物料搬运

物料搬运（精选八篇）

物料搬运 篇1

智能辅助设备

虽然智能辅助设备 (Intelligent Assist Devices, IADs) 并不算新颖, 其技术也不属科技最前沿, 但它的表现仍然优于其他搬运手段。就成本而言, 智能辅助设备比机器人更经济;尽管它比升降台昂贵, 但功能也更强大。

从某种意义上讲, 智能辅助设备是机器人与人工手动的结合体, 是结合了传感器及相关元件的小型高科技起重工具, 它的功能更多, 可实现更广泛的人机交互。

此类设备通过伺服电机和微控制器, 让使用者直接操控, 如人类动作一般, 随使用者移动, 以精准的动作和速度提起、推动或放置物体。它通过软件计算, 直接做出动作, 因此使用者感觉不到任何时间延迟。另外, 由于连接有不同种类的起重部件, 它可把物体的全部重量分散在设备上, 而不对人体产生任何压力。

智能辅助设备的末端执行器有钩子、夹子、真空吸盘、磁铁等, 几乎包括人类可以制造的所有工具。正是有了这些末端执行器, 设备才可以用于升降、旋转、按压、抓取和释放物体, 同时动作既轻松, 速度也稳定。有的体型巨如汽车, 有的小如模型。

此类设备的主要缺点在于它们的起重设备主要通过起重臂或其他方式连接, 悬于人体上方, 这会限制其使用场合。它能完美适应加工工厂的组装线, 但却不适合空间小, 或需要反复进出的家庭场合。

人体外骨骼

就在上述场合缺陷限制了智能辅助设备的发展时, 最新版的外骨骼设备以高度的灵活性, 完全解决了这一问题。人体外骨骼类似机器人设备, 可穿戴于人体外部, 模拟人类行动, 如同人体外部包裹着一层机械。人体外骨骼设备利用机械的优势, 让人几乎不费吹灰之力举起重物。在不借助外力的情况下, 它可举起超过90 kg的物体。

它并非人们想象的那样——看似如同钢骨般的金属大块头。多数情况下, 它们呈流线型, 碳纤维材料如紧身衣物般覆盖于结构框架之外, 其外表更为美观, 形状也更为纤细。有的外骨骼设备除少量部件坚硬之外, 大部分比较柔软, 包含了充气囊、绳子或细线等材料, 同时又体现出了机械的优势。

外骨骼设备种类不同, 从背包式升降器到全身式行走工具和升降工具。有的设备能通过手动控制升降动作, 有的则通过传感器完成作业。另外, 有的外骨骼设备属于被动式的, 也没有电源;有的则通过电池、液压或气压实现发力。

尽管目前只有为数不多的设备投入工业运用, 但一些已经转交客户使用, 另外还有一些设备处于研发阶段。康复外骨骼设备和军用装备已投入使用多年, 但其工业用途的探索工作才刚刚起步。

被动式外骨骼设备

有一种穿戴设备是专门为手动拉升箱子或需要类似动作的任务而设计的。该设备可将物体重量分散于身体不同部位, 主要集中于肩膀和腿部, 同时还会将背部调整至合适的提拉姿势, 承担50%~75%的分量。

另一种设备类似于背带, 穿起来则像短袖T恤, 可减少人们手臂外伸或上举物体时产生疲劳感 (如将物体提升或放置于腰部或头部以上的某处) 。当手臂延伸至人体可调整的高度之外时, 它能将手臂的负重通过肩膀转移至身体核心力量区域。

因这种混合型外骨骼设备成本较低, 更易于工人接受, 将会改变手动物料搬运作业的完成方式, 让更多工人免于遭受背部和肩膀病痛。

此外, 还有一些零负荷被动式外骨骼设备, 设备本身不会对人体造成任何压力, 作业时会将手臂承受的压力转移至地面, 将人体所受压力降低50%, 人们稍微用力便可操作设备, 完成作业。目前, 此类设备已在航空航天和造船等行业通过了测试, 并且已用于生产环节, 如操作重量超过18 kg的工具。

全功能外骨骼设备

如今, 部分最高科技的外骨骼设备中已经使用了传感器。这些传感器可通过穿戴者的神经系统, 检测其大脑电脉冲信号, 当大脑给双腿下达运动指令时, 外骨骼设备就可以立即随着腿部移动, 没有任何时间延迟。设备上不存在控制按钮, 不通过按钮即可让设备完成行走、弯腰、拉升等动作。这类设备在医疗领域有巨大的发展潜力, 可用于提升转移病人, 同时也可用于涉及手动重物搬运的行业。这些设备的发展趋势主要为全身穿戴方向和下身穿戴方向, 且多数设备的后背或腰部处装有电池。全功能外骨骼设备几乎不会对人体造成任何压力, 也属零负荷式设备。

用于下半身佩戴的外骨骼设备已广泛用于人体恢复领域, 帮助截瘫患者站立起来。这些设备可减轻搬运物体时人体疲劳, 在物体搬运行业拥有良好的发展前景。如能结合某些配件, 下身佩戴外骨骼设备甚至还能为组合式设备的发展奠定基础。

未来

有些公司已在研发阶段设计出了设备图纸, 这些设备可用于应对灾害, 全方位保护人们免遭大火、高温、尖锐物体等伤害, 甚至还能防御弹片。研发这些设备是为了当人处于剧毒环境或高辐射环境时进行保护, 我们可以将其想象为带有呼吸系统和饮用水供给系统的核生化防护服。当然, 这些设备不仅可以保护人类, 还能赋予人类近乎于超人的力量, 移动事故残骸、载人, 同时在保证作业时长的情况下, 减轻疲劳感。

