物料搬运系统设计
物料搬运系统设计
? 意义（从数据中看问题）
中等批量的生产车间里，零件在机床上的时间仅占生产时间的 5%，而95%的时间消耗在原材料、工具、零件的搬运、等待 上。 据统计，搬运费用占总生产费用的30%~40%
? 解决重点
物料搬运是一个系统工程，牵一发而动全身，因此必须抓住重点。 重点注意如下： →1 理解掌握物料搬运系统的的概念和设计原则 →2 物料搬运路线的选择与设计 →3物料搬运设备分类与选择 →4系统搬运分析设计 →5其他物料搬运分析技术
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第一节：物料搬运系统的基本概念
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一、概念 什么是物料搬运： 对物品进行搬上、卸下、移动的活动。 搬上、卸下——改变物料的存放状态。 移动（搬运）——改变物料的空间位置。 什么是物料搬运系统： 将一系列的相关设备或装置，用于一个过程 或系统中，协调合理地 将物料进行移动、储 存和控制。 思考：沙钢卸料时为何要往地上甩？
物理改变 只增加成本
该系统的设计取决 于物料特性和种类
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第一节：物料搬运系统的基本概念
二、物料搬运系统设计中常见问题和基本原则： ? 搬运通道不畅通（交叉）——流动原则（搬运不是为搬运而搬运） ? 搬运动作不连续——连续搬运最经济 ? 搬运路线曲折——最短距离原则 ? 搬运容器不标准——标准化原则（国际公认标准基础模数尺寸为 600mm*400mm）——搬运机械应根据标准模数决定其性能参数 ? 搬运活动未从系统考虑——系统化原则（把各种搬运活动当作一个 整体，其范围包括供货厂商、收货、储存、生产、检验、包装、发 货、运输和消费用户。） ? 搬运设备缺乏柔性——柔性原则（用叉车（堆、卸、搬）） ? 搬运系统与生产系统不均衡——尽量使人、机、物合理安排，平衡 生产力 ? 其他原则——集装原则 重力原则 安全原则
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第二节：物料搬运路线的选择
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一、搬运路线类型 ?直达型——指物料从起点到终点经 过的路线最短，适合于物流量大或 特殊要求的物料。 ?渠道型——指物料在预定路线上移 动，与来自不同地点的其他物料一 起运到同一终点，适合布置不规则 或搬运距离较长的物料。
A C A C A D
B
B
?中心型——各物料从起点移动到中 心分拣处，然后再运到终点，适合 物流量小且搬运距离长的物料。
B
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第二节：物料搬运路线的选择
二、 路线的选择
物流量
物流量
直达型
渠道型或中心型
距离
距离
物流量大且搬运距离长说明了什么？？
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第三节：物料搬运设备及用具
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一、物料搬运设备的选择 1、选择原则： 2、考虑因素 ?物料的特征和运动方式 例：易燃、易损、重量、形状 水平
式（滑道、推车） 垂直式（升降机、卷扬机） 倾斜式（连续运输机） 多平面式（旋转起重机） ?设备的技术性能：能否胜任工作 ?经济因素：成本、性价比 ?能耗：是否符合电力供应情况 ?备件、维修和存放方式（托盘、 箱器）、搬运频率
物 流 量
复杂搬运设备
复杂运输设备
简单搬运设备
简单运输设备 距离
设备的类型、型号和数量
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3、搬运设备合理配置方法（案例说明）
★案例解析： 某企业在厂内新建5座综合性（普通）库房，每座库房面积为 60*15=900m2，每座库房年吞吐量为1.9万吨（与库容量和出入 库频率有关），存放物品为单件，最大单件重量为5吨，问：如 何合理配置搬运装卸机械设备？
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②调整
a、每座库房配置一台5吨桥式起重机或两台五吨叉车则可 b、根据叉车具有机动性特点，可多库共用，5个库房只需配 备1.6*5=8台即可 c、叉车若全部用5吨叉车，则既浪费又不方便，需要重新调 整叉车载重组合
★根据5座库房机械作业物流量（0.95*1.9*5=9.025） 及平均载重量 5*0.45=2.25,同时考虑物品单重分布状况得 到叉车配置，见下表:
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第三节：物料搬运设备及用具
二、传统搬运、储存设备 1、传输带——这是一种将物料沿固定路径移动的装置，可以通过电 气、重力或手工等方式对其进行操作，特点是连续动作、循环动作、 持续载荷、路线固定。常见滚轴式、皮带式、托盘式和高架式。
非柔性不可重构传输带优缺点 传输带种类 滚轴式 优点 可搬运热的材料 容易安装 可作临时储存物料用 可处理精细物品 可倾斜 速度快、噪音小 有利于自动化 物料易排列 节约地面空间 布局简单 可临时存物 缺点 不适合传送易变形的物品 只能处理表面光滑的物品
皮带式
拉力不易控制 受托盘尺寸限制 速度慢 减少了可用空间 屋脊需有承载力
托盘式
高架式
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第三节：物料搬运设备及用具
