【正文】 件、 驅(qū)動(dòng)裝置 、張緊裝置、改向裝置和支承件等。 1868 年，在 英國 出現(xiàn)了帶式輸送機(jī)； 1887 年，在美國出現(xiàn)了螺旋輸送機(jī)； 1905 年，在 瑞士 出現(xiàn)了鋼帶式輸送機(jī)； 1906 年，在英國和 德國 出現(xiàn)了慣性輸送機(jī)。 ④ 輸送長(zhǎng)度和傾角：輸送線路長(zhǎng)度和傾角大小直接影響輸送機(jī)的總 阻力 和所需要的 功率 。 ③ 構(gòu)件尺寸：輸送機(jī)的構(gòu)件尺寸包括輸送帶寬度、板條 寬度、料斗 容積、 管道 直徑和容器大小等。對(duì)于以 鏈條作為牽引件的輸送機(jī)，輸送速度不宜過大，以防止增大 動(dòng)力 載荷。在以 輸送帶作牽引件且輸送長(zhǎng)度較大時(shí)，輸送速度日 趨增大。在輸送 散狀物料 時(shí)，以每小時(shí)輸送物料的質(zhì)量或體積計(jì)算；在輸送成件物品時(shí)，以每小時(shí)輸送的件數(shù)計(jì)算。 輸送機(jī) 械按運(yùn)作方式可以分為： 1： 帶式輸送機(jī) 2： 螺旋輸送機(jī) 3： 斗式提升機(jī) 11 輸送機(jī)的主要參數(shù) 一般根據(jù) 物料搬運(yùn)系統(tǒng) 的要求、物料裝卸地點(diǎn)的各種條件、有關(guān)的生產(chǎn)工藝過程和物料的特性等來確定各主要參數(shù)。輸送機(jī)輸送能力大，運(yùn)距長(zhǎng)，還可在輸送過程中同時(shí)完成若干工藝操作 ，所以應(yīng)用十分廣泛。 10 第三章 輸送機(jī)簡(jiǎn)介 輸送機(jī)的定義 輸送機(jī)（ Conveyor）是在一定的線路上連續(xù)輸送物料的 物料搬運(yùn)機(jī)械 ，又稱連續(xù)輸送機(jī)。 4） 差速輸送流水線 特點(diǎn)：差速輸送流水線采用倍速鏈牽引，工裝板可以自由傳送，采用阻擋器定位使工件自由運(yùn)動(dòng)或停止，工件在兩端可以自動(dòng)頂升，橫移過渡。 2） 滾筒式流水線 特點(diǎn)：承載的產(chǎn)品類型廣泛，所受限制少；與阻擋器配合使用，可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的連續(xù)、節(jié)拍運(yùn)行以及積放的 功能；采用頂升平移裝置，可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的離線返修或檢測(cè)而不影響整個(gè)流水線的運(yùn)行。第 2， 3 種方式依各段時(shí)間取值不一樣而可能存在區(qū)別 。 采取哪種方法？ 當(dāng)各段執(zhí)行時(shí)間不一樣時(shí)，上述 3 種方法才存在區(qū)別。 各疊加段取最大值法： 該方法中，計(jì)算公式為 : T 總 =t1+max{t1,t2}+max{t1,t2,t3}+?+max{t1,t2,?,tk 1} +max{t1,t2,?tk}[n (k1)]+max{t2,t3,?,tk} +max{t3,t4,?,tk}+?+max{tk 1,tk}+tk 其中， k 為總段數(shù)， n 為任務(wù)總數(shù)。 自動(dòng)化流水線 的計(jì)算方法 若在計(jì)算 n 個(gè)任務(wù)地執(zhí)行時(shí)間時(shí)，將各個(gè)子功能段的實(shí)際執(zhí)行時(shí)間限制為周期時(shí)間，則稱為各段均取周期法。 基本原理 生產(chǎn)流水線的基本原理是把一個(gè)生產(chǎn)重復(fù)的過程分解為若干個(gè)子過程，前一個(gè)子過程為下一個(gè)子過程創(chuàng)造執(zhí)行條件，每一個(gè)過程可以與其它子過程同時(shí)進(jìn)行。一般包括牽引件、承載構(gòu)件、驅(qū)動(dòng)裝置、張緊裝置、改向裝置和支承件等。 生產(chǎn)流水線是在一定的線路上連續(xù)輸送貨物搬運(yùn)機(jī)械，又稱輸送線或者輸送機(jī)。 公司制 的建立和 蒸汽機(jī) 的推廣使用，促生了流水線生產(chǎn)，而它又與 民族主義 一起促生了 法西斯主義 。 