总结

在减少伤害方面, 这些新兴技术拥有巨大的潜力, 特别是预防骨骼肌肉损伤, 或反复作业导致的其他损伤。它们的初始成本或许较高, 但也比背部手术要便宜得多。如同所有的科技手段, 设备的初次设计会耗费一定的资本, 但目前来看, 其成本正在降低。

30年后, 或许每个人都会拥有1辆飞行汽车, 并且如同电影《回到未来2》所暗示的情节一样, 我们将穿越至“2015”年, 创造一个没有伤病的世界。 (注:《回到未来2》讲述的是从1985年穿越到2015年未来世界的故事) 。

编译自Occupational Health&Safety 2016年第2期

送料(物料搬运)机械手设计论文 篇2

在当今大规模制造业中，企业为提高生产效率，保障产品质量，普遍重视生产过程的自动化程度，工业机器人作为自动化生产线上的重要成员，逐渐被企业所认同并采用。工业机器人的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平，目前，工业机器人主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重复性并且劳动强度极大的工作，工作方式一般采取示教再现的方式。

本文将设计一台四自由度的工业机器人，用于给冲压设备运送物料。首先，本文将设计机器人的底座、大臂、小臂和机械手的结构，然后选择合适的传动方式、驱动方式，搭建机器人的结构平台；在此基础上，本文将设计该机器人的控制系统，包括数据采集卡和伺服放大器的选择、反馈方式和反馈元件的选择、端子板电路的设计以及控制软件的设计，重点加强控制软件的可靠性和机器人运行过程的安全性，最终实现的目标包括：关节的伺服控制和制动问题、实时监测机器人的各个关节的运动情况、机器人的示教编程和在线修改程序、设置参考点和回参考点。

关键词：机器人，示教编程，伺服，制动

ABSTRACT

In the modern large-scale manufacturing industry, enterprises pay more attention on the automation degree of the production process in order to enhance the production efficiency, and guarantee the product quality.As an important part of the automation production line, industrial robots are gradually approved and adopted by enterprises.The technique level and the application degree of industrial robots reflect the national level of the industrial automation to some extent, currently, industrial robots mainly undertake the jops of welding, spraying, transporting and stowing etc., which are usually done repeatedly and take high work strength, and most of these robots work in playback way.In this paper I will design an industrial robot with four DOFs, which is used to carry material for a punch.First I will design the structure of the base, the big arm, the small arm and the end manipulator of the robot, then choose proper drive method and transmission method, building the mechanical structure of the robot.On this foundation, I will design the control system of the robot, including choosing DAQ card, servo control, feedback method and designing electric circuit of the terminal card and control software.Great attention will be paid on the reliability of the control software and the robot safety during running.The aims to realize finally include: servocontrol and brake of the joint, monitoring the movement of each joint in realtime, playback programming and modifying the program online, setting reference point and returning to reference point.KEY WORDS: robot, playback, servocontrol, brake

目 录

第1章 绪论…………………………………………………………………… 3 1.1 机器人概述…………………………………………………………… 4 1.2 机器人的历史、现状………………………………………………… 4 1.3 机器人的发展趋势…………………………………………………… 4 第2章 机器人实验平台介绍及机械手的设计……………3 2.1自由度及关节…………………………………………………………… 4 2.2 基座及连杆…………………………………………………………… 4 2.2.1 基座……………………………………………………………… 7 2.2.2 大臂……………………………………………………………… 7 2.2.3 小臂……………………………………………………………… 7 2.3 机械手的设计……………………………………………………………4 2.4 驱动方式…………………………………………………………………4 2.5 传动方式…………………………………………………………………4 2.6 制动器……………………………………………………………………4 第3章 控制系统硬件……………………………………………………………4 3.1 控制系统模式的选择……………………………………………………4 3.2 控制系统的搭建……………………………………………………… 4 3.2.1 工控机……………………………………………………………4 3.2.2 数据采集卡………………………………………………………4 3.2.3 伺服放大器………………………………………………………4 3.2.4 端子板…………………………………………………………… 4 3.2.5电位器及其标定………………………………………………… 4 3.2.6电源……………………………………………………………… 4 第4章 控制系统软件………………………………………………………… 4 4.1预期的功能…………………………………………………………… 4 4.2 实现方法………………………………………………………………4 4.2.1实时显示各个关节角及运动范围控制 ………………………4 4.2.2直流电机的伺服控制………………………………………………4 4.2.3电机的自锁…………………………………………………………4 4.2.4示教编程及在线修改程序…………………………………………4 4.2.5设置参考点及回参考点……………………………………………4 第5章 总结……………………………………………………………………… 4 5.1 所完成的工作………………………………………………………… 4 5.2 设计经验……………………………………………………………… 4 5.3 误差分析……………………………………………………………… 4 5.4 可以继续探索的方向………………………………………………… 4 致 谢……………………………………………………………………………… 4 参考文献………………………………………………………………………… 4

