倉庫機能與自動上下料
1. 倉庫機能
制造系統(tǒng)內(nèi)需要具備把系統(tǒng)內(nèi)流動的物料暫時或一段時間內(nèi)儲存起來的機能，就是所謂的“倉庫機能”倉庫系統(tǒng)是物流系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)。對生產(chǎn)中倉庫機能的系統(tǒng)研究應(yīng)包括設(shè)立倉庫的目的和功能，倉庫的儲存形式和方法，物料的輸入和輸出以及倉庫管理等。
在自動化制造系統(tǒng)中，要使倉庫機能自動化，有時倉庫機能還必須和物料輸送能一起綜合研究。如一些傳送系統(tǒng)就具有輸送和儲存工件兩種功能。但由于線內(nèi)儲存功能有限，所以還必須及時換裝工件，這種輸送線內(nèi)的儲存功能雖不能稱為倉庫，但在倉庫系統(tǒng)的分析中應(yīng)作為倉庫機能加以考慮。
大多數(shù)情況下，倉庫機能是以料倉（區(qū)），儲料器、中央倉庫、放料架以及毛坯地面堆放等儲料裝置和存放形式來構(gòu)成。
自動線工件輸送系統(tǒng)中，為了解決毛坯和成品的集中輸入和輸出、前端須有毛坯的存儲機能。如設(shè)置料倉（區(qū)）或留有多個輸送空位，后端須有成品儲存機能，如設(shè)置成品倉，為了使自動線的聯(lián)接具有柔性須設(shè)置中間儲料庫。
倉庫系統(tǒng)由于存放工件的形狀和尺寸不同，其結(jié)構(gòu)千差萬別，但都是由下列基本職能機構(gòu)組合而成：
（1） 料斗、接受、儲存成堆散亂的毛坯。
（2） 料倉、接受、儲存已定向的毛坯。
（3） 定向取料結(jié)構(gòu)，用來使料斗中散亂的毛坯按一定方向逐漸取出。
（4） 料道、靠自重將毛坯輸出。
（5） 隔料器、把輸出的毛坯與其余毛坯隔開使之單件輸出。
（6） 攪料器、攪動料斗中散亂毛坯。增加定向概率或防止毛坯架空堵塞。
（7） 剔料器、剔除定向不對的或多余的毛坯，使之返回料斗中。
（8） 送料器、將儲料倉庫與機床聯(lián)系起來的工作機構(gòu)或機械裝置。
（9） 安全保障機構(gòu)，當(dāng)發(fā)生卡料等故障時，能使倉庫系統(tǒng)自動停車或保障機構(gòu)打滑，防止機構(gòu)損傷。
理想的倉庫系統(tǒng)，應(yīng)符合以下要求；效率高、供料速度快，工作可靠。噪聲小、不損傷工件、機構(gòu)緊湊、通用性好。使用壽命長、易維護修理和制造成本低廉。
2. 自動上下料裝置
按原材料或毛坯形式的不同，自動上小料裝置一般可分為三大類：
卷料上料裝置、棒料上料裝置、件料上料裝置。前兩類自動上料裝置對屬于蟲牙機床和專用自動機床的專用部件。件料自動上料裝置，一般可以分為料倉式上料裝置和料斗式上料裝置兩種形式。
（1） 料倉式上料裝置，料倉式上料裝置由料倉、輸料槽、隔料器、上料機構(gòu)和裝卸機構(gòu)等部分組成。
1） 料倉，料倉的作用是儲存工件。根據(jù)工件的形狀特征，儲存量的大小，以及與上料機構(gòu)的配合方式的不同，料倉具有不同的機構(gòu)形式。
圖50-2 所示是一些料倉的典型形式
1） 上料機構(gòu)，上料機構(gòu)的作用是將料倉或料斗經(jīng)輸料材來的工件，送到機床上預(yù)定的位置或夾具中去。上料機構(gòu)一般由送料器和上料桿組成。
根據(jù)送料器的運動特性，可分為直線往復(fù)式、擺動式、回轉(zhuǎn)式和連續(xù)式等幾種。
A．直線往復(fù)式送料器（見圖50-3）它帶有V形手部，工件落入手部后，彈簧板夾著工件送至機床夾具中，送料器返回時，彈簧板可讓開工件。送料器上表面兼有隔料作用。
設(shè)計這種送料器應(yīng)注意的問題：
a) 工件支承面應(yīng)做在送料器體上，而不要做在活動夾板上，否則定位不準確。
b) 活動夾板的轉(zhuǎn)軸應(yīng)布置在工件中心右側(cè)，以使夾板從工件上滑過時，張開角度較小。