由于勞動(dòng)單位不用移動(dòng)，流水線生產(chǎn)有極高的效率，它使大 6 規(guī)模批量化生產(chǎn)成為可能。 流水線生產(chǎn)進(jìn)一步加大了工人的 勞動(dòng)強(qiáng) 度 ，它要求工人進(jìn)行高強(qiáng)度，高密度作業(yè)，因此它剛誕生時(shí)飽受爭(zhēng)議。 流水線生產(chǎn)通過一系列的生產(chǎn)方法，包括使用通用的設(shè)備，使生產(chǎn)線上的每項(xiàng)任務(wù)都有穩(wěn)定的周期時(shí)間，并按照加工工序的順序，使產(chǎn)品能夠迅速、平穩(wěn)的由一個(gè)工位 “ 流動(dòng) ” 到下一個(gè)工位。誕生于 第二次工業(yè)革命 時(shí)期。把 生產(chǎn)過程 劃分為在時(shí)間上相等或成倍比的若干工序，并將其分別固定于按 工藝過程 順序排列的各工作地， 勞動(dòng)對(duì)象 按一定的節(jié)拍或速度，順次流過各工作地進(jìn)行加工。基于這樣考慮 .今后的制造企業(yè)自動(dòng)化也必然人會(huì)向“生態(tài)工廠”自動(dòng)化方向發(fā)展。生態(tài)工廠的基本含義 是，在力求降低能耗、資源投人的情況下，使產(chǎn)品在生產(chǎn)、消費(fèi)過程中盡量不損害環(huán)境，并使最終的廢棄物能分解、還原、再生和循環(huán)利用。節(jié)能和廢棄物回收和再利用 (循環(huán)使用 )已成為文明社會(huì)的共識(shí)。人的創(chuàng)造性、判斷力和理解力是任何一種機(jī)器所無法替代的。預(yù)測(cè)到21 世紀(jì)初，人工智能在工廠中的應(yīng)用規(guī)模將要比目前大 4 倍 . ，強(qiáng)調(diào)人在制造系統(tǒng)中的作用 現(xiàn)在已有越來越多的人認(rèn)識(shí)到，高效益的企業(yè)的一個(gè)主要特征是，在設(shè)計(jì)和開發(fā)適用的軟件時(shí)，將人的因素結(jié)合進(jìn) 去，以驅(qū)動(dòng)現(xiàn)代的 CIM 4 系統(tǒng)。以發(fā)展中的國家的企業(yè)而 言，以首先提高人力資源和企業(yè)結(jié)構(gòu)資源的柔性為佳。很顯然，制造業(yè)的柔性是企業(yè)競(jìng)爭(zhēng) 力的一個(gè)主要?jiǎng)恿?。另一方?.從人、社會(huì)、自然這 3 個(gè)更大的范圍來看，制造業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展趨向可概括為以下 4 個(gè)方面 : (CIM是柔性的。今天，對(duì)自動(dòng)化最簡(jiǎn)單的理解也轉(zhuǎn)變?yōu)椋河脧V義的機(jī)器（包括計(jì)算機(jī)）來部分代替或完全取代或超越人的體力。 近年來，隨著控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)、通信、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的發(fā)展，信息交互溝通的領(lǐng)域正迅速覆蓋從工廠的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層到控制、管理各個(gè)層次。 傳統(tǒng)的工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)即機(jī)電一體化系統(tǒng)主要是對(duì)設(shè)備和生產(chǎn)過程的控制，即由機(jī)械本體、動(dòng)力部分、測(cè)試傳感部分、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)部分、控制及信號(hào)處理單元、接口等硬件元素，在軟件程序和電子電路邏輯的有目的的信息流引導(dǎo)下，相互協(xié)調(diào)、有機(jī)融合和集成，形成物質(zhì)和能量的有序規(guī)則運(yùn)動(dòng)，從而組成工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)或產(chǎn)品。 