第5章 总结

5.1 所完成的工作

5.2 设计经验

5.3 误差分析

5.4 可以继续探索的方向

致 谢

本次毕业设计，是于德弘老师考虑到学生日后的研究方向而特意为我安排的。通过这次训练，提高了自己的动手能力、设计能力和编程水平，为学生日后顺利进入机器人这一深邃的科研领域作下了铺垫。本次毕业设计，学生收获颇多，这与于老师的悉心指导是分不开的。于老师身体状况欠佳，且公务繁忙，但是还是经常抽时间来视察学生毕业设计进度，就毕业设计过程中遇到的问题给予耐心指导，敦敦教诲，身体力行，实在令学生钦佩感动不已！特此，学生郑重向于老师表示感谢！

另外，学生还要感谢何玉成师兄和任小刚师兄，他们在学生毕业设计的过程中给出了许多有益的建议，特此表示感谢！

参考文献

[1] Craig, John J.Introduction to robotics.北京 机械工业出版社，2006 [2] Basilio Bona and Aldo Curatella.Identification of IndustrialRobot Parameters for Advanced Model-Based Controllers Design Proceedings of the 2005 IEEE International Conference on Robotics and Automation.Barcelona, Spain, April 2005 [3] 索罗门采夫.工业机器人图册.北京 机械工业出版社，1993 [4] 周伯英.工业机器人设计.北京 机械工业出版社，1995

物料搬运与设备选用 篇3

据资料介绍,在制造企业的总成本中,用于物料搬运的费用占20%一50%,如果合理地进行设备设施规划,则可以降低10%一30%[1]。配送中心是大批物资集散的场所,物料搬运是最中心的活动,合理地进行设备设施规划,其经济效果将更为显著。本文将主要针对重卡物流而论物料搬运与设备的选用。

提到物料搬运,必须先了解物料搬运的特点。

1)搬运是附属性、伴生性的活动。在整个物流活动中,搬运是每一项物流活动开始及结束时必然发生的活动。

2)搬运是支持、保障性活动。搬运的附属性不能理解成被动的物流活动,实际上,搬运对其他物流活动有一定的决定性。搬运会影响其他物流活动的质量和速度。

3)搬运是衔接性的活动。在任何其他物流活动相互过渡时,都是通过搬运来衔接的。

4)搬运是增加物流成本的活动。搬运成本占物流总成本的一半以上,具体表现在搬运的设备成本、时间成本与人力成本。

5)搬运对象复杂,作业量大。在重卡业中,搬运的对象非常复杂。如:搬运对象种类繁多;搬运对象的形态各异;搬运货物位置差异巨大。

6)搬运作业的均衡性与稳定性。重卡业的生产活动都是在生产计划的严密指导和控制下进行的,在此基础之上,物料的流动也是非常有规律的。

7)安全性要求高。由于搬运对象往往是易碎、易划伤、易变形的物料,作业环境往往比较复杂,因此,无论从保障物料安全,还是人身和财产安全的角度,对搬运作业的安全性要求都非常高。

然而,被装卸搬运的物料的放置处于什么状态,对装卸搬运作业效率关系甚大。为了便于装卸搬运,总是期望物料处于最容易被移动的状态,物料放置被移动的难易程度称为活载程度,亦称活载性或活性[2]。物料放置的活载程度一般分为0、1、2、3、4五个等级,该数值称为活载性指数或活性指数。活性指数的相关说明见表1。

物料活性指数越高,表示越容易被移动。但是在实际运用中必须考虑到实施的可能性。例如活性指数为4,其物料是放置在移动中的输送机上;活性指数为3,其物料是放置在搬运车上。这在企业的生产物流中有一定实用价值,但对各类仓库而言,这两种状况难以实现。而活性指数为2的置于垫板类托盘上,具有广泛的实用价值。

重型卡车是按订单生产,车型多,零部件种类更多。不同类型零件的期望活性指数不同。现将这些物料根据外形尺寸及笨重程度分为小型零件、中型零件和大型零件三大类。如螺栓、螺母、垫片、铆钉等小型零件(以下简称小件)的首期望活性指数为1,然后根据生产线物料需求信息,被需求的各种小件的终期望活性指数为3。即同时将所需活性指数为1的物料搬至带车轮的仓储笼中,只需推动即可搬运。骑马螺栓、空滤器、方向盘、手制动阀等中型零件(以下简称中件)的期望活性指数为3,即直接将这类物料集装入带车轮的料架或容器中,只需推动即可搬运。车桥、变速箱、板簧、发动机等大型零件(以下简称大件)从安全和搬运能力方面考虑它们的期望活性指数为2,即将其集装入带货叉槽的料架或容器中,用叉车可直接运走。

对于不同种类物料的期望活性指数不同,相应地所选设备也应不同。

首先,库区货架的选择。质量较小的小件选择多层流利式重力货架,固定入库方向和出库方向并分类存储以保证物料先进先出;尺寸较大但重量不太大的中件连带托盘存放入横梁式高位货架(见图1);对于尺寸大且很笨重的大件要求供应商以标准包装方式(所谓标准包装是指用统一的工位器具或料架集装固定数量的同一种零件)到货,当生产线需要时,直接用叉车运走即可。所有这些料架的选择都是在保证高效运行的同时,大大提高库房空间利用率,减轻作业人员的劳动强度。

其次,工位器具的选用。小件的工位器具多选用标准物流箱,常用的标准物流箱有A箱、B箱、C箱,标准物流箱的选用根据小件的尺寸和重量选用。这是一个定容定量的过程,此时被装入标准物流箱的小件的活性指数为1,如前面提到的当期望它们的活性指数变为3时,则把它们连同标准物流箱搬至带车轮的拖斗或仓储笼中,由牵引车直接牵引搬运即可(见图2)。

