工件在容纳槽中随圆盘转动时即被夹紧，并进行加工。待工件转至最低位置时，加工已完毕并自由落下。旋转运动上料器的生产率较高，广泛用于磨床、铣床及多工位机床，由于上料器距加工地点较近，在结构上有时不好处理。(4)复合运动上料器 图g所示是工件落人滑杆中有夹爪的容纳槽中，当滑杆向右移动时同时转动90，工件便处于能进入机床夹具的位置，并可松开夹爪，由推料杆将工件送入夹具。图h是链式上料器。图i是有弹簧夹的上料器，系一种机械式的简单机械手。图j是装卸料机械手。22编辑版pppt6.3.4 6.3.4 料斗式上料装置
23、料斗式上料装置生产率计算生产率计算生产率计算生产率计算料斗获取工件的生产率可由下式计算 Q平均ZPnKQ平均料斗获取工件的平均生产率(件min)；z定向器中取工件的构件数，如扇形块、滑块或其它槽隙定向，c：1；n定向器每分钟的工作循环数，单位为rmin或双行程次数min；K定向器取工件构件的成功系数，它表示定向概率的大小，与工件的形状、料斗的结构、定向器的型式等有关；P定向器中每个取工件的构件每次抓取的工件数，对于钩、销、成形孔槽的定向方式，P1。23编辑版pppt6.3.46.3.4料斗式上料装置料斗式上料装置振动式料斗装置振动式料斗装置振动式料斗装置振动式料斗装置振动式料斗是一种典型的自动
24、上料装置，其料斗为圆筒形，内壁有螺旋形送料槽，当整个圆筒作扭转振动时，工件将沿着螺旋形的送料槽逐渐上升，并在上升过程中进行定向，剔除位置不正确的工件。上升的工件最后从料斗上部的出口进入送料槽。振动式料斗装置应用很广，多用于钟表、仪器仪表等小零件加工中的自动上料。24编辑版pppt6.3.5 6.3.5 自动定向方法自动定向方法(1)送进罩形毛坯时使其底部朝下(图a) 料槽的一段做成向料斗圆心倾斜并带矮边。罩形毛坯在料槽中只可能有三种方位：卧倒、底部朝上和底部朝下。卧倒的毛坯会滚回料斗，底部朝上的毛坯也由于重心偏移翻回料斗，只有底部朝下的毛坯才能继续沿着料槽上升。(2)送进带肩毛坯时使其肩部朝上
25、(图b) 在料槽的一段装有带沟的导板，导板下方有洞口。肩部朝上的毛坯通过此段时，导板将肩台托住，毛坯可继续通过。肩部朝下的毛坯不能支托，即落入洞口回到料斗中。(3)送进圆筒形毛坯时使其沿料槽卧倒(图c) 在料槽上方装一挡板，其安装高度略大于圆筒直径，立着的毛坯经过时即被推人料斗，只有卧倒的毛坯能继续通过。(4)送进带肩毛坯时使其肩部朝下(图d) 在料槽侧面装有成形凸块，肩部朝上的毛坯被其剔除，只有肩部朝下的毛坯才能通过。(5)使站立不稳的毛坯以站立的位置送出(图e) 将出口处的料槽扭转90。圆盘形的毛坯经过这段料槽后，即由平卧变为站立位置。(6)送进长的带肩毛坯(图f) 在出口处的料槽上开槽。
26、当毛坯经过此处时，尾部即掉人槽内因而保持了肩部朝上的位置。25编辑版pppt6.3.6 6.3.6 装卸料机械手装卸料机械手机械手是一种能模仿人手的某些工作机能，按要求的程序、轨迹和要求、实现抓取和搬运工件，或完成某些劳动作业的机械化、自动化装置。国外称之为操作机(Manipulator)、机械手机械手只能完成比较简单的抓取、搬运及上、下料工作，常常作为机械设备上的附属装置。因此具有一定的专用性，所以又称为专用机械手。26编辑版pppt6.3.6 6.3.6 装卸料机械手装卸料机械手当机器人用于工业生产中时，常称之为工业机器人。我国过去称它为“工业机械手”或“通用机械手”图为采用一台工业机器人
