1、物流装备自动化仓库物流装备自动化仓库5.1 物流装备的功能和应满足的要求物流装备的功能和应满足的要求5.1 物流装备的功能和应满足的要求物流装备的功能和应满足的要求 “物流物流”就是就是物料的流动过程物料的流动过程。在工厂，物流是指从原材料和毛坯在工厂，物流是指从原材料和毛坯进厂进厂，经过储存、加工、装配、检验、包装，直至经过储存、加工、装配、检验、包装，直至成品和废料出厂成品和废料出厂，在仓库、车间、工序之间，在仓库、车间、工序之间流转、移动和储存的全过程。物流贯穿着生流转、移动和储存的全过程。物流贯穿着生产的全过程，是产的全过程，是生产的基本活动之一生产的基本活动之一。流动过程中尽管不增加
2、物料流动过程中尽管不增加物料的使用价值，也不改变物料的性的使用价值，也不改变物料的性质，然而物流是质，然而物流是资金的流动资金的流动，库，库存是存是资金的积压资金的积压。因此物流系统。因此物流系统的改进有助于减少生产成本，压的改进有助于减少生产成本，压缩库存，加快资金周转，提高综缩库存，加快资金周转，提高综合经济效益合经济效益5.1 物流装备的功能和应满足的要求物流装备的功能和应满足的要求 在制造业中，在制造业中，单件小批生产单件小批生产的企业约占的企业约占75 75。而在众多的中小型企业的生产过程中从原而在众多的中小型企业的生产过程中从原材料人厂，经过冷热加工、装配、检验、油漆材料人厂，经过
3、冷热加工、装配、检验、油漆包装等各个生产环节，到成品出厂，按国内的包装等各个生产环节，到成品出厂，按国内的统计，统计，机床作业仅占机床作业仅占5 5 左右，左右，95 95 左右的时左右的时间都处于间都处于等待或搬运等待或搬运状态。状态。德国波鸿鲁尔大学的马斯贝尔格教授在对德国波鸿鲁尔大学的马斯贝尔格教授在对斯图曼和库茨的企业的生产周期进行调研分析斯图曼和库茨的企业的生产周期进行调研分析后得出了如下结论：后得出了如下结论：“在生产周期中，工件有在生产周期中，工件有85 85 的时间处于的时间处于等待等待状态，另外状态，另外5 5 的时间用于的时间用于运输运输和和检测检测，只有只有10%10%的
4、时间用于的时间用于加工和调整加工和调整；在一般情况；在一般情况下，下，改进加工过程最多再缩短生产周期的改进加工过程最多再缩短生产周期的3 3 一一5%5%”。1 1、物流系统设计的意义、物流系统设计的意义5.1 物流装备的功能和应满足的要求物流装备的功能和应满足的要求 由此可见，提高机床的自动化程度，提高机床的加工效率，对缩短生产周期是很由此可见，提高机床的自动化程度，提高机床的加工效率，对缩短生产周期是很有限的。有限的。而更为显著的是向非机床作业（占而更为显著的是向非机床作业（占95%95%）或者叫工件处于等待的时间（占或者叫工件处于等待的时间（占85 85%）去）去要效益要效益，也就是向生
5、产组织和管理要效益。，也就是向生产组织和管理要效益。因为它占的比例大（因为它占的比例大（85%85%一一95%95%），所以压缩它的，所以压缩它的“油水油水”也应该是很大的。也应该是很大的。特别是这项工作涉及到占总数特别是这项工作涉及到占总数75 75 的广大单件小批生产企业。的广大单件小批生产企业。据统计，在总经营费用中据统计，在总经营费用中20%20%一一50%50%是物料搬运费用，物流系统设计的合理化可使是物料搬运费用，物流系统设计的合理化可使这项费用至少减少这项费用至少减少10%10%一一30%30%，被认为是，被认为是企业利润企业利润的的一大源泉一大源泉，是这些年倍受重视的，是这些年
6、倍受重视的一个方向。一个方向。1 1、物流系统设计的意义、物流系统设计的意义5.1 物流装备的功能和应满足的要求物流装备的功能和应满足的要求2 2、物流系统的功能、物流系统的功能物流系统的物流系统的功能功能有以下几方面：有以下几方面：l l）原材料原材料和毛坯、外购件、在制品、和毛坯、外购件、在制品、产品产品、工艺装备的、工艺装备的储存储存及及搬搬运运，做到存放有序，存入、取出容易，且尽可能实现，做到存放有序，存入、取出容易，且尽可能实现自动化自动化；2 2）加工设备及辅助设备加工设备及辅助设备的的上下料上下料尽可能实现尽可能实现自动化自动化，以提高劳动，以提高劳动生产率；生产率；3 3）工序
