图 3-7 重力式滚筒输送机
图 3-8 滚筒支撑数与物品输送稳定性的关系
(1) 应用范围
重力式滚筒输送机的应用范围较滚轮式为广（表3-2）。一般不适用于滚轮的负载，如塑料篮、容器、桶形物等均适用于滚筒式输送机。虽然有一些模块的骨架及滚筒是使用铝质材料来减轻重量，但还是较滚轮输送机重，故并不适用于需常移动或拆装的场合。
在重力式滚筒输送机的应用中，使用开放式或钢质遮蔽盖可避免增加轴承的摩擦力。虽然轴承的应用温度可高达170℃，但钢质遮蔽式的轴承，使用温度不能超过 100℃，因为遮蔽盖会变形。在 0℃～65℃的范围之外时，则需考虑到特别的润滑问题。在较高温度的使用场合，输送带上负载的间隔要加大，并且快速移动，以减少滚筒热量的吸收。而且最好有滚筒的散热装置。
滚筒的负载能力是由轴承负载能力及滚筒的宽度决定。基本轴承负载能力（Basic Bearing Capacity）是由经验公式及实验测试而定。而且是以宽度较窄的输送机来额定，如宽度增加时，则因轴的变形致使滚筒的负载能力下降，重力式滚筒输送机之负载能力与所选用的组件有很大关系。大部份制造商均会提供一输送机负载能力的分布表，依据滚筒、骨架、支撑架的组合方式而定。
表 3-2 重力式输送机之应用
输送物品?建议型式?说 明 倾斜角度(度)
布袋?滚轮?间距较密?5~20
薄纸箱?滚轮?15-20轮/呎，18吋宽?5~15
硬纸箱?滚轮或滚筒?16-18轮/呎，18 吋宽?2~12
木箱?滚轮或滚筒?10轮/呎，12 吋宽?2~8
(2) 选用设计
(a) 滚筒设计型式
滚筒依环境及负载之不同需求而设计有开放式、遮蔽式、含油脂式等三种设计型式，开放式使用在一般室内场合，遮蔽式使用在灰尘较高或室外之场合，而较重负载及不方便润滑保修之场合比较适合采用含油脂式之设计。
(b) 滚筒组装方式
滚筒因加工形状的不同有直压式、卷曲式及成型式三种组装方式，如图 3-9所示，在骨架轨道上的滚筒组装，可高于或低于骨架，完全视应用的需求而定，如滚筒低于骨架轨道，则骨架轨道即可当导轨用，不需另装安全栏；但是如使用较宽的负载，因负载会与骨架干涉而无法使用。相对地滚筒高于骨架的方式，另装安全栏架，在应用上较具弹性。
图 3-9 轴承与滚筒组装方式
(3) 骨架型式
最普遍的骨架型式有槽钢，L 型钢或平板成形的型式。以成形方式区分，可分为折弯成型（Formed）及构造用型钢（Structural），如图 3-10 所示。构造用型钢重量较重，强度较佳，用于重负载。通常在输送机的两侧是使用相同的型钢，利用撑梁加以焊接或螺栓固定。然而，有些特定需求的应用，两侧骨架的型式并非相同。
图 3-10 骨架型式
(4) 功能模块
(a) 三支骨架之滚筒转弯模块：
图3-11所示，装有较多的滚筒，具有较佳的输送性及负载能力且转弯时有较佳的循迹性。另外这种构造也有三支骨架鱼骨形式设计的模块(图3-12)，由于其有自动对正中心的循迹性，能使负载能在输送机的中心线上移动，最适合装在需对正的封箱机之前。
(b) 分歧接合模块：
图 3-13a 所示，分歧接合模块可连接转弯或直送模块。
(c) 合流模块：
转弯合流及直送合流二种，图 3-13b、c 所示。
(d) 歪斜模块：
如图 3-14 所示，歪斜模块（Skewed Roller Section），可将负载移到输送机的一侧，以便于做条形码扫描、分类及累积等应用，一般按装于条形码读取机或动力推杆之前。
(e) 其它应用模块：
例如悬吊于天花板之悬吊模块，图 3-15 所示( 轻中负荷用 )、双层式模块，图 3-16 所示( 轻中负荷用 )。
图 3-11 三支骨架之滚筒转弯模块
图 3-12 三支骨架鱼骨式设计的模块
图 3-13 分歧与合流模块
图 3-14 歪斜模块
图 3-15 悬吊模块
图 3-16 双层模块
1.3 重力式滚珠输送机
滚珠输送机(图 3-17 )，是在一床台上装有可自由任意方向转动的万向滚珠，用于较硬表面的物品在输送机之间的传送。滚珠输送机使用时不需润滑，并且不能使用于有灰尘多的环境中。定期维护时，可清理灰尘及其它物质。在作业时，滚珠滚动会在物品的表面留下滚痕，如铜、软木材或高精度的钢板。