27、给三台机床装卸料的情况。27编辑版pppt6.3.6 6.3.6 装卸料机械手装卸料机械手图621所示由工业机器人和加工中心组成的柔性制造单元(FMC)。工业机器人从工件台架上将待加工零件搬运到加工中心上去，并将已加工完的工件运离加工中心。采用工业机器人的FMC，适用于装卸质量和尺寸都比较小的零件。28编辑版pppt6.3.6 6.3.6 装卸料机械手装卸料机械手图623所示为两台磨床、一台工业机器人和一个工件传输系统组成的FMC。工业机器人安放于中央位置，完成两台磨床与工件传输系统之间的工件传输。29编辑版pppt6.3.6 6.3.6 装卸料机械手装卸料机械手30编辑版pppt6.3.6
28、6.3.6 装卸料机械手装卸料机械手如图所示。工业机器人可以在数控机床与工件台架之间完成工件传送任务；也可以在23台数控机床之间，以及与工件台架之间完成复杂的工件传送任务；还可以完成刀具交换、夹具交换甚至装配等任务。它将加工与装配、成品与毛坯、工件、刀具和夹具等有机地联系起来，构成一个完整的系统。应该指出的是，工业机器人在这里仅用于装卸料，它当然比焊接、喷漆机器人的功能要求要简单一些。31编辑版pppt6.4 6.4 机床间工件传送装置设计机床间工件传送装置设计F6.4.1 托盘F6.4.2 随行夹具F6.4.3 自动运输小车F6.4.4 随行工作台存放站32编辑版pppt6.4.1 6.4.
29、1 托盘托盘在装卸工位，工人从托盘上卸去已加工的工件，装上待加工的工件，由液压或电动推拉机构将托盘推到回转工作台上。回转工作台不断地将装有待加工工件的托盘送到加工中心工作台左端，由液压或电动推拉机构将其与加工中心工作台上托盘进行交换。装有已加工工件的托盘由回转工作台带回装卸工位，如此反复不断地进行工件传送。如果在加工中心工作台的两端各设置一个托盘系统，则一端的托盘系统用于接受前一台机床已加工工件的托盘，为本台机床上料，另一端的托盘系统用于为本台机床下料，并传送到下一台机床去。由多台如此的机床可形成用托盘系统组成较大生产系统。可靠运输基面.33编辑版pppt6.4.2 6.4.2 随行夹具随行夹
30、具对于结构形状比较复杂而缺少可靠运输基面的工件或质地较软的有色金属工件，常将工件先定位夹紧在随行夹具上，和随行夹具一起传送、定位和夹紧在机床上进行加工。工件加工完毕后与随行夹具一起被卸下机床，带到卸料工位，将加工完的工件从随行夹具上卸下，随行夹具返回到原始位置，以供循环使用。(一)上方返回(图627)随行夹具2在自动线的末端用提升装置3升到机床上方后，经一条倾斜(1：50)滚道4靠自重返回自动线的始端，然后用下降装置5降至主输送带1上。这种方式结构简单紧凑、占地面积小，但不宜布置立式机床、调整维修机床不便。较长的自动线不宜采用这种型式。34编辑版pppt6.4.2 6.4.2 随行夹具随行夹具
31、(二)下方返回结构紧凑，占地面积小，但维修调整不便，同时会影。向机床底座的刚性和排屑装置的布置，多用于工位数少，精度不高的小型组合机床的自动线上。35编辑版pppt(三)水平返回(图629)随行夹具在水平面内作框形运动返回，图629a的返回装置是由三条步伐式输送带1、2、3所组成。图629b采用三条链条代替步伐式输送带。水平返回方式占地面积大，但结构简单，敞开性好，适用于工件及随行夹具比较重、比较大的情况。6.4.2 6.4.2 随行夹具随行夹具36编辑版pppt6.4.3 6.4.3 自动运输小车自动运输小车- -有轨自动运输小车有轨自动运输小车有轨自动运输小车有轨自动运输小车RGV适用于运