7、间中间工位和缓冲工作站的）工序间中间工位和缓冲工作站的在制品储存在制品储存；4 4）各加工）各加工工序间工序间工件的工件的搬运搬运应尽可能及时而迅速，减少工件在工应尽可能及时而迅速，减少工件在工序间的无效等待时间；序间的无效等待时间；5 5）各类物料流）各类物料流调度及控制调度及控制，物料的运输方式和路径的优化；，物料的运输方式和路径的优化；6 6）物料流的）物料流的监测监测、判别判别等监控。等监控。5.1 物流装备的功能和应满足的要求物流装备的功能和应满足的要求3 3、物流系统应满足的要求、物流系统应满足的要求 前面已经提及，物料流的合理化是当今向生产组织、向管理要效益的重要措施。为此，前面
8、已经提及，物料流的合理化是当今向生产组织、向管理要效益的重要措施。为此，物物流系统应满足流系统应满足：1 1）运行中应）运行中应可靠可靠地、地、无损伤无损伤地、地、快速地实现物料流动快速地实现物料流动，为此应有宽敞、方便、快捷、可靠，为此应有宽敞、方便、快捷、可靠的运输通道和运输设备，还应有良好的管理系统。的运输通道和运输设备，还应有良好的管理系统。2 2）物流系统要具有一定的柔性，）物流系统要具有一定的柔性，即灵活性、可变性和可重组性即灵活性、可变性和可重组性，以适应多品种、小批量生，以适应多品种、小批量生产；也不会因产品更新而报废原来的物流系统，可稍作调整或部分补充即可迅速地重组成新的物产
9、；也不会因产品更新而报废原来的物流系统，可稍作调整或部分补充即可迅速地重组成新的物流系统；也不会因某些设备因故停机时使生产中断，物料流动路线可灵活地进行变动，使生产继流系统；也不会因某些设备因故停机时使生产中断，物料流动路线可灵活地进行变动，使生产继续下去。续下去。3 3）在每台）在每台设备上设备上，停机装卸工件的，停机装卸工件的辅助时间尽可能短辅助时间尽可能短，工序间工序间的的流动路线尽可能短流动路线尽可能短，保证物流的高效，也节省物流系统建设的投资。保证物流的高效，也节省物流系统建设的投资。4 4）尽可能）尽可能减少在制品积压减少在制品积压，为此应加快物流系统的流动速度，加强库存管理和生产
10、计划管，为此应加快物流系统的流动速度，加强库存管理和生产计划管理，朝理，朝“零库存生产零库存生产”的目标努力。的目标努力。5 5）毛坯、在制品、产品的自动储存毛坯、在制品、产品的自动储存，能保证三班制时无人或少人运行时的需要，或能保，能保证三班制时无人或少人运行时的需要，或能保证易损坏设备快速排除故障时间内生产还能继续进行。证易损坏设备快速排除故障时间内生产还能继续进行。5.2 物流装备的总体设计物流装备的总体设计物料的分类物料的分类系统布置方案系统布置方案物料流动分析物料流动分析 物料搬运设备选择物料搬运设备选择 仓储设施的选择仓储设施的选择计算机仿真计算机仿真，进行方案修改评价进行方案修改
11、评价5.2 物流装备的总体设计物流装备的总体设计 首先应首先应对被搬运的物料对被搬运的物料进行进行分析分析和和统计统计，既要分析统计当前的产品，既要分析统计当前的产品，还要考虑到产品今后的发展、明确产品的品种数、批量、年产量、班制、混还要考虑到产品今后的发展、明确产品的品种数、批量、年产量、班制、混合生产方式等，以及零件的形状和尺寸等，在这基础上对物料进行分类。合生产方式等，以及零件的形状和尺寸等，在这基础上对物料进行分类。物料物料按性质按性质分有分有固体固体、液体液体和和气体气体；按种类按种类分有分有散装料散装料、单独料单独料和和包装料包装料；在在物理特征物理特征方面有尺寸、质量或密度、形状
12、、损伤的可能性和状态等；方面有尺寸、质量或密度、形状、损伤的可能性和状态等；其它特征其它特征还有数量、时间性、特种控制、政府法规和操作规程等。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，以此确定货箱的容量、仓其中物理特征往往是物料分类最重要的因素，以此确定货箱的容量、仓库的容量以及搬运的要求。库的容量以及搬运的要求。1 1、物料的分类、物料的分类5.2 物流装备的总体设计物流装备的总体设计机械制造业的物料基本上有如下机械制造业的物料基本上有如下8 8 大类：大类：1 1）散装散装物料，如煤、型沙等；物料，如煤、型沙等；2 2）板料、型材板料、型材等
13、金属材料；等金属材料；3 3）单件单件物品，如大的零件及配套件；物品，如大的零件及配套件；4 4）桶装桶装物料，如各种油类；物料，如各种油类；5 5）箱装箱装物料，如各种小零件及配套件；物料，如各种小零件及配套件；6 6）袋装袋装物料，如贵重的金属材料及盐类；物料，如贵重的金属材料及盐类；7 7）瓶装瓶装物料，如氧气、二氧化碳等；物料，如氧气、二氧化碳等；8 8）其它。）其它。?1 1、物料的分类、物料的分类5.2 物流装备的总体设计物流装备的总体设计物料的分类物料的分类系统布置方案系统布置方案物料流动分析物料流动分析 物料搬运设备选择物料搬运设备选择 仓储设施的选择仓储设施的选择计算机仿真计