據(jù)國際權(quán)威咨詢機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)，對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)投入和企業(yè)效益方面提升產(chǎn)出比約 1： 4 至 1： 6 之間。無論高速大批量制造企業(yè)還是追求靈活、柔性和定制化企業(yè)，都必須依靠自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用。 工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)是一種運(yùn)用控制理論、儀器儀表、計(jì)算機(jī)和其他信息技術(shù)，對(duì) 工業(yè)生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)檢測(cè)、控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和決策，達(dá)到增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量、降低消耗、確保安全等目的綜合性高技術(shù)，包括工業(yè)自動(dòng)化軟件、硬件和系統(tǒng)三大部分。促使制造業(yè)自動(dòng)化發(fā)展的 3 個(gè)技術(shù)因素是 :自動(dòng)化單元技術(shù) :自動(dòng)化的方法學(xué)或哲理 。 1 第一章 引言 制造業(yè)歷來是國民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分為了提高制造業(yè)的技術(shù)水平，制造業(yè)在其發(fā)展歷程中一直在進(jìn)行著不同水平、不同類型的自動(dòng)化。進(jìn)人 8 十年代后，隨著微電子技術(shù)和通信技術(shù)的吃速發(fā)展，制造業(yè)自動(dòng)化進(jìn)人到一個(gè)新的姍代一基于計(jì)算機(jī)的集成制造時(shí)代，并且正在向基于人工智能，人 — 機(jī)協(xié)調(diào)，人 — 自然協(xié)調(diào)的生態(tài)工廠時(shí)代邁進(jìn)。與制造業(yè)自動(dòng)化有關(guān)的基礎(chǔ)技術(shù)。 工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)作為 20 世紀(jì)現(xiàn)代制造領(lǐng)域中最重要的技術(shù)之一，主要解決生產(chǎn)效率與一致性問題。 自動(dòng)化系統(tǒng)本身并不直接創(chuàng)造效益，但它對(duì)企業(yè)生產(chǎn)過程起著明顯的提升作用： （ 1）提高生產(chǎn)過程的安全性； 2 （ 2）提高生產(chǎn)效率； （ 3）提高產(chǎn)品質(zhì)量； （ 4）減少生產(chǎn)過程的原材料、能源損耗。 特別在資金密集型企業(yè)中，自動(dòng)化系統(tǒng)占設(shè)備總投資 10%以下，起到 “ 四兩撥千金 ” 的作用。 在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)經(jīng)歷了繼 基地式氣動(dòng)儀表控制系統(tǒng)、電動(dòng)單元組合式模擬儀表控制系統(tǒng)、集中式數(shù)字控制系統(tǒng)和集散式控制系統(tǒng) DCS 的發(fā)展歷程。工業(yè)控制機(jī)系統(tǒng)一般是指對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過程及其機(jī)電設(shè)備、工藝裝備進(jìn)行測(cè)量與控制的自動(dòng)化技術(shù)工具 (包括自動(dòng)測(cè)量?jī)x表、控制裝置 )的總稱。 3 課題的意義 總的看來，自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展趨向是涵 蓋“精益”、“靈敏”等概念在內(nèi)的、廣義的、基于計(jì)算機(jī)的集成制造 。