32、送尺寸和质量均较大的托盘或随行夹具，而且传送速度快，控制系统简单，成本低廉。缺点是它的铁轨一旦铺成后，改变路线比较困难，适用于运输路线固定不变的生产系统。RGV沿直线导轨运动，机床和辅助设备在导轨一侧，安放托盘或随行夹具的台架在导轨的另一侧。RGV采用直流或交流伺服电动机驱动，由生产系统的中央计算机控制。当RGV接近指定位置时，由光电装置、接近开关或限位开关等传感器识别出减速点和准停点，向控制系统发出减速和停车信号，使小车准确地停靠在指定位置上。小车上的传动装置将托盘台架或机床上的托盘或随行夹具拉上小车，或将小车上的托盘或随行夹具送给托盘台架或机床37编辑版pppt6.4.3 6.4.3 自动
33、运输小车自动运输小车- -无轨自动运输小车无轨自动运输小车无轨自动运输小车无轨自动运输小车常见的无轨自动运输小车(AGV)的运行轨迹是通过电磁感应制导。图中有两台无轨自动运输小车，由埋在地面下的电缆传来的感应信号对小车的运行轨迹进行制导，功率电源和控制信号则通过有线电缆传到小车。由计算机控制，小车可以准确停在任一个装载台或卸载台，进行物料装卸。电池充电站是用来为小车上的蓄电池充电用的。小车控制装置通过电缆与上一级计算机联网，传递的信息有以下几类：行走指令；装载和卸载指令；联锁信息；动作完毕回答信号；报警信息等。38编辑版pppt6.4.3 6.4.3 自动运输小车自动运输小车- -无轨自动运输
34、小车无轨自动运输小车无轨自动运输小车无轨自动运输小车39编辑版pppt6.4.3 6.4.3 自动运输小车自动运输小车- -无轨自动运输小车无轨自动运输小车无轨自动运输小车无轨自动运输小车(1)随行工作台交换部分 小车的上部有回转工作台7，工作台的上面为滑台叉架5，由计算机控制的进给电动机8驱动，将夹持工件的随行工作台4从小车送到机床上随行工作台交换器3，或从机床随行工作台交换器拉回小车滑台叉架，实现随行工作台的交换。(2)升降部分 通过升降液压缸10和齿轮齿条1式水平保持机构实现滑台叉架5的升降，对准机床上随行工作台交换器导轨。(3)行走部分 由计算机控制的直流调速电动机和传动齿轮箱9驱动车
35、轮，实现小车的行走。(4)控制部分 包括控制柜2、操作面板、信息接收发送等部分组成，通过电缆与无轨自动运输小车的控制装置进行联系，控制小车的起停、输送或接收随行工作台的操作。(5)电源部分 采用蓄电池作为电源，一次充电后，可用8小时。40编辑版pppt6.4.3 6.4.3 自动运输小车自动运输小车- -无轨自动运输小车无轨自动运输小车无轨自动运输小车无轨自动运输小车(6)轨迹制导部分 轨迹制导通常采用电磁感应制导，在小车行走路线的地面下深1020mm，宽310mm的槽内敷设一条专用的制导电缆，通上低周波交变电流励磁，在其四周产生；交变磁场。在小车前方装有两个感应接受天线，在行走过程中类似动物
36、触角一样，接受制导电缆产生的交变磁场。当小车行走方位与制导电缆一致时，两个接受天线分别处于制导电缆的左右对称位置，感应得到的电势相等，制导电动机不动。当小车行走方位与制导电缆不一致时，两个接受天线处的位置与制导电缆不对称，感应出的电势便不相等，控制制导电动机按要求的方向和速度驱动方向轮使小车转弯，直到误差消除为止，从而保持AGV始终沿制导电缆敷设的方向行驶。感应制导的AGV，工作可靠，制导电缆埋在地下不怕尘土污染，不易遭到破坏，适用于一般工业环境。41编辑版pppt6.4.3 6.4.3 自动运输小车自动运输小车- -无轨自动运输小车无轨自动运输小车无轨自动运输小车无轨自动运输小车在小车可能停