14、算机仿真，进行方案修改评价进行方案修改评价5.2 物流装备的总体设计物流装备的总体设计2 2、系统布置方案、系统布置方案物流系统布置方案内容包括物流系统布置方案内容包括：物料物料流动的起点流动的起点和和终点终点的具体位置，及它们之间的具体位置，及它们之间的的距离距离、物流量、每次搬运的件数、批量大小、频、物流量、每次搬运的件数、批量大小、频繁性、稳定性、缓急要求等；繁性、稳定性、缓急要求等；搬运搬运路线路线倾斜、曲折、拐弯情况，拥挤程度和倾斜、曲折、拐弯情况，拥挤程度和路面质量；路面质量；仓储设施仓储设施的布置等。的布置等。5.2 物流装备的总体设计物流装备的总体设计2 2、系统布置方案、系统
15、布置方案 机械制造的生产过程属于机械制造的生产过程属于离散型离散型，从原材料，从原材料采购入库采购入库开始，经过开始，经过备料备料、热加热加工工、冷加工冷加工、热处理热处理、装配装配、检验检验、产品入库产品入库等过程逐渐成产品，等过程逐渐成产品，生产过程中，这些物料往往是在生产过程中，这些物料往往是在不同车间、工段不同车间、工段或或工作中心工作中心进行，而作为过程进行，而作为过程中的基本单元中的基本单元“工序工序”也不是连续或连贯进行的，上一道工序结束时工件不一定马也不是连续或连贯进行的，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，或者是因为进行时效处理、或者是因为下一道工序的上能进
16、行下一道工序的加工，或者是因为进行时效处理、或者是因为下一道工序的设备已被占用，工件在工序间需要建立存储缓冲区，以缓解用户需求与工厂制造能设备已被占用，工件在工序间需要建立存储缓冲区，以缓解用户需求与工厂制造能力之间（产成品、维修件和备件库）、最终装配需求与零部件配套性之间（零部件力之间（产成品、维修件和备件库）、最终装配需求与零部件配套性之间（零部件成品库）、上下工序之间（在制品库）、工厂与供应商之间（原材料、外购外协件成品库）、上下工序之间（在制品库）、工厂与供应商之间（原材料、外购外协件库）的供需矛盾。库）的供需矛盾。制订的物流系统布置方案中应合理地制订的物流系统布置方案中应合理地配置仓
17、储设施的位置配置仓储设施的位置。物流系统布置方案可用物流系统布置方案可用立体图立体图或或平面图平面图的形式表示，在图中标明一些重要部位的形式表示，在图中标明一些重要部位的关键尺寸和技术条件，甚至画出必要的结构草图。的关键尺寸和技术条件，甚至画出必要的结构草图。布置方案最好拟定布置方案最好拟定2 2 一一3 3 个，以便通过比较从中选择较好的方案。个，以便通过比较从中选择较好的方案。5.2 物流装备的总体设计物流装备的总体设计物料的分类物料的分类系统布置方案系统布置方案物料流动分析物料流动分析 物料搬运设备选择物料搬运设备选择 仓储设施的选择仓储设施的选择计算机仿真计算机仿真，进行方案修改评价进
18、行方案修改评价5.2 物流装备的总体设计物流装备的总体设计物料物料流动分析的步骤流动分析的步骤如下：如下：1 1）按每类产品或物料，沿整个生产过程，即从）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原料到成品库的全过程进行流程分析流程分析，绘制物料流程绘制物料流程图图。物料流程图只表示每类产品或物料流动的顺序，。物料流程图只表示每类产品或物料流动的顺序，不表达每个工作部门的地理位置，因此不必表达流动不表达每个工作部门的地理位置，因此不必表达流动的距离和搬运方法等；的距离和搬运方法等；2 2）将所有产品或物料按每条起迄点路线进行汇）将所有产品或物料按每条起迄点路线进行汇总，总，
19、绘制工厂绘制工厂物流图物流图。物流图是在工厂平面布置图上。物流图是在工厂平面布置图上绘制的，能够表明每条路线的距离和物流方向；绘制的，能够表明每条路线的距离和物流方向；3 3、物料流动分析、物料流动分析5.2 物流装备的总体设计物流装备的总体设计3 3、物料流动分析、物料流动分析 3 3）进行）进行物料流动分析并进行优化物料流动分析并进行优化。在物流图上，。在物流图上，长距离大物流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量的搬运是不合理的，应该改进平面布置或工艺流程；艺流程；短距离大物流短距离大物流量的搬运是合理的，可以单独进行，设置量的搬运是合理的，可以单独进行，设置“专专线线”
