（关键字：柔性生产线、柔性物流输送系统、输送系统流程、托盘编码、智能有序输送）
随着科学技术的飞速发展，产品的生产越来越趋向于批量化、规模化，这就要求我们的生产设备必须具有高效自动化，以满足大批量生产的需求；技术更新的速度越来越快，产品更新换代的周期越来越短，所需要的生产设备必须具有高效、高柔性，以适应多品种生产的要求；同时，还必须具备可迅速调整的能力，以适应新产品生产的需要。
传统的组合机床、专用机床以及专用自动生产线等，它们的生产效率较高，但缺少柔性，只适用于某一种工件或工序的生产。而一旦改换产品品种，轻者需要进行小规模技改，重者大多数设备需更新换代，为此造成很大的浪费。进入80年代以来，人们开始普遍重视开发适应大批量、多品种生产的高速加工中心及大规模柔性生产线。我们开发设计了一套柔性生产线，这里只分析生产线的主体——柔性物流输送系统。
1、物流输送系统
物流输送系统的任务是完成90/50摩托车发动机壳体加工过程中有序智能输送的，同时，应满足改型后的生产和混流生产的要求。输送能力按年产20万套设计，生产节拍为0.9分钟/套。物流输送系统应保证22台不同工序加工中心及辅助设备(清洗机、钳工台等)的正常生产所需工件的供应。工件尺寸为460×180×250(mm)，工件重量为5kg，上下料工位均为人工完成。工件由输送托盘输送，输送托盘必须带有编码，物流系统可通过编码来完成识别记忆工件种类、加工顺序、全程跟踪、统计报表等功能。
2、输送系统流程设计
生产线中的22台加工中心及辅助设备共分7道工序，完成工件的全部加工过程。由此可见，简单工序只需安排1或2台加工中心，复杂或加工量较大的工序则安排多至6台，以便使每道工序的平均生产时间大致相等。这样一来，就需要输送系统具有对工件实现分散输送的功能。当一台加工中心有工件时，输送系统就将工件送往同一工序比较空闲的加工中心；当该工序全部设备均有工件时，工件就在含该工序的小循环中循环等待，直至该工序有设备空闲下来为止。当工件经过一道工序后，输送系统将自动把工件送往下一道工序的设备中去。如果工件在循环中重新经过已加工过的工序设备时，输送系统可以判断出来。当在一个小循环中的各工序均已加工完后，输送系统将自动把工件送往下一个小循环，直至全部工序加工完后，输送系统才通过大循环将工件直接送往下料工位，至此全部生产过程完成。另外，由于工件的品种不同，所需的加工工序也不同，因此，输送系统需要判断工件该运往哪些设备，并记忆已经经过哪些工序，越过不需要加工的工序，实现智能有序输送，避免在循环中与其它工件相混淆。详细流程见图1（略）
3、托盘编码设计
输送系统对工件的识别有两种方案：一种是直接识别工件，也就是在每个工件上加上识别编码，然后依靠读码装置去识别。需要增加贴码工序，条形码在工件上的位置不易安排，且成本较高。另一种是通过识别托盘，间接地识别工件。识别托盘的方法比较多，也容易实现，如采用条形码、磁性编码等。但这些编码方式成本均较高，而且在工业中应用也不稳定可靠。因此，我们专门设计了一种机械编码，依靠无触点开关识别编码条，读出托盘编号。这种读码方式直观、可靠，成本很低，只需要两根钢质编码条及两个无触点开关便可实现，完全可以满足设计需要。
机械编码的原理是利用二进制方法来实现的。编码分为两部分，即位码和数码。位码是根据托盘数量确定出所需二进制位数，如64个托盘需要位数的计算方法是26＝64，因此需要6位。位码在这6位均设为“1”，它的作用是为数码确定位数位置的。数码是托盘实际编号的记录码，它与位码的位数相等，且互相对应。数码的编制采用二进制方法设计，如25号托盘为“001101”。这里所谓“1”，即指无触点开关可以检测到信号，而“0”则指无触点开关检测不到信号。具体检测方法是，当位码开关读到“1”时，检测该位的数码是“0”还是“1”，各位位置依此类推。读完全部位数后，送往计算机转化成十进制，则可以显示出托盘的具体编号，读码过程完成。这里需要说明的是：工件种类的识别，是在人工上料后，按动相应按钮；或不同种类工件在不同位置上料，这样计算机便可以记忆托盘上是哪一种工件，并调用相应的工序安排，对该工件进行智能有序输送。
4、输送线设计
为了满足工件的智能有序输送，使工件不在线上积压而阻碍其它托盘的通过，根据输送线流程安排，我们把输送线设计成水平循环布局，使工件始终在线上循环流动。另外，为了减少工件在线上的空循环距离，将输送线分为三个小循环，每个循环中安排适当数量的工序和设备，使工件在不能正常在线加工的情况下，可以在小循环中循环等待，从而减少空循环，节省时间，详见图2（略）。
输送线的主体输送部分，采用差速链传动及输送。占用空间小，中间传动机构少，差速链在挡隔料工位可以打滑，对托盘不会产生摩擦，安全可靠，成本较低。支撑导向部分采用差速链专用铝型材，便于装配和运输。铝型材四周带有T型安装槽，可以安装挡隔料机构、按钮盒、开关等附件。移行机采用电动滚筒做动力输送机构，电动滚筒是一种把减速机直接做在滚筒内的专用输送部件，设计精巧，便于安装，寿命和可靠性均很高，只是价格稍贵。电动滚筒垂直于主线分布，配合升降机构，抬起工件和托盘，电动滚筒转动，便可以实现工件的移行、转向功能。
5、计算机管理系统
该套物流输送系统采用了计算机进行总体监控及管理。托盘的智能有序输送，有无料判断、工序判断、工位判断、循环管理等功能均是靠计算机实现的。此外，计算机系统还具有产量统计与查询、故障记录与查询、工件加工的工序及工位查询、生产过程全线动态监视、加工中心刀具寿命管理、机床状态显示等功能。管理系统的硬件配置采用IBM PC兼容机，CPU在386以上，内存4M以上，硬盘100M以上，带有串行通讯接口，输入设备包括鼠标和键盘，输出设备有显示器及打印机等。系统软件是在通用Microsoft Windows操作系统环境下运行，采用多任务、多窗口设计，中文提示、中文输入，数据库采用Microsoft Access格式，系统自动维护。屏幕上所显示的窗口都是可见的执行程序，主控程序以菜单驱动，各选项功能都配以随机帮助，便于用户操作和使用。系统各项功能启动时均具有口令保护，最多有三次口令输错重输的机会，否则系统认为用户无权进入所需要的功能。系统对用户所需的各项功能均采用了不同的窗口显示，界面友好，便于人机对话，操作简单方便。该系统配以必要的电控设备，便可实现对整个柔性生产线的管理和控制，并可以定期打印出用户所需的日报表、周报表及月报表等。
