第4章　自动化供料系统

4.1　物料供输自动化

装配工艺的自动化柔性化很大程度上取决于一个好的供料系统。尽管各种上料装置是相对独立的，但它只是整个系统的一部分。因为自动装配要求有较高生产率，各种装配零件从散装状态到待装状态必须经过一个处理过程，即能在正确的位置、准确的时刻、以正确的空间状态从行列中分离出来，移置到装配机相应工位上。供料系统包括上料装置、输料装置、操纵机构等，对装配零件进行定向整理与规则运动。供料过程与装配零件的结构特性和状态特性有直接关系。装配零件的结构特性指几何形状、尺寸数据、物理特性等；装配零件的状态特性包括静止状态下的稳定性、安全性、可布置性和运动状态下的方向稳定性。供料的可靠性还受零件的质量、清洁程度的影响，如几何形状超差，切削液、电镀残余物等，如果附着物带入供料装置中会引起损坏或停机。对易变形件，须把它们存放在具有一定尺寸限制的容器中，防止底部零件由于自重作用而变形。还要注意解决大公差件、互锁性零件、高敏件、低刚度件、几何形状不稳定及特殊物理化学性质零件的定向输送问题。供料系统对自动装配系统有很大影响，其开发费用和时间占有较大比例，其可靠性是影响自动装配过程故障率的主要因素。供料系统的自动化是当前制造企业追求的目标，当前需要在全面信息集成和高度自动化环境下，以制造工艺过程的相关知识为依据，高效、合理地利用全部储运装置将物料准时、准确和保质地运送到位。

（1）物料系统及其功用

物流是物料的流动过程。物流按物料性质不同可分为工件流、工具流和配套流三种。其中工件流由原材料、半成品、成品构成；工具流由刀具、夹具构成；配套流由托盘、辅助材料、备件等构成。在自动化制造系统中，物流系统是指工件流、工具流和配套流的移动与存储，它主要完成物料的存储、输送、装卸、管理等功能。

①存储功能。在制造系统中，有许多物料处于等待状态，即不处在加工和使用状态，这些物料需要存储和缓存。

②输送功能。完成物料在各工作地点之间的传输，满足制造工艺过程和处理顺序的需求。

③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。

④管理功能。物料在输送过程中是不断变化的，因此需要对物料进行有效的识别和管理。

（2）物流系统的组成及分类

物流供输系统的组成及分类如图4-1所示。

①单机自动供料装置　完成单机自动上、下料任务，由储料器、隔料器、上料器、输料槽、定位装置等组成。

②自动线输送系统　完成自动线上的物料输送任务，由各种连续输送机、通用悬挂小车、有轨导向小车及随行夹具返回装置等组成。

③FMS物流系统　完成FMS物料的传输，由自动导向小车、积放式悬挂小车、积放式有轨导向小车、搬运机器人、自动化仓库等组成。

（3）物料供输的生产能力

可以用以下几个标准来说明。

①零件方面：零件整理的程度、运动特性等。

②空间方面：到连接位置的可通过性等。

③运动方面：运动的数量和方向等。

④操作方面：连接表面的数量、操作力等。

⑤数量方面：给料的数量和节奏，见图4-2。

（4）物流系统应满足的要求

①应实现可靠、无损伤和快速的物料流动。

②应具有一定的柔性，即灵活性、可变性和可重组性。

③能够实现“零库存”生产目标。

④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。

⑤应具有可扩展性、人性化和智能化。