20、；长距离小物流长距离小物流量的搬运会引起运输费用的增加，应将若干项量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；具有类似性质的物流组合起来进行搬运；4 4）确定仓储设施的容量确定仓储设施的容量，包括仓位大小和数量、仓，包括仓位大小和数量、仓库面积和有关技术要求（如通风、采光、温度和湿度等）。库面积和有关技术要求（如通风、采光、温度和湿度等）。5.2 物流装备的总体设计物流装备的总体设计物料的分类物料的分类系统布置方案系统布置方案物料流动分析物料流动分析 物料搬运设备选择物料搬运设备选择 仓储设施的选择仓储设施的选择计算机仿真，进行方案修改评价计算机仿真，进行方案修
21、改评价5.2 物流装备的总体设计物流装备的总体设计4 4、物料搬运设备选择、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。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。搬运搬运距离较短距离较短的物料，其的物料，其主要主要工作量在工作量在装卸装卸，应选用装卸费用较低，应选用装卸费用较低，而单位里程运输费用允许高一些的输送设备；而单位里程运输费用允许高一些的输送设备；反之，搬运反之，搬运距离较长距离较长的物料，其的物料，其主要主要工作量在工作量在运输运输，应选用装卸费，应选用装卸费用允许高些，但单位里程运输费用应较低的运输设备。用允许高些，但单位里程运输费用应
22、较低的运输设备。物物流量低流量低的物料应的物料应选用简单选用简单的搬运设备，以降低搬运的成本；的搬运设备，以降低搬运的成本；反之，物反之，物流量高流量高的物料应的物料应选用复杂选用复杂的搬运设备，以提高搬运的效率。的搬运设备，以提高搬运的效率。5.2 物流装备的总体设计物流装备的总体设计4 4、物料搬运设备选择、物料搬运设备选择因此搬运设备应根据物料形状、移动距离、搬运流量、因此搬运设备应根据物料形状、移动距离、搬运流量、搬运方式进行选择，一般可分成如下搬运方式进行选择，一般可分成如下四类四类：1 1）适用于）适用于短距离和低物流量短距离和低物流量的简单输送设备，的简单输送设备，如叉车、电瓶车
23、、步进式输送带、输送辊道；如叉车、电瓶车、步进式输送带、输送辊道；2 2）适用于）适用于短距离和高物流量短距离和高物流量的复杂输送设备，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、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等；斗式提升机和气力输送机等连续输送机等；3 3）适用于）适用于长距离和低物流长距离和低物流量量的简单运输设备，的简单运输设备，汽车汽车等运输车辆；等运输车辆；4)4)适用于适用于长距离和高物流长距离和高物流量量的复杂运输设备，如火车、船舶等。的复杂运输设备，如火车、船舶等。5.2 物流装备的总体设计物流装备的总体设
24、计物料的分类物料的分类系统布置方案系统布置方案物料流动分析物料流动分析 物料搬运设备选择物料搬运设备选择 仓储设施的选择仓储设施的选择计算机仿真计算机仿真，进行方案修改评价进行方案修改评价5.2 物流装备的总体设计物流装备的总体设计 仓储设施的型式按仓储设施的型式按其功能其功能分有原材料库、外购件库、在制品库、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、产成品库、工夹量具等工艺装备库零部件成品库、维修件和备件库、产成品库、工夹量具等工艺装备库等；等；按地理位置分布有按地理位置分布有厂级厂级库、库、车间车间级库、级库、工段工段级库和级库和工序工序级库级库等。等。原材料、外购件
25、、零部件成品、产成品原材料、外购件、零部件成品、产成品、维修件维修件和和备备件件通常储放在通常储放在厂级库厂级库中。这类仓库储存物料的种类多，储存量大，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。化和管理自动化。车间级车间级和和工段级工段级库属于库属于中间仓库中间仓库，暂时存放维持车间和工段生产需，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