由于重型卡车的零件种类繁多,其材质、尺寸、形状不同而要求其有适合自己的工位器具,此谓专用工位器具(见图3)。因此在设计中件和大件的专用工位器具时要求考虑多方面因素:能保护好零件使其不受损,所能容纳的零件数量能满足生产线的节拍,方便翻包人员装入,方便线旁工人取用等。中件和大件的专用工位器具最大的差异在于中件不但为了能方便搬运而使其带车轮,还为了提高搬运效率使其前带拖钩后带挂钩(见图3、图4),这样的工位器具就好像火车的车厢。

最后,装卸搬运动力设备的选用。装卸搬运活动要最大地减少人体劳动必须靠装卸动力设备。常见的物料搬运动力设备主要包括搬运车辆、起重机械、传送带和输送机械、散料搬运设备和自动物料搬运设备五大类[3]。本文在此仅对重卡物流搬运设备选用作介绍。重卡物流搬运设备主要选用搬运车辆中的叉车和牵引车,在提高物料的活性指数时也常用到一些起重设备。表2为常用叉车和牵引车的主要项对比表。

由上表可以看出,在装卸堆垛及搬运工位器具不带车轮的物料时选用叉车,牵引搬运工位器具带车轮的物料则多选用牵引车。根据搬运物料质量大小从经济的角度选用不同吨位的叉车,即搬运中小型零件选用2吨叉车即可,搬运大型零件则需选用3吨甚至更大吨位叉车。牵引车吨位的选用同理。从环保方面考虑,在通风条件较好的库房可选用柴油或汽油叉车,在通风条件较差的库房应选用蓄电池叉车。为了提高装卸效率,可以适当延长货叉长度;还可以为叉车配置多种叉具,以便叉取不同外形的物料。

因为物料的装卸搬运不是独立的物流环节,而是有前道工序和后道工序的中间桥梁,所以在整体规划过程中,要从人、机、料、法、环去全面考虑,做到面面俱到。更应制定科学合理的各项作业流程,才能使物流中各个环节得到良性循环。这样才能真正做到低成本、高效率、高品质的物流服务。

参考文献

[1]方仲民.物流系统规划与设计[M].北京:机械工业出版社,2003.

[2]徐哲一,武一川.物流管理[M].广州:广东经济出版社,2004.

物料人工搬运的工作和方法研究 篇4

关键词：工作研究,方法研究,物料搬运,工位器具,劳动消耗

在工业生产领域,尽管机电设备自动化程度越来越高,但还是存在大量的物料人工搬运操作。由于存在各种约束条件,每当规划、设计工艺流程与设备设施时,管理和技术人员大多偏重整体技术是否可行,容易忽视针对人工操作方面系统性、分析性和细节性的工作研究和方法研究。而这种研究确实有助于生产或是物流现场的精益运作和持续改善。

无论在工艺流程和设备设施规划、建设之初,还是在投用之后的日常运行过程,管理和技术人员都可以通过对物料人工搬运以及与此相关的设备布局、工位器具、物料放置、搬运动作等各个环节进行工作研究和方法研究,让现场作业人员在物料搬运及添加物料时做到动作经济,以实现减少劳动消耗、改善现场作业环境的管理和技术目标。本文以卷烟生产中某个作业环节为例,对如何运用工作研究和方法研究来减少物料搬运劳动消耗进行了介绍。

一、FOCKE350S烟支硬盒包装机组及人工操作内容简介

以FOCKE350S烟支硬盒包装机组为例,该机组为大批量、流程性专业生产设备,用于烟支成品包装。跟其他轻工小盒包装机组相似,包装工艺流程会有数量较多的原辅料以固定的路线连续地流过设备加工系统。操作人员需要重复多项作业,包括添加多种包装辅料、处理停机故障、检查产品质量、清理废品废料、清洁设备及整理作业场地等。

二、添加辅料的体积、质量和主要辅料添加频次分析

以每班7小时有效工作时间、有效作业率90%计算,消耗小盒商标纸等6种辅料合计重量约为1590公斤(不同牌号存在差异),体积约为2.7立方米(盘状辅料体积以方形计算)。以加料数量、质量、频次、体积权重最大的小盒商标纸作为主料计,每班加料151200张,质量840公斤,体积1.4立方米。以每次加料张数800张计,每班加料次数189次,每小时加料次数27次,每次加料重量约4.45公斤。所以,把商标纸人工搬运和加料设置为最优先级,依此类推把条盒商标纸人工搬运和加料设置为次优先级。

不同生产设备添加的辅料,物流现场的成品及容器搬运存在很大差异,但统计和分析各种生产辅料和物料搬运的特性、质量、体积和频次是工作研究和方法研究的基础工作。

三、小盒商标纸人工加料动作分析

小盒商标纸为平张、经过单面印刷的包装辅料,会出现不平整、切口粘连、夹杂碎片、印刷缺陷等可能影响产品质量和设备效率的隐患,需要操作人员在加料的同时随时关注,采用看、折、弹、拍等作业方法予以适当处理,以避免包装过程卡纸等故障停机及产生废品损耗。

