1）工件储运系统的组成
在自动化制造系统中，伴随制造过程进行着各种物料的流动，如工件或工件托盘、刀具、夹具、切屑、切削液等。工件储运系统是自动化制造系统的重要组成部分，它将工件毛坯或半成品及时准确地送到指定加工位置，并将加工好的成品送进仓库或装卸站。工件储运系统为自动化加工设备服务，使自动化制造系统得以正常运行，以发挥出系统的整体效益。
工件储运系统由存储设备、运输设备和辅助设备等组成。存储是指将工件毛坯、制品或成品在仓库中暂时保存起来，以便根据需要取出，投入制造过程，立体仓库是典型的自动化仓储设备。运输是指工件在制造过程中的流动，例如，工件在仓库或托盘站与工作站之间的输送，以及在各工作站之间的输送等。广泛应用的自动输送设备有传送带、运输小车、机器人及机械手等。辅助设备是指立体仓库与运输小车、小车与机床工作站之间的连接或工件托盘交换装置。图4-6是工件储运系统的组成设备及分类。
图4-6 工件储运系统的组成设备
2）工件输送设备
（1）传送带。传送带广泛用于自动化制造系统中工件或工件托盘的输送。传送带的形式有多种，如步伐式传送带、链式传送带、辊道式传送带、履带式传送带等。
（2）托盘及托盘交换装置：
①托盘。在FMS中广泛采用托盘及托盘交换装置，实现工件自动更换，缩短消耗在更换工件上的辅助时间。托盘是工件和夹具与输送设备和加工设备之间的接口。托盘有箱式、板式多种结构。箱式托盘不进入机床的工作空间，主要用于小型工件及回转体工件的储存和运输。板式托盘主要用于较大型非回转体工件，工件在托盘上通常是单件安装，大型托盘上可安装多个相同或不相同的工件。
②托盘交换装置。托盘交换装置是加工中心与工件输送设备之间的连接装置，起着和接口的桥梁作用。托盘交换装置的常用形式是回转式和往复式，图4-7为往复式托盘交换装置。回转式托盘交换装置有两位和多位等形式。多位托盘交换装置可以存储多个相同或不同的工件，所以也称托盘库。
（3）运输小车：
①有轨小车（rail guide vehicle，RGV）。有轨小车是一种沿着铁轨行走的运输工具，有自驱和它驱两种驱动方式。自驱式有轨小车有电动机，通过车上小齿轮和安装在铁轨一侧的齿条啮合，利用交、直流伺服电动机驱动。它驱式有轨小车由外部链索牵引。
有轨小车的特点是：
a.加速和移动速度都比较快，适合运送重型工件；
图4-7 往复式托盘交换装置(www.xing528.com)
b.因导轨固定，行走平稳，停车位置比较准确；
c.控制系统简单、可靠性好，制造成本低，便于推广应用；
d.行走路线不易改变，转弯角度不能太小；
e.噪声较大，影响操作工监听加工状况及保护自身安全。
②自动导向小车（automatic guide vehicle，AGV）。AGV自动导向小车是一种无人驾驶的以蓄电池供电的物料搬运设备，其行驶路线和停靠位置是可编程的。20世纪70年代以来，电子技术和计算机技术推动了AGV技术的发展，如磁感应、红外线传感、激光定位、图形化编程、语音控制等。
图4-8 AGV外形
在自动化制造系统中用的AGV大多数是磁感应式，由运输小车、地下电缆和控制器三部分组成（见图4-8）。小车由蓄电池提供动力，沿着埋设在地板槽内的用交变电流激磁的电缆行走，地板槽埋设在地下。AGV行走的路线一般可分为直线、分支、环路或网状。AGV驱动电动机由安装在车上的工业级铝酸蓄电池供电，通常供电周期为20 h左右，因此必须定期到维护区充电或更换。蓄电池的更换是手工进行的，充电可以是手工的或者自动的，有些小车能按照程序自动接上电插头进行充电。
AGV小车上设有安全防护装置，小车前后有黄色警视信号灯。当小车连续行走或准备行走时，黄色信号灯闪烁。每个驱动轮带有安全制动器，断电时，制动器自动接上。小车每一面都有急停按钮和安全保险杠，其上有传感器，当小车轻微接触障碍物时，保险杠受压，小车停止行走。自动导向小车的行走路线是可编程的，FMS控制系统可根据需要改变作业计划，重新安排小车的路线，具有柔性特征。AGV小车工作安全可靠，停靠定位精度可以达到±3 mm，能与机床、传送带等相关设备交接传递货物，在运输过程中对工件无损伤，噪声低。
3）自动化立体仓库
自动化立体仓库是一种先进的仓储设备，其目的是将物料存放在正确的位置，便于随时向制造系统供应物料。自动化立体仓库在自动化制造系统中起着十分重要的作用。自动化立体仓库的主要特点有：①利用计算机管理，物资库存账目清楚，物料存放位置准确，对自动化制造系统物料需求响应速度快；②与搬运设备（如自动导向小车、有轨小车、传送带）衔接，供给物料可靠及时；③减少库存量，加速资金周转；④充分利用空间，减少厂房面积；⑤减少工件损伤和物料丢失；⑥可存放的物料范围宽；⑦减少管理人员，降低管理费用；⑧耗资较大，适用于一定规模的生产。自动化立体仓库主要由库房、货架、堆垛起重机、外围输送设备、自动控制装置等组成，如图4-9所示。
图4-9 自动化立体仓库
1—堆垛起重机；2—高层货架；3—场内AGV；4—场内有轨小车；5—中转货位；6—出入库传送滚道；7—场外AGV；8—中转货场
堆垛起重机是立体仓库内部的搬运设备。堆垛起重机上有货格状态检测器。它采用光电检测方法，利用零件表面对光的反射作用，探测货格内有无货箱，防止取空或存货干涉。
自动化立体仓库实现仓库管理自动化和出入库作业自动化。仓库管理自动化包括对账目、货箱、货位及其他信息的计算机管理。出入库作业自动化包括货箱零件的自动识别、自动认址、货格状态的自动检测以及堆垛起重机各种动作的自动控制等。
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