2、起重机——这是一种将重物提升、降低或传输 的装置，特点是间歇动作、重复循环、短时载荷、 升降运动。常见高架吊车、堆垛机。
非柔性不可重构起重机优缺点 种类 高架吊车 优点 可处理较重物料 节约地面空间 提升距离大 自动化程度高 可高层、高密度存储 缺点 需加固系统 柔性差 操作慢、安装费高 需导轨 只能与托盘配合 路径固定，不柔性
堆垛机
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第三节：物料搬运设备及用具
3、工业车辆——这是一种轮式无轨运输装备， 特点是可独立运行，进行流动作业。
非柔性不可重构车辆优缺点 种类 卡车 优点 传输路径灵活 可传输体积的大、重量 大的物体 操作灵活、转弯半径小 劳动强度低 有一定提升能力 缺点 操作空间大 维护费用高
一般与托盘配合使用 不适合长距离传输
叉车
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第三节：物料搬运设备及用具
4、货架——为解决“先入先出”的困难，提高货物存放数量，就须 采用货架。常见有悬臂式、流动式和货格式。货架的选取须注意 货格净空尺寸、货架刚度和牛腿位置精度。 更多内容请访问久久建筑网
5、货物载体——是指承载货物的容器，可以有托盘、托板、滑板、 专用集装箱、专用堆放架、硬纸板箱等。常用的是托盘（平式、 箱式、柱式）。国际标准化组织建议的托盘标准尺寸为： 800mm*1200mm、1000mm*1200mm、1016mm*1219mm、 1100mm*1100mm。
6、电气、电子设备——指为进行货物及设备检测、识别和控制而使 用的电气、电子设备。常用条形码、射频技术、扫描仪、传感器 和PC机。
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第三节：物料搬运设备及用具
三、先进物料搬运设备 1、自动引导小车（AGV）——一种用电池供电、无人驾驶的工业 货车，可以通过编程进行路径选择和定位。通常与其他自动化系 统集成起来使用（如CNC机床、工业机器人），从而获得集成、 柔性自动化的综合效益。
AGV 的优缺点 优点 可编程，高柔性 故障恢复比较容易，易维护、可靠性高 可与其他自动化系统联接 不会对厂房构成固定的障碍 缺点 投资大 要求厂房空间大 主计算机停机将导致系统停机 不适合大批大部件的传输
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第三节：物料搬运设备及用具
AGV的路径优化问题—— 最初级的方法是将每个AGV在缓冲站的停位点联接成线。 但生产实际中，AVG不可能穿过任何设施，而且须考虑一定的 转弯半径。 一般地，AGV转弯半径为车长的75%
取货点
AGV轮廓线路示意图
AGV优化路径
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第三节：物料搬运设备及用具
2、工业机器人——可沿规划好的路径搬运重物，适合再柔性装配 中搬运或从事危险工况。
工业机器人的优缺点 优点 可重复完成某项工作，精度高 可在三维空间操作 可进行危险工作 缺点 价格高 受布局限制 控制程序编写、调试周期长
机器人的选取指标—— 净载重量：确定载重堆机械手臂所产生的最大力矩。 精度：由最小移动距离、可重复性和准确性三个因素组成，其 中最小移动距离由定位数据存储精度决定，准确性和可重复性 由机械齿轮和连接件的反弹及变形决定。 速度：由整个装配操作完成的周期决定。
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第三节：物料搬运设备及用具
选择开始
装配技术
可行的车间层 计划区域
被处理对象尺寸、 形状、重量
基对象尺寸、 形状、重量
机器人的任务
机器人的需求
载荷与机器人 尺寸的比较
载荷与机器人 尺寸的比较
寻找其他更合适的机器人
选择结束
机器人的选择方法
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第四节：系统搬运分析（SHA）
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一、 搬运系统分析的
体系结构
1、方法结构： 一种解决问题的方法 一系列依次进行的步骤 一整套关于记录、评定等级和图表化的图例符号 2、阶段结构： 阶段一：外部衔接——弄清所分析区域的物料进出情况。 阶段二：总体搬运方案——确定各主要区域搬运方法， 对搬运路线、设备类型作初步决策。 阶段三：详细搬运方案——各主要区域内部各工作地间的 搬运方法。 阶段四：方案实施——订购设备、人员培训、安装计划 调试、验收。
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主要输入因素：P、Q、R、S、T
3、程序模式：
物料分析
2、布置
1、物料的分类
3、各项移动的分析 4、各项移动的图表化
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5、物料搬运方法的知识和理解
移动分析
6、初步的搬运方案 7、修改和限制 8、各项需求的计算 方案A 方案B 9、方案的评价 18 方案C 选 定
方法分析（确 定合理经济的 搬运方法）
第四节：系统搬运分析（SHA）
二、移动分析——设施布置决定了物料搬运的起点和终点的距离，因此， 移动分析必须建立相似物料搬运作业与具体布置结合的基础上。 1、收集各种移动分析的资料——包括： （1）物料的类别和基本特征 （2）路线的移动距离和路线的具体情况（弯曲程度、路面情况、气 候与环境、拥挤程度、起止点组织情况） （3）搬运量： 搬运量=物流量*搬运距离
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