制造系統(tǒng)的柔性是衡量制造系統(tǒng)對(duì)變化中的市場(chǎng)、技術(shù)及生產(chǎn)條件適應(yīng)性的尺度。制造柔性是由企業(yè)的長(zhǎng)期 (戰(zhàn)略 )考慮而產(chǎn)生的一種生產(chǎn) — 經(jīng)營決策，因而，制造柔性就不僅是個(gè)技術(shù)問題，而且也涉及到企業(yè)自身的具體情況和條件。 2 人工智能將發(fā)揮重要作用，形成基于知識(shí)的工廠 1988 年，美國制造工程師協(xié)會(huì) (ASME)曾進(jìn)行過一次調(diào)查，以了解 21 世紀(jì)中制造工程師的環(huán)境和作用得出的結(jié)果是，在目前用于制造業(yè)的各種技術(shù)中，預(yù) 期最有發(fā)展前途，需用于工業(yè)中的一種技術(shù)類型是人工智能。完全沒有人參與的自動(dòng)化是不現(xiàn)實(shí)的，在經(jīng)濟(jì)上是不合算的。 ，生態(tài)工廠的出現(xiàn) 產(chǎn)業(yè)革命后的近代產(chǎn)業(yè)社會(huì)中工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域生產(chǎn)的“人工物”是人類生存所必須的 .但工業(yè)廢棄物和大量的能源消耗引起的生態(tài)環(huán)境破壞也日益嚴(yán)重，引起各國的密切關(guān)注。在這種全球性的保護(hù)生態(tài)環(huán)境的大趨勢(shì)下，有人提出了制造業(yè)的“生態(tài)工廠” (Eeofactory)的主張。這就要求產(chǎn)品在開發(fā)和設(shè)計(jì)過程中應(yīng)具有“全球”環(huán)保意識(shí)，在材料、結(jié)構(gòu)、工藝等方面作出最符合生態(tài)環(huán)境要求 的決策。 5 第二章 自動(dòng)化流水線 定義 自動(dòng)化流水線生產(chǎn)是 生產(chǎn)組織 的一種形式。對(duì)不能或不便移動(dòng)的操作對(duì)象（如建筑物，大型船舶，大型機(jī)器及其部件），也可由執(zhí)行各 工序 的工人，按規(guī)定速度在勞動(dòng)對(duì)象上順序連續(xù)進(jìn)行各工序加工。 亨利 .福特 (Henry Ford)于 1913 年在密歇根州的 Highland Park，建立的生產(chǎn)系統(tǒng)。經(jīng)由生產(chǎn)控制系統(tǒng)，使產(chǎn)品的生產(chǎn)率與最終裝配線上的使用率相符合。但時(shí)間證明，它是一種極其有效的生產(chǎn)組織。同時(shí)，因?yàn)樯a(chǎn)單位只用對(duì)勞動(dòng)對(duì)象進(jìn)行一部分操作，而無須像以前對(duì)勞動(dòng)對(duì)象整體負(fù)責(zé)，因此使工人技術(shù)進(jìn)一步 專業(yè)化 。由于高生產(chǎn)速度，它還加快了世界 工業(yè)化 的進(jìn)程。按照輸送系列產(chǎn)品大體可以分為：皮帶流水線、板鏈線、倍數(shù)鏈線、插件線、網(wǎng)帶線、懸掛線及滾筒流水線這七類流水線。流水線輸送能力大，運(yùn)距長(zhǎng)，還可在輸送過程中同時(shí)完成若干工藝操作，所以應(yīng)用十分廣泛。簡(jiǎn)而言之，就是 “ 功能分解，空間上順序依次進(jìn)行，時(shí)間上重疊并行 ” 。 7 計(jì)算公式 ： 該方法中，計(jì)算公式為 : T 總 =(n+k1) 周期 其中， k 為總段數(shù)， n 為任 務(wù)總數(shù)。 最省時(shí)法： 該方法中，計(jì)算公式為 : T 總 =t1+t2+?+tk+max{t1,t2,t3,...,t k}(n 1) 其中， k 為總段數(shù)， n 為任務(wù)總數(shù)。若各段執(zhí)行時(shí)間一樣，三者無區(qū)別。 自動(dòng)化 流水線的特征及優(yōu)缺點(diǎn) 生產(chǎn)流水線的特征是每一道工序都有特定的人去完成，一步一步地加工．每個(gè)人做一個(gè)特定的工作． 