小盒商标纸宽度约为117毫米,由于纸道料槽狭窄,托纸负重加料动作一般由单手完成。右撇子操作工多用左手单手完成,右手只起辅助扶正作用。加料需要对准竖直纸道,纸道高点垂直高度离地约1500毫米(加料动作和垂直高度见图1)。托纸提举加料连贯借力,需要略微高抛,形成半空移位圆弧,一气呵成。加料作业本身无需弯腰。

加料时,手臂前伸距离约为450毫米,考虑到力矩,每次加料张数不宜过多(加料质量和力矩见图2)。如果增加单次加料数量以期减少加料频次,若动作不当并长时间重复,这对手腕、肩部甚至脊柱存有潜在的疾患风险。依据美国职业安全卫生研究院(NIOSH)对手握力、臂提举力、肩提举力和腰拉力测试,女性的静态肌力约为男性的50%,所以对女性操作人员更不推荐增加每次加料张数方法。

生产制造、物流分拣和配送环节存在大量的物料搬运劳动消耗。分析人工物料搬运的质量、距离、高度、力矩和人体受力部位同样是工作研究和方法研究必要的基础工作。

四、FOCKE350S烟支硬盒包装机组设备布局、加料工位与辅料放置分析

1. U字型布局

设备布局往往与厂房建筑的宽度、跨距以及设备占地面积相关,U字型设备布局相对紧凑,各个加料工位距离较短、联系紧密(U字型平面布局及加料工位见图3)。

设备机组U字型布局形成的中央操作空间可以用于放置包装辅料。如果把减少物料搬运劳动消耗设置为优先级目标,可以考虑设计专用工位器具,集6种包装辅料于一体。辅料位置摆放时可以把加料频次高的小盒包装纸和条盒包装纸放在工位器具上层,其余4种加料频次偏少的盘状辅料放在工位器具下层,这样可以明显减少物料搬运行走距离和蹲腿、弯腰搬运消耗。

2. L字型布局

当厂房建筑宽度和跨距足够的话,为达到操作空间宽敞效果,L字型布局也是一种选择。跟U字型布局相比,加料工位之间距离远,不适合通过工位器具把6种辅料集中摆放(L字型平面布局及加料工位见图4)。

为此,设为第一和第二优先级辅料的小盒商标纸和条盒商标纸的承载工位器具可以分别在加料工位就近摆放。余下非优先级辅料每班加料频次低,白卡纸8盘、铝箔24盘、小盒透明纸9盘、条盒透明纸2.5盘。为避免辅料摆放占用场地过大,一般会考虑在工位器具上做拼盘处理,特别是当品规生产批次产量不大时,更需要定量配盘供料以减少辅料退库、简化管理流程。

五、辅料工位器具放置位置与物料搬运和加料动作劳动消耗分析

搬运距离最短是通过工作研究和方法研究以减少各种劳动消耗的基本要求。对U字型设备布局来说,小盒商标纸人工加料为优先级。由于小盒商标纸为小体积物料,从搬运水平距离考虑,辅料工位器具位置除了保留操作行走通道之外(单人走道一般为900～1100毫米),有必要放置在小盒商标纸加料槽就近处,让操作人员捧取辅料后,只要转身移步就可向纸道料槽加料。

从搬运垂直高度考虑,如果采用集6种辅料于一体的装载工位器具,那小盒商标纸可以摆放在高于水平面500毫米以上高度,因为搬运时避免垂直方向移动距离可以大为减少蹲腿、弯腰动作消耗,其节省劳动消耗的作用大于相同的平面移动距离。从搬运的人体各主要受力点分析,人的动作等级以“腿一腰一肩一肘一手腕一手指”次序递减,动作等级越高,劳动消耗越大,劳动者也越容易疲劳(人体搬运受力部位见图5)。根据人体18种动素分析,以成人平均高度为准,取物和搬运伸手、握取、移动、定位和放手的最为适当垂直高度区域在500～1500毫米范围。

当采用单一工位器具(大多为托盘)承载单一辅料时,由于受到运输工具的限制,一般会把小盒商标纸辅料工位器具(托盘)放置在设备中央操作空间轮廓线以外区域。这种放置方法使得操作人员大多倾向于一次搬运较多的小盒商标纸到靠近设备的操作台面,然后分批次加料,由此减少搬运频次和行走距离(小盒商标纸搬运见图6),但这样显然会增加现场操作人员物料搬运的劳动消耗和劳动时间。

针对L字型布局,小盒与条盒商标纸工位器具可以分别放置在靠近各自的加料工位,以减少不必要的物料搬运劳动消耗。

六、设备布局、工位器具、物料摆放与搬运加料劳动消耗之间关系

生产制造及物流仓储、分拣和配送现场的物料人工搬运工作到处可见。尽管现场操作人员在实践过程中会依据尽可能省力搬运的本能做各种微量调整,但在规划设计和运行改善过程中,更需要专业人员运用工业工程、人因工程中的工作研究和方法研究工具,系统思考、策划和实施优化改善方案。

设备布局时常会受到建筑物条件限制,但反过来,建筑物宽度与跨距并非越大越好。尽管空间扩大视觉上让人感觉开阔、心情也许由此感觉良好,但空间过大不但增加建设初期的投资和日常运维的消耗(特别是能源),而且会大大增加员工的各种活消耗。问题在于,这种日复一日的活消耗往往不为管理和技术人员所察觉。

设备布局和工位器具在满足工艺需要的前提下,其空间占地和摆放位置需要寻找适度的平衡点,通过设计经优化改善的工位器具,合理摆放各种物料,平衡设置多功能操作空间,尽量减少无谓的物料搬运劳动消耗。