37、下进行装卸物料的一系列站点的地面下，埋设如图635a所示的地址码，每一个站点有一个专用地址，由小车上的传感器在行走过程中读得地址码，由车载计算机判断在该站点是否停下。如小车具有后退功能，在小车的前方和后方均应装设感应接收天线，小车后退时由后面的感应天线跟踪制导电缆。42编辑版pppt6.4.36.4.3自动运输小车自动运输小车- -无轨自动运输小车无轨自动运输小车无轨自动运输小车无轨自动运输小车AGV可采用光学制导，在地面上用有色油漆或色带绘成路线图，装在AGV上的光源发出的光束照射地面，自地面反射回的光线作为路线识别信号由AGV上的光敏器件接受，控制AGV沿绘制的路线行驶。这种制导方式改变路
38、线非常容易，但只适用于非常洁净的场合，如实验室内等。43编辑版pppt6.4.36.4.3自动运输小车自动运输小车- -无轨自动运输小车无轨自动运输小车无轨自动运输小车无轨自动运输小车AGV也可采用激光束制导，在厂房墙壁或柱子上贴有条纹码标记的射靶，AGV上一个每秒两转的激光扫描器不停地对墙壁和柱子进行扫描，根据各条纹码标记相对AGV所在位置的方位角，计算出AGV所处的位置，配合安装在车辆上的激光测距装置，由车载计算机引导小车按指定路线行驶。为此，需将AGV要求的路径坐标图事先输入车载计算机。这种制导方式具有如下明显特点：AGV的行驶范围不受路线限制，在现有生产现场安装AGV，可以不影响当前的
39、生产；改变或扩大行驶范围只需修改软件参数；对环境条件要求不高；可扩展性好。44编辑版pppt6.4.36.4.3自动运输小车自动运输小车- -无轨自动运输小车无轨自动运输小车无轨自动运输小车无轨自动运输小车(三)AGV应满足的功能1)行走功能 包括启动、停止、前进、后退、转弯、定速、变速、多叉路口选道等。2)控制功能 包括由上一级计算机控制，由车载计算机或控制面板控制，由地面监控器识别小车位置和装载情况进行控制，多车同时进行控制等。3)安全功能 包括检测到障碍物时自动减速，碰到障碍物时立即停车，防止两车相碰的措施，各种紧急停车措施，蓄电池放电过量报警，警示回转灯等。4)随行工作台的自动装卸。4
40、5编辑版pppt6.4.4 6.4.4 工作台存放站工作台存放站在制造系统中起过渡作用，也是“物流”中的一个环节。它的功能是：1)存放从自动运输小车送来的随行工作台2)随行工作台在存放站上有自动转移功能，可将随行工作台移至缓冲的位置U。3)当随行工作台移至工作位置时(图中A位置)，工业机器人可对随行工作台上夹持的工件进行装卸。46编辑版pppt6.5 6.5 自动化仓库设计自动化仓库设计F随着自动化生产技术的发展，人们逐渐认识到物流技术的重要，将传统仅起存放物品作用的仓库转化为物资调节和流通中心，出现了具有高层货架的自动化仓库以及各种先进的存货、取货、快速分拣装置等新设施。F自动化仓库采用计算
41、机管理，配置了自动化物流系统，不用书面文档，大大提高仓库空间利用率，增加货存量，加快进货和发货的速度，减少库存货物数据的差错率、货物非生产性损坏以及生锈、变质、自然老化等损失，减少仓库的工作人员。47编辑版pppt6.5.1 6.5.1 自动化仓库的构成自动化仓库的构成最常见的是巷道式立体仓库，如图637所示。它适用于存放多品种少批量货物。巷道两边是多层货架。在巷道间有堆装机，沿巷道轨道移动，堆装机上的装卸托盘可到多层货架的每一个仓位存取货物，送至巷道一端的出入库装卸站。48编辑版pppt6.5.1 6.5.1 自动化自动化 仓库的构成仓库的构成(一)仓库多层货架根据存放物品的多少，可以设置若