26、，储存量相对小一些，进出库流量相对小一些，选择的种类相对少一些，储存量相对小一些，进出库流量相对小一些，选择仓储设施的要求也相对低一些，不必追求高的机械化和自动化程度。仓储设施的要求也相对低一些，不必追求高的机械化和自动化程度。5 5、仓储设施的选择、仓储设施的选择5.2 物流装备的总体设计物流装备的总体设计5 5、仓储设施的选择、仓储设施的选择 工序间的工序间的在制品在制品通常堆放在机床附通常堆放在机床附近，有的配置专门的物架，以防止互相近，有的配置专门的物架，以防止互相磕碰。磕碰。在柔性制造系统中，工序间的在柔性制造系统中，工序间的在制在制品品存放在专门的存放在专门的缓冲存储站缓冲存储站上
27、，这些缓上，这些缓冲存储站具有高的自动化程度，其工作冲存储站具有高的自动化程度，其工作由柔性制造系统的控制系统集中管理。由柔性制造系统的控制系统集中管理。仓储设施的位置是在物流系统方案仓储设施的位置是在物流系统方案布置图中确定的，仓储设施的仓位大小、布置图中确定的，仓储设施的仓位大小、数量、面积等参数是设计的依据，应在数量、面积等参数是设计的依据，应在物流分析中予以确定物流分析中予以确定。5.2 物流装备的总体设计物流装备的总体设计物料的分类物料的分类系统布置方案系统布置方案物料流动分析物料流动分析 物料搬运设备选择物料搬运设备选择 仓储设施的选择仓储设施的选择计算机仿真计算机仿真，进行方案修
28、改评价进行方案修改评价5.2 物流装备的总体设计物流装备的总体设计 （1 1）实施计算机仿真，进行方案修改）实施计算机仿真，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。物流系统是整个生产过程中的一部分，是从属于加工制造过程的。因此设计物料系统时常常受到许多因素的制约，应根据各种制约条件对因此设计物料系统时常常受到许多因素的制约，应根据各种制约条件对物料系统方案进行修改。物料系统方案进行修改。这些制约条件大致包括：这些制约条件大致包括：与外部衔接的与外部衔接的运输方法运输方法、适应、适应远期发展远期发展变化的需要、与生产流程或设备变化的需要、与生产流程或设备保保持一致
29、持一致、现有现有设施的设施的利用利用、面积空间面积空间的限制、的限制、建筑结构建筑结构的特征、的特征、库存制度库存制度及及设备等；设备等；另外还包括投资的限制、政策规范的制约、物料对环保和安全的限制等。另外还包括投资的限制、政策规范的制约、物料对环保和安全的限制等。根据上述限制应对物流系统的方案进行修改。根据上述限制应对物流系统的方案进行修改。6 6、计算机仿真，进行方案修改评价、计算机仿真，进行方案修改评价5.2 物流装备的总体设计物流装备的总体设计6 6、计算机仿真，进行方案修改评价、计算机仿真，进行方案修改评价 另一方面，物料系统规模大、投资费用高、结构型式、运输方式都很复杂，许另一方面
30、，物料系统规模大、投资费用高、结构型式、运输方式都很复杂，许多实际或偶发性问题事先难以预料，难以考虑周全。多实际或偶发性问题事先难以预料，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。能达到预定目标。现在可以借助计算机进行物料的调度输送动态仿真。现在可以借助计算机进行物料的调度输送动态仿真。其内容大致为将物流系统的其内容大致为将物流系统的作业过程作业过程编制成许多编制成许多独立的程序独立的程序，每个程序执行一，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
31、成一个完整的调度模块。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。一般拟定两种工作方式。一般拟定两种工作方式。一种为一种为实时实时方式，它能自动地生成和顺序调用这些软件，连续自动地进行仿真；方式，它能自动地生成和顺序调用这些软件，连续自动地进行仿真；一种为一种为手动手动方式，由操作者通过键盘干预，一步一步地进行仿真。方式，由操作者通过键盘干预，一步一步地进行仿真。通过调度仿真可以发现物流系统阻滞的通过调度仿真可以发现物流系统阻滞的“瓶颈瓶颈”，经修改和调整以达到生产纲，经修改和调整以达到生产纲领的要求。领的要求。5.2 物流装备的总体设计物流装备的总体设计6 6、