c) 為使工件易從料槽中落入支持部位，送料器后邊應(yīng)做成斜面（約10°~15°），V形口的交角處應(yīng)為圓角（R≥0.15D），以防被工件卡住。
直線往復(fù)送料器機構(gòu)簡單，工作可靠，空間小，但送料速度較低。
b．?dāng)[動式送料器，圖50-4是帶動式送料器，其搖臂上面為工件止動面，兼有隔料作用。擺臂運動可由氣壓、液壓、機械傳動。擺動式送料器結(jié)構(gòu)比直線簡單，不需較長的滑動導(dǎo)軌，節(jié)省空間，送料速度快。
A．回轉(zhuǎn)式送料器，圖50-5是滾齒機上用的回轉(zhuǎn)式送料器，當(dāng)帶狗槽的轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)時，槽口順次經(jīng)過料倉的靠口處，單個工件落入槽口。轉(zhuǎn)盤外圓柱面為工件止動面兼隔料作用。隨著轉(zhuǎn)盤的間歇轉(zhuǎn)動，坯料被送到加工工位，加工完的工件被送至下料道。
喜歡杏紅送料器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占據(jù)空間大，但上料平穩(wěn)，效率高。
d.連續(xù)式送料器，圖50-6為雙端面磨床上采用的連續(xù)回轉(zhuǎn)的送料圓盤進行送料的原理圖。工件是活塞銷、圓柱滾子，挺桿體異類的零件。工件2從輸料管1中依靠重力作用或用上料桿推入送料圓盤的接料孔中，被帶入砂輪磨削區(qū)進行加工。
1） 隔料器。隔料器的作用是用來控制從輸料槽（或料倉）進入送料器的工件數(shù)量，在比較簡單的上料裝置中，隔料作用兼由送料器完成。圖50-7所示為幾種隔料器的工作原理圖。
50-7a為利用直線往復(fù)式送料器的表面隔料。圖50-7b是利用氣缸和彈簧傳動的隔料器，隔料銷子在彈簧4作用下插入料槽，擋住工件，當(dāng)氣缸1驅(qū)動銷2插入料槽將第二個件隔位時，其前端頂在擋板5上，使銷子退出料槽，將第一個工件放行。圖50-7c為機械傳動的銷式隔料器，圖50-7d為槽輪式隔料器。
（2）料斗裝置和自動定向方法
1）機械傳動式料斗裝置，料斗式上料裝置具有自動定向機構(gòu)，能實現(xiàn)裝料過程完全自動化。機械傳動料斗裝置的定向方法有抓取法、槽隙定向法、型孔選取法和重心偏移法等。
抓取法定向利用運動的定向機構(gòu)抓取工件的某些表面，。如孔、凹槽等，使之從成堆的雜亂工件中分離出來，并定向排列。圖50-8所示的帶式料斗，適用于碗狀、蓋狀和環(huán)狀零件的自動定向。裝有銷4的鏈帶1在連續(xù)運動時，堆在料斗3中的工件被銷子4掛住，依次送入輸送槽5,當(dāng)槽5中料滿時，銷子1仍帶工件擠入槽5，槽上彎曲部分的彈簧蓋門6被打開，多余的工件落入外料箱。
用槽隙法定向的料斗裝置中，用專用的定向機構(gòu)攪動工件，使工件在不停的運動中落入狗槽或縫隙實現(xiàn)定向，定向機構(gòu)可以作直線往復(fù)運動，擺動運動或回轉(zhuǎn)運動。
用型孔選取法定向的料斗裝置中，利用定向機構(gòu)上一定形狀和尺寸的孔對工件進行篩選，只有位置和截面適應(yīng)于型孔的工件才能落入孔中而獲得定向，這種定向機構(gòu)人多作連續(xù)的回轉(zhuǎn)運動。
表50-1中序號9所示的是旋轉(zhuǎn)管式料斗的機構(gòu)原理，常用于圓柱滾子的自動上料。為了使工件易于落入管內(nèi)，而不致卡在管口，料斗內(nèi)壁的傾斜角ad一般取45°~60°。管口的傾斜角ag隨工件的長徑比L/d不同而取不同值，當(dāng)工件L/d＞4時，ag取較小值，約30°左右，當(dāng)2＜L/d＜4時，一般取45°左右。
用重心偏移定向的料斗裝置適用于在軸線方向重心偏移的工件，使重端倒向一個方向。
表50-1列出了典型的料斗形式，適用工件以及技術(shù)特性，供選擇定向方法和確定料斗機構(gòu)時參考。