七、结语

工作研究和方法研究是基础性、实践性、应用性很强的改善工具。需要应用这种工具以期改善的地方随处可见,但其重要性和普及性却远未被管理和技术人员所认识,其广泛应用的群众性基础远没有达到它应该所处的位置。

在生产制造或是物流仓储、分拣和配送环节中的某一个特定点运用工作研究和方法研究改善工具容易,但当管理和技术人员系统性思考时,由于涉及面广,各种约束条件和影响因素相互交织,其结果时常令人沮丧。而且,每当人们一旦养成做事习惯、思维定式,即便不合理也很难改变。

物料搬运 篇5

在一个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、零件的搬运和等待上, 据统计, 搬运费用占生产费用的30%~40%[1]。物料搬运系统是指将一系列的相关设备或装置用于一个过程或系统, 协调合理地将其进行移动、储存和控制[2]。一个产品从原料到产成品再到消费的流动过程中, 物料搬运作业是不可缺少的, 搬运工作的好坏直接影响到物流成本的高低。因此改进和提高物料搬运手段是保障物流、提高生产效率的重要手段之一。

1 产品工艺流程以及搬运存在的问题

某特种变压器公司以生产干式变压器为主, 该公司主要有3个生产车间, 分别为铁芯生产车间、线圈 (包括低压线圈和高压线圈) 生产车间和总装车间。变压器的生产工艺流程如图1所示。

据现场调研发现车间搬运主要存在的问题有:搬运通道不畅通, 存在交叉、回流现象;搬运路线曲折;搬运活动未从系统考虑;搬运设备缺乏柔性;搬运系统与生产系统不均衡等。

2 车间原始布局以及物流量分析

2.1 车间原始布局

根据加工工艺流程, 分别绘制出了铁芯生产车间、线圈生产车间和总装车间的原始布局和物流流向图, 如图2、图3、图4所示。

2.2 车间物流量分析

对各作业单位对之间的物流距离进行测量, 并结合产品生产的物流量可以得到该车间各作业单位对之间的物流情况, 根据物流情况可做出物流距离图 (F-D图) (F为物流量, D为作业单位间距离) , 如图5所示。

将F—D图分成4个区域, 物流量大距离小的为第一区域, 物流量大且距离也大的为第二区域, 物流量小距离也小的为第三区域, 物流量小距离大的为第四区域。为了使总的搬运费用最小, F与D应遵循反比规律[3]。由图5可知, 有4对作业单位处于F—D图的第二区域, 即作业单位之间存在物流量大搬运距离也大的情况, 说明该车间的物料搬运系统存在不合理的地方, 需要进行改进。

3 车间布局改善及效果分析

3.1 车间布局改善

为了使生产过程中的物流搬运路线缩短, 将工序相邻的作业单位尽量布置在一起。对铁芯、低压线圈和高压线圈生产以及变压器组装的物流路线分析发现, 铁芯生产车间中的铁芯装配区和打正式钢带区, 线圈生产车间的预热区和修理区, 组装车间的轭铁区和总组装区, 这几个布置存在问题, 从而使得作业间的物流出现了交叉和回流并形成了较大的物流搬运距离。分别对3个车间进行优化布置, 得到车间布局改善方案, 如图6、图7、图8所示。

3.2 改善效果

通过对车间布局进行局部调整, 解决了搬运中的交叉和倒流现象, 并使得物流路线更加清晰和简洁。每个车间的搬运距离都有不同程度的减小, 铁芯车间搬运距离减少了15m, 线圈生产车间搬运距离减少了52m, 组装车间搬运距离减少了30m, 从而节约了搬运时间、提高了搬运的效率并降低了工人的劳动强度。

4 搬运方案设计

根据对各车间改善后的布局, 确定了车间作业单位之间的搬运路线, 并测出车间作业单位之间的搬运距离以及生产一台变压器的搬运物流量等参数后, 作出搬运活动一览表。根据搬运活动一览表, 确定搬运路线系统、搬运设备及运输单元, 并将物料搬运方法的这些路线、设备、单元用规定的符号填入汇总表相应的表格内, 从而形成搬运系统方案汇总表[3]。

目前, 各车间运用机动叉车进行原材料搬运, 总组装车间使用行车进行搬运, 其他工序间的搬运使用手动叉车进行搬运。由于线圈生产车间的每个线圈的重量都在80kg以上, 因此线圈生产车间的工序间搬运需要2人同时进行;另外, 在线圈生产过程中, 浇注和固化工序中的化学物品对搬运人员身体会造成伤害。通过对比搬运方式, 制定出以下的搬运方案: (1) 铁芯生产车间采用机动叉车进行搬运, 这样能降低搬运强度, 使搬运方式更加合理; (2) 线圈生产车间采用行车搬运, 由于线圈生产工序较多, 搬运的次数多、线圈较重, 采用行车搬运, 能减少搬运人员, 提高搬运效率, 同时又能减少因浇注和固化工序中化学物品对搬运人员带来的身体伤害。

5 结论

通过对变压器生产各车间的布局以及物流现状进行分析, 对其布局进行了调整, 并提出了新的物料搬运方案。与改善前相比, 改善后缩短了搬运距离、提高了搬运效率, 并降低工人劳动强度。

摘要：通过对变压器生产车间布局及物流现状进行分析, 画出了车间现场布局图以及车间物流距离图, 并找出了其中存在的问题。根据问题并结合实际情况, 对车间布局和物料搬运系统进行了改进设计, 使其达到了减少物流倒流、搬运交叉, 提高搬运效率、降低工作人员劳动强度和搬运成本的目的。

关键词：车间布局,物流,物料搬运系统,设计

参考文献

[1]Braglia M, Zanon S, Zavanella L.Layout design in dynamic environments:Strategies and quantitative indices[J].Int J Prod Res, 2003, 41 (5) :995-1016.