42、干个多层货架，装轨道，供堆装机行走，如图638所示。每两个货架之间留有巷道。巷道内安货架按列和层划分成许多仓位，每个仓位内可放一个货箱或上下垒起来放多个货箱。每个仓位赋予一个“地址”，对应于库存数据库中该仓位数据词条的关键词。当仓位中物品发生变化时，按该地址可修改相应的数据词条。49编辑版pppt6.5.1 6.5.1 自动化自动化 仓库的构成仓库的构成堆装机堆装机堆装机堆装机双立柱型堆装机的结构是一个框架结构，可在巷道轨道上行走，堆装机上的装卸托盘可沿框架导轨上下升降，以便对准每一个仓位，取走或送人货箱。堆装机采用相对寻址的工作方式寻找仓位。当堆装机沿巷道轨道或装卸托盘沿框架导轨行走时，每经
43、过仓库的一列或一层，将仓位地址的当前值加1或减1。当当前值与设定值完全相符时，发出停车指令，装卸托盘便准确地停在设定的仓位前。目前的堆装机的最大水平行走速度可达60mmin，装卸托盘的升降速度较低，约为行走速度的14；最大负重量为1000kg。50编辑版pppt6.5.1 6.5.1 自动化自动化 仓库的构成仓库的构成图640是单立柱型堆装机。最大负重量1000kg，行走速度为40mrain，升降速度5mmin。51编辑版pppt6.5.1 6.5.1 自动化仓库的构成自动化仓库的构成图64l是堆装机上装卸托盘的结构。图a为钩型，图b为鞍型。装卸托盘沿铅直导轨上下移动，对准设定的仓位后，装卸托
44、盘上的货叉将托盘上的货箱送人仓位，或将货箱取出放在托盘上。52编辑版pppt6.5.16.5.1自动化仓库的构成自动化仓库的构成出人库装卸站出人库装卸站出人库装卸站出人库装卸站在立体仓库的巷道端口处有出入库装卸站，入库的物品先放置在出入库装卸站上，由堆装机将其送人仓库，出库的物品由堆装机自仓库取出后，也先放在出入库装卸站上，再由其它运输工具运往别处。出入库装卸站的数量与布局，决定了巷道式立体仓库的物流型式，图a每个巷道两个货架合用一个出入库装卸站；图b每个巷道两个货架合用一个出库装卸站和一个人库装卸站；图c每个巷道合用的出库装卸站和入库装卸站位于巷道的两端；图d每个货架有自己的出入库装卸站；图
45、e每个货架有自己的出库装卸站和入库装卸站，位于货架的两端；图f每个巷道合用一个人库装卸站，堆装机从仓位取出的货物就近放在滚道上，由滚道传送装置将其送到出库装卸站；图g两个巷道合用一个堆装机和一个出入库装卸站；图h所有巷道合用一个出入库装卸站，该站可在横向地坑内移动，以便接受每个巷道堆装机送出的货物或向其输送货物。53编辑版pppt6.5.2 6.5.2 自动化仓自动化仓库的工作过程库的工作过程1)堆装机停在巷道起始位置，待入库的货物已放置在出入库装卸站上，由堆装机的货叉将其取到装卸托盘上，如图643a所示。将该货物存人的仓位号及调出货物的仓位号一并从控制台输入计算机。2)计算机控制堆装机在巷道行走，装卸托盘沿堆装机铅直导轨升降，自动寻址向存人仓位行进，如图643b所示。3)装卸托盘到达存入仓位前，即图中的第四列第四层，装卸托盘上的货叉将托盘上的货物送进存人仓位，如图643c所示。4)堆装机行进到第五列第二层，到达调出仓位，货叉将该仓位中的货物取出，放在装卸托盘上，如图643d所示。5)堆装机带着取出的货物返回起始位置，货叉将货物从装卸托盘送到出入库装卸站，如图643e所示。54编辑版pppt