32、计算机仿真，进行方案修改评价、计算机仿真，进行方案修改评价 (2)(2)方案评价方案评价 方案经过计算机仿真和修改后，根据方案经过计算机仿真和修改后，根据技术和经济技术和经济两方面对提出的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。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。经济方面评价的依据是经济方面评价的依据是投资和经营费用投资和经营费用。其中投资是指。其中投资是指基本建设基本建设费用、费用、其它费用其它费用及及流动资金流动资金的增加部分。的增加部分。基本建设基本建设费用如物料搬运设备、辅助设备及改造建筑物的费用等；费用如物料搬运设备、辅助设备及改造建
33、筑物的费用等；其它费用其它费用如运输费、生产准备费及试车费等；如运输费、生产准备费及试车费等；流动资金流动资金的增加部分如原料储备、产品储备、在制品储备等。的增加部分如原料储备、产品储备、在制品储备等。经营费用经营费用包括包括固定费用固定费用和和可变费用可变费用。固定费用固定费用包括资金费用，如包括资金费用，如投资的利息、折旧费和其它固定费用如管理费、保险费、场地租用费投资的利息、折旧费和其它固定费用如管理费、保险费、场地租用费等。等。可变费用可变费用包括设备方面的可变费用和工资。设备方面的可变费用包括设备方面的可变费用和工资。设备方面的可变费用如电力、维修、配件等。如电力、维修、配件等。5.
34、3 机床上下料装置机床上下料装置机床上料装置的类型与特点机床上料装置的类型与特点料仓式上料装置设计料仓式上料装置设计料斗式上料装置及毛坯自动定向方法料斗式上料装置及毛坯自动定向方法装卸料机械手装卸料机械手5.3 机床上下料装置机床上下料装置1 1、机床上料装置的类型与特点、机床上料装置的类型与特点 上料（送料）是上料（送料）是将毛坯送到加工位置的过程将毛坯送到加工位置的过程。机床上料装置的类型可按其机床上料装置的类型可按其自动化程度自动化程度和和毛坯的种类及结构毛坯的种类及结构进行分类。按自动进行分类。按自动化程度，机床上料装置有化程度，机床上料装置有人工上料人工上料和和自动上料装置自动上料装
35、置两种：两种：(1)(1)人工上料装置人工上料装置 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。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这种上料方式只适用于单件小批生产单件小批生产或者加工或者加工大型大型的或的或外形复杂的工件外形复杂的工件。对于质量较大的毛坯，送料过程虽然人工操作，但通常采用输送辊道或起重吊对于质量较大的毛坯，送料过程虽然人工操作，但通常采用输送辊道或起重吊等设施；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
36、短辅助时间。时间。5.3 机床上下料装置机床上下料装置1 1、机床上料装置的类型与特点、机床上料装置的类型与特点 (2)(2)自动上料装置自动上料装置 在大批、大量生产中，为了缩短上料时间、减轻体力消耗，通常采在大批、大量生产中，为了缩短上料时间、减轻体力消耗，通常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。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，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
37、位和夹紧。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。采用机器人或自动运输小车对数控机床进行上下料，构成采用机器人或自动运输小车对数控机床进行上下料，构成柔性制造单柔性制造单元元，已是当今，已是当今自动化发展的趋势自动化发展的趋势之一。之一。5.3 机床上下料装置机床上下料装置1 1、机床上料装置的类型与特点、机床上料装置的类型与特点上料装置的上料装置的特点特点有以下几方面：有以下几方面：1 1）上料所消耗的）上料所消耗的时间时间应尽可能应尽可能少少，以缩短辅助时间和提高生产率；，以缩短辅助时间和提高生产率；2 2）上料）上料平稳平稳，尽量减少冲击，避免送料挡块等送料机件过早地损