[2]冯耕中.现代物流规划理论与是实践[M].北京:清华大学出版社, 2005.

物料搬运 篇6

1 AGV性能及结构

AGV驱动方式主要分为单舵轮驱动、双舵轮驱动、双轮差动等三种形式。AGV主要有磁导航、激光导航、惯性导航等三种导航方式,可实现前进、后退和转弯等运动。其充电方式有在线自动充电、手动充电和更换电池充电。通讯方式主要有有线通讯、无线通信、红外光通信和无线局域网通讯。AGV控制方式采用控制站集中调度管理方式,实时监视AGV的运行状态,实现柔性控制。为确保AGV在运行过程中自身安全,特别是现场人员的安全及各类设备的安全,AGV将采用多级安全措施,包括软件保护和机械安全装置。软件保护设有偏离导航线保护,地标丢失保护,导航带缺损保护,部件故障保护与通讯故障保护。机械安全装置主要有非接触式红外防碰传感器、接触式保险杠、急停开关、自动声光报警等。搬运型AGV主要由AGV车体、移载装置及控制台等部分组成。

1.1 AGV车体

AGV车体主要由机械和电气两部分组成。机械部分包括车体架、驱动轮装置、随动轮装置、电池仓、控制仓、保险杠、PSD传感器、电池和充电连接器等;电气部分包括控制器、伺服驱动器、运动控制器、无线电台、电源和传感器等。

1.2 移载装置

移载装置是搬运型AGV实现搬运功能的重要组成部件,可根据用户需要搬运货物的种类以及不同接驳形式设计成具有不同移载装置的搬运型AGV产品。搬运型AGV按照货物不同装载方式可以分为辊道移载搬运型AGV、推挽移载搬运型AGV、叉式搬运型AGV、夹抱搬运型AGV、侧叉式搬运型AGV等。

1.2.1 辊道移载搬运型AGV

辊道移载搬运型AGV是通过自身辊道与地面站台辊道对接之后实现装卸货物。AGV可准确停靠在地面站台侧面,AGV上和站台上的辊道对接无误后,两者的输送机同时驱动,同步传动完成物料移载。辊筒输送机的驱动方式是在AGV上安装辊筒输送机和摩擦辊筒,而在地面上设置无动力辊筒输送机。辊道移载搬运型AGV可左、右双向装卸托盘货物,作业效率高,安全性好,不足是站台需要有连锁信号和动力传动,所以辊道移载搬运型AGV常用于可滚动的各式托盘或物体的移载场合,也可运送大的木箱、板材、集装箱等重载物料的搬运。

1.2.2 推挽移载搬运型AGV

推挽移载搬运型AGV是通过自身推挽机构伸缩推拉实现与货台货物的装运卸过程。作业时,推挽移载搬运型AGV停靠在货台一侧,通过推挽机构侧向移动伸臂推拉完成装卸货物,地面货台不需要动力传动,特别适合于同高度站台之间的搬运场合。由于其要求作业点的定位精度高,故推挽移载搬运型AGV常用于平面托盘和规则物料的搬运。

图2为电表箱推挽移载搬运型AGV。AGV车上装置推拉货叉装置,其前端装有可翻转的挡板机构,在叉取货物时,货叉伸出同时挡板向下翻转。待货叉完全伸出到位时,在卸货一侧的挡板向下翻转,货叉缩回,即完成卸货作业。货叉退回后,挡板又向上翻转复位。

1.2.3 叉式搬运型AGV

叉式搬运型AGV可承担空托盘、带载托盘、纸卷等升降搬运工作,能适应从地面到常规高度的不同高度范围货架的运输作业场合。图3为背叉式搬运型AGV。货叉及两条支腿在车体后方可上下升降,当下降到一定高度时,叉间距与物料托盘下的两个空档吻合,使其支腿进入叉起托盘货物。移载过程须通过倒车才能完成,托盘存放时必须与地面有一定高度,以保证货叉及下方的两个支腿同时进入实现搬运过程。

1.2.4 夹抱搬运型AGV

夹抱搬运型AGV主要由车体、提升装置及翻转装置及控制装置等组成。该设备承担圆形物料的夹抱、提升、运输、下降、松开等工作,物料在夹抱搬运型AGV上的可以实现一定角度翻转。

1.2.5 侧叉式搬运型AGV

侧叉式搬运型AGV在装物料时,在最低位置伸出货叉装载物料,待货叉出叉到位以后,货叉自动提升到最高位置,把物料提升离开货台,然后货叉收回,物料随车运输到指定位置,卸货时则反之。侧叉式搬运型AGV可双侧出叉,从车的左右两侧均可移载物料。但叉起取货过程时,其重心需由车体来平衡,故车体较为笨重,移载重量亦受到限制,故一般用于运输通道较窄,车辆无法转向的工况。