8 圖 11 生產(chǎn)流水線 優(yōu)點(diǎn)是這樣生產(chǎn)起來會(huì)比較快，因?yàn)槊總€(gè)人只需要做一 樣事，對(duì)自己所 做的事都非常熟悉． 缺點(diǎn)是工作的人會(huì)很覺得很乏味． 常用的生產(chǎn)流水線可分為以下幾種： 1） 板鏈?zhǔn)窖b配流水線 特點(diǎn)：承載的產(chǎn)品比較重，和 生產(chǎn)線 同步運(yùn)行，可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的爬坡；生產(chǎn)的節(jié)拍不是很快；以鏈板面作為承載，可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的平穩(wěn)輸送。 3） 皮帶式流水線 特點(diǎn)：承載的產(chǎn)品比較輕，形狀限制少；和生產(chǎn)線同步運(yùn)行，可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的爬坡轉(zhuǎn)向；以皮帶作為載體和輸送，可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn) 9 品的平穩(wěn)輸送，噪音小；可以實(shí)現(xiàn)輕型物料或產(chǎn)品較長(zhǎng)距離的輸送。還可以在線可設(shè)旋轉(zhuǎn)、專機(jī)、檢測(cè)設(shè)備、機(jī)械手等。輸送機(jī)可進(jìn)行水平、傾斜 圖 31 輸送機(jī) 和垂直輸送，也可組成空間輸送線路，輸送線路一般是固定的。 可以單臺(tái)輸送，也可多臺(tái)組成或與其他 輸送設(shè)備 組成水平或傾斜的輸送系統(tǒng)，以滿足不同布置形式的作業(yè)線需要。 ① 輸送能力：輸送機(jī)的輸送能力是指單位時(shí)間內(nèi)輸送的物料量。 ② 輸送速度：提高輸送速度可以提高輸送能力。但高速運(yùn)轉(zhuǎn)的帶式輸送機(jī)需注意振動(dòng)、噪聲和啟動(dòng)、制動(dòng)等問題。同時(shí)進(jìn)行工藝操作的輸送機(jī)，輸送速度應(yīng)按生產(chǎn)工藝要求確定。這些構(gòu)件尺寸都直接影響輸送機(jī)的輸送能力。 輸送機(jī)的特點(diǎn) 方向易變，可靈活改變輸送方向，最大時(shí)可達(dá)到 180 度； 輸送機(jī)，每單元由 8 只輥筒組成，每一個(gè)單元都可獨(dú)立使用， 12 也可多個(gè)單元聯(lián)接使用，安裝方便； 輸送機(jī)伸縮自如，一個(gè)單元最長(zhǎng)與最短狀態(tài)之比可達(dá)到 3 倍； 輸送機(jī)可靈活改變輸送方向，最大時(shí)可以大于 180 度 輸送機(jī) 的發(fā)展 歷史： 中國 古代的高轉(zhuǎn)筒車和提水的翻車，是現(xiàn)代斗式提升機(jī)和 刮板輸送機(jī) 的雛形； 17世紀(jì)中，開始應(yīng)用架 圖 32 空索道輸送散狀物料； 19 世紀(jì)中葉，各種現(xiàn)代結(jié)構(gòu)的輸送機(jī)相繼出現(xiàn)。此后，輸送機(jī)受到機(jī)械制造、 電機(jī) 、化工和冶金工業(yè)技術(shù)進(jìn)步的影響，不斷完善，逐步由完成車間內(nèi)部的輸送，發(fā)展到完成在企業(yè)內(nèi)部、企業(yè)之間甚至 城市之間的物料搬運(yùn)，成為物料搬運(yùn)系統(tǒng)機(jī)械化和自動(dòng)化不可缺少的組成 13 部分。牽引件用以傳遞牽引力，可采用輸送帶、 牽引鏈 或鋼絲繩；承載構(gòu)件用以承放物料，有料斗、托架或吊具等；驅(qū)動(dòng)裝置 給輸送機(jī)以動(dòng)力，一般由電動(dòng)機(jī)、 減速器 和制動(dòng)器 (停止器 )等組成；張緊裝置一般有螺桿式和重錘式兩種，可使?fàn)恳３忠欢ǖ?張力 和垂度，以保證輸送機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)；支承件用以承托牽引件或承載構(gòu)件，可采用托輥、滾輪等。 這類的輸送機(jī)種類繁多，主要有帶式輸送機(jī)、板