38、坏；，尽量减少冲击，避免送料挡块等送料机件过早地损坏；3 3）上料装置的构造应尽可能）上料装置的构造应尽可能简单简单，工作可靠，以免因夹紧位置不正确或，工作可靠，以免因夹紧位置不正确或送料长度不足等原因产生废品或发生事故；送料长度不足等原因产生废品或发生事故；4 4）上料装置应有）上料装置应有一定一定的适用的适用范围范围。对于棒料，上料机构应能根据加工。对于棒料，上料机构应能根据加工工件的直径和长度进行调整；杆件料，上料机构应能适应一定尺寸范围内工件的直径和长度进行调整；杆件料，上料机构应能适应一定尺寸范围内结构相似的工件。结构相似的工件。5 5）满足满足工件的一些工件的一些特殊要求特殊要求，
39、例如用机器人搬运一些轻薄零件或易碎，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自行调整握紧力的大小，的零件时，机器人手爪部分应采用较软的材料和自行调整握紧力的大小，以免被夹持工件变形和破碎。以免被夹持工件变形和破碎。5.3 机床上下料装置机床上下料装置机床上料装置的类型与特点机床上料装置的类型与特点料仓式上料装置设计料仓式上料装置设计料斗式上料装置及毛坯自动定向方法料斗式上料装置及毛坯自动定向方法装卸料机械手装卸料机械手5.3 机床上下料装置机床上下料装置2 2、料仓式上料装置设计、料仓式上料装置设计(1)(1)料仓料仓 图图6-1 6-1 所示为所示为料仓上
40、料机构料仓上料机构的简图的简图。毛坯由人工装入毛坯由人工装入料仓料仓1 1。机床进行加工时，上料器机床进行加工时，上料器3 3 退到退到如图所示的最右位置，隔料器如图所示的最右位置，隔料器2 2 被上料器被上料器3 3 上的销钉带动逆时针上的销钉带动逆时针方向旋转，其上部的毛坯便落在方向旋转，其上部的毛坯便落在上料器上料器3 3 的接收槽中。的接收槽中。5.3 机床上下料装置机床上下料装置2 2、料仓式上料装置设计、料仓式上料装置设计 料仓的料仓的作用作用是是储存毛坯储存毛坯。料仓的大小决定于毛坯的料仓的大小决定于毛坯的尺寸及工作循环的长短。尺寸及工作循环的长短。为了使工人能同时看管多为了使工
41、人能同时看管多台机床，毛坯的储存量应台机床，毛坯的储存量应能保证机床连续工作能保证机床连续工作10 _ 10 _ 30min 30min。按照毛坯在料仓中的按照毛坯在料仓中的送送进方法进方法可将料仓可将料仓分为分为两类，两类，即靠毛坯的即靠毛坯的自重送进自重送进和和强强制送进制送进。直线形料仓直线形料仓的结构最简单的结构最简单曲线式料仓曲线式料仓曲线的形状和倾斜角度的选择要考虑到装料的方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动自自重重送送进进料料仓仓5.3 机床上下料装置机床上下料装置
42、2 2、料仓式上料装置设计、料仓式上料装置设计螺旋式的料仓螺旋式的料仓多半用来送进圆锥体和具有轴肩的圆柱体多半用来送进圆锥体和具有轴肩的圆柱体管式料仓管式料仓用来送进平的圆盘用来送进平的圆盘料斗式料仓料斗式料仓的特点是能容纳大量的毛坯的特点是能容纳大量的毛坯料斗料箱式料仓料斗料箱式料仓的特点是采用料箱进行装料，以加快装料的速度的特点是采用料箱进行装料，以加快装料的速度自自重重送送进进料料仓仓5.3 机床上下料装置机床上下料装置2 2、料仓式上料装置设计、料仓式上料装置设计强强制制送送进进料料仓仓5.3 机床上下料装置机床上下料装置2 2、料仓式上料装置设计、料仓式上料装置设计 当毛坯的质量较轻
43、不能保证靠自重可靠地落到上料器中，或毛坯的形状较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，采用复杂不便靠自重送进时，采用强制送进强制送进的料仓的料仓1)1)用用重锤重锤的力量推送毛坯的力量推送毛坯 2)2)用用弹簧弹簧力量推送毛坯力量推送毛坯3)3)带带摩擦力摩擦力进行推送。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加工机床上用来送进座圈、圆柱滚子和圆锥滚子等5.3 机床上下料装置机床上下料装置2 2、料仓式上料装置设计、料仓式上料装置设计强强
44、制制送送进进料料仓仓5.3 机床上下料装置机床上下料装置2 2、料仓式上料装置设计、料仓式上料装置设计4)4)毛坯放在链条的凹槽上或钩子上，靠毛坯放在链条的凹槽上或钩子上，靠链条链条的传动把毛坯送到规定的位置。这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。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。5)5)圆盘式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，并沿接收槽滑到上料器中。这类送料机构常盘间歇地旋