1.3 控制台

所有在生产线运行的搬运型AGV由控制台统一调度。它与生产调度管理系统通过接口可接受控制台调度命令和报告每台AGV运行情况。控制台主要功能包括通讯管理、AGV运行状况、数据采集和运行状态显示。控制台可实时调度在线AGV,同时将在屏幕上显示整个系统工作状态,包括在线AGV的数量、具体位置、工作状态、已完成装配数量等。

控制台同时负责AGV运行过程中的交通管理,保证运行中的每台AGV间不发生碰撞和追尾等事故,并对进入系统和退出系统的AGV进行管理,以保证整个系统安全可靠运行。

控制台还可根据生产管理系统下达的运输任务,改变每台AGV的工作状态、运行情况,通过自身通讯系统将命令和任务传递给被选中的AGV,被选中的AGV根据控制台指令完成生产物流系统需要完成的任务,返回原位待命。

2 搬运型AGV优点及适用范围

随着电子技术、控制技术及综合自动化水平的迅速发展,AGV技术日趋成熟。其优点如下:第一,运行节拍连续可靠,不会造成大范围停工。如果搬运车出现故障,它能立即退出生产线进行检修,由另一搬运车代替上线;第二,抗干扰能力强。灰尘、噪音、地板上的细小物体都不能干扰搬运车工作,如遇到较大物体,它将开动安全保险装置并制动搬运车;第三,可减少与搬运有关的磕碰损伤,保证物料完好运到指定位置;第四,AGV机动灵活,无地面障碍。它能充分利用现有空间和场地,路线通道设置灵活,系统变化较易,且其导向通道嵌入或贴在地板上,不影响人员或其它设备能自由通过;第五,安全性好。AGV设置有紧急接触保险装置、自动报警装置、急停按纽装置及物体探测器等多个保护装置,可以避免伤害工人和损毁库存、其它设备及建筑物,工作风险减小。

在现代物料搬运中,由于劳动力成本的增加以及机器人制造成本的降低,智能搬运引导车AGV市场已初步形成。搬运型AGV的应用遍及各行各业,如卷烟行业、药品制造业、金融系统、仪器仪表行业、冶金工业等。特别地,AGV无人自动搬运优势在于解决了一些不适宜人在其中生产或工作的特殊环境问题,如核材料、危险品(农药、有毒物品、腐蚀性物品、生化物品、易燃易爆物品)等。

3 结束语

搬运型AGV替代了传统的人工驱动小车的运输方式,搬运型AGV广泛应用可改善工作环境条件,提高工作效率,解放劳动生产力,降低企业生产成本,对提高企业管理水平起到了积极作用。随着劳动力短缺劳动成本增加以及机器人成本的降低,智能搬运技术必然会取代以人力为主的搬运模式。

参考文献

[1]王宏玉.自动引导车产品介绍[J].机器人技术与应用,2007(9):15-17.

[2]车菲,姜碧霄,于永江.AGV在电力系统中的应用[J].中国新技术新产品,2009(14):141.

[3]王国华.中国现代物流大全[M].北京:铁道工业出版社,2004.

[4]郭云绯,刘俏,杨如正.AGV系统大幅度提高汽车行业技术水平[J].物流技术与应用,2009(7):92-94.

[5]上海市商业科学技术研究所A92-6课题组.自动搬运车[J].物流科技,1996(4):10-15.

物料搬运 篇7

在中国的叉车制造领域,龙工其实是“后起之秀”。不仅国内的大多数一线品牌进入市场比它要早,甚至不少进口品牌也在它之前便开始了对于中国市场的耕耘。但就是这么一个起步仅仅十年的品牌,却很快得到了用户的认同,而且一跃进入行业前三甲,在中国叉车市场发展飞快的十年,龙工抓住了机遇,迅速成长,将自己的品牌在大江南北打响。

如今,飞速发展的时代已经过去。进入新常态以来,物料搬运设备的需求下降,各个企业都进入了难熬的寒冬。怎样在寒冬中保生存,求发展,是每个企业都在苦苦思索的问题。在新常态下找到新的发展道路,哪些要坚持,要保留;哪些要改良,要摒弃,这些问题是每一位叉车行业从业人员都要面临的现实问题。在这一背景下,龙工依然实现了逆势上涨,并趁势加大了品牌建设的投入,提出不仅要造出好的产品,更要提供好的服务。

有鉴于此,本期物料搬运设备品牌巡礼专刊,我们带读者走近龙工,借着龙工召开上半年总结会议的契机,让大家了解龙工的经营之道、发展之路,希望能通过经验的分享,引发大家对行业进一步的思考,从而群策群力,共图进步,推动整个行业在新常态下寻觅下一步发展的方向,带动所有企业构建和谐的市场。

物料搬运 篇8

总部位于美国俄亥俄州克里佛兰市, 海斯特-耶鲁物料搬运公司的业务范围主要是全球化叉车生产、设计、制造、销售和零配件售后市场服务, 主要品牌为海斯特与耶鲁。此外, 企业还拥有努威拉燃料电池公司, 专注于研发制造新型替代能源、现场制氢和相关输送系统。继收购博索尼完成后, 其产品将广泛地应用到海斯特-耶鲁集团的物料搬运设备上, 提供一个新的额外增长的重要平台。

博索尼公司拥有博索尼奥拉茂和Meyer两个全球性的叉车属具品牌。根据交易条款, 博索尼将成为海斯特-耶鲁的子公司, 不过计划仍将继续作为一个独立的业务模式运营, 拥有独立的管理团队和董事会。