45、转将毛坯对准接收槽，并沿接收槽滑到上料器中。这类送料机构常用以送圆盘、套筒、光轴和阶梯轴等零件。用以送圆盘、套筒、光轴和阶梯轴等零件。5.3 机床上下料装置机床上下料装置2 2、料仓式上料装置设计、料仓式上料装置设计 (2)(2)隔料器隔料器 的作用是把待加工的毛坯（通常是一个）从料仓中的许多毛的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。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。最常用的隔料器有下列几种型式，在后一种情况下，隔料器兼有上料器的作用。最常用
46、的隔料器有下列几种型式，上料器兼作隔料器上料器兼作隔料器这类隔料器的构造最简单，如这类隔料器的构造最简单，如图图a a、b b 所示。当上料器送毛所示。当上料器送毛坯到加工位置的过程中，上料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，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坯的质量都作用在上料器的上表面，使上料器运动阻力大，表面，使上料器运动阻力大，且易于磨损。且易于磨损。5.3 机床上下料装置机床上下料装置2 2、料仓式上料装置设计、料仓式上料装置设计杆式隔料器杆式
47、隔料器杆式隔料器如图，隔料器作往复直线运动或往复摆动运动。隔杆式隔料器如图，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。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，即这类隔料器大多应用在中等生产率的情况下，即50-70 50-70 件件min min。当生产率更高时，隔料器每次往复的时间很短，工件因。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，工作就不可靠了。
48、其惯性有可能进不了隔料位置，工作就不可靠了。鼓轮式隔料器鼓轮式隔料器由带有成形槽的圆盘或鼓轮做成，由带有成形槽的圆盘或鼓轮做成，如图如图 所示。毛坯从送料槽落人所示。毛坯从送料槽落人圆盘的成形槽内，靠圆盘的转动圆盘的成形槽内，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。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稳地工作，并能保证高的生产率和避免毛坯因受冲击而损
49、坏。图和避免毛坯因受冲击而损坏。图6-4f 6-4f 所示的隔料器，可使装在所示的隔料器，可使装在两个送料槽中的毛坯，按一定的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，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使两种毛坯在送料槽中按一定次序排列。序排列。5.3 机床上下料装置机床上下料装置2 2、料仓式上料装置设计、料仓式上料装置设计 (3)(3)上料器上料器 是把毛坯从料仓送到机床加工位置的装置是把毛坯从料仓送到机床加工位置的装置料仓兼作上料器料仓兼作上料器 料仓本身就起了上料器料仓本身就起了上料器的作用。的作用。当料仓自水平位置摆动当料仓自水平位置摆动到倾斜
50、位置时，其外弧面起到倾斜位置时，其外弧面起隔料的作用，挡住料槽中的隔料的作用，挡住料槽中的毛坯，毛坯，而料仓中最下部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的轴线正好和主轴中心线重合，由顶料杆将其顶出料仓，合，由顶料杆将其顶出料仓，放到机床主轴的夹具中。待放到机床主轴的夹具中。待顶料杆退还后，料仓即摆回顶料杆退还后，料仓即摆回原来的水平位置，料槽中的原来的水平位置，料槽中的毛坯即往料仓补充。这类料毛坯即往料仓补充。这类料仓上料器作往复运动，因惯仓上料器作往复运动，因惯性较大，生产率受到限制，性较大，生产率受到限制，且易于磨损。且易于磨损。槽式上料器槽式上料器上料器有容纳毛坯的槽，接受