(1) 应用范围
对于底部较软的物品，如湿的纸箱，或是栈板、桶状物及篮子等，则不适合使用滚珠输送机来传送。使用滚珠输送机来移动物品所需的力量大小与物品的重量及物品表面的硬度有相对关系。愈硬表面的物品愈容易移动，所需力量通常为 5～15％ 负载的重量。
图 3-17 滚珠输送机
2 动力输送机
基本上，动力输送机的选择与重力输送机相同，是由物品的特性及系统的应用来决定。如物品具有不规则的表面，如邮包，则只能使用皮带式输送机，一般规则物品(纸箱、栈板)则可使用链条输送机或滚筒输送机。对于物品的间隔控制，储积释放应用及精确定位等应用，通常使用皮带式输送机。对于较重物品，则使用动力滚筒输送机，另物品的分类及储积，也常会使用动力滚筒输送机来应用。
图 3-20 滚动式链条输送机输送方式
(3) 动力式链条输送机特点
·?连续式运转，链条必须有轨道支撑。
·?除输送方形规则物外，其它货品必须以承载托板输送。
·?以承载托板输送时，必须加装承载托板的回收装置。
·?输送速度慢
·?构造简单，维护容易。
·?可应用于自动仓库前段及装配、包装等区域。
2.2 动力式滚筒输送机（Live-roller）
动力式滚筒输送机的应用范围较皮带式输送机为广。可应用于储积、分歧、合流及较重的负载。另外也广泛使用于油污、潮湿及高、低温的环境。这些应用可以不同驱动型式的滚筒输送机来符合需求。以下将介绍各种驱动方式：
(1) 平皮带驱动滚筒( Flat-belt-driven Live Roller )
平皮带驱动滚筒输送机的构造与皮带式输送机的构造非常类似，只是在皮带上方装有一列承载滚筒（Carring Rollers），及下方装有调整松紧之压力滚筒（ Pressure Rollers ），如图3-21、3-22 所示。
图 3-21 皮带驱动滚筒输送机
图 3-22 断面图
承载滚筒的选择与间隔大小，与重力式滚筒相同。压力滚筒位于两承载滚筒之间，可上下调整，以增减皮带的驱动力。如输送纸箱在分歧点的区域，必须调高压力滚筒（ Pressure Rollers ），以增加对负载的驱动力。一般来说，压力滚筒的调整，是使皮带的张力达到最小，且能维持负载的移动。因为皮带的宽度与实际输送物品的表面无关，因此可使用较窄的皮带。而皮带宽度的决定，是由有效的皮带拉力及每英吋宽度的负载能力而定。最大的皮带宽度是由端部滚筒及驱动单元的间隙而定，一般制造商均会指定。皮带拉力的计算公式如下：
BP＝F(L＋B＋R)＋sinθ(I)＋0.3(D)
BP＝皮带拉力(Belt pull) (kg)
F＝摩擦系数（10％）
L＝负载 (kg)
B＝皮带重量 (kg)
R＝滚筒重量 (承载滚筒＋压力滚筒＋惰轮滚筒) (kg)
θ＝倾斜角
I＝负载在倾斜角的重量 (kg)
D＝最重负载偏斜的重量 (kg)
有效的皮带拉力 EBP＝BP×1.25 (kg)
马达马力 hp＝?
效率＝皮带传动效率×减速机效率(由减速机制造厂商提供)
平皮带驱动滚筒输送机的最大倾斜角是 5 度。如大于此角度，则输送物品需经测试。
(2) V型皮带驱动滚筒（图 3-23）
V型皮带的驱动方式与平皮带驱动方式相同，只是将平皮带换成V型皮带，压力滚筒换成压力滚轮，安装于骨架的侧边。V型皮带主要是用于较轻负载及较短的输送机，最好要使用一体成形之整圈V型皮带，如使用搭接的方式，则强度及寿命较差。
V型皮带驱动滚筒，很适合用于转弯及接合的部分。因为V型皮带可沿着曲线弹性变形。而且使用相同的动力及V型皮带，除可驱动直送模块，并可带动转弯及接合模块。
图 3-23 V型皮带驱动滚筒
(3) 链条驱动滚筒( Chain-driven Roller )
链条驱动滚筒输送机可应用于较严格的工作条件，重负载、油污、潮湿的环境，及较高或较低的温度。链条驱动分为两种型式，连续式及滚筒到滚筒的方式。连续式的成本较低，但应用的限制条件较多。
(a) 连续式( Continuous )
连续式链条驱动滚筒方式如图 3-24、3-25 所示，是使用单一链条驱动附有链轮之滚筒（每支滚筒只焊接一链轮）。因只使用单一链条，故每支滚筒的链轮，只有几齿与链条接触，因此不适合用于输送较重的负载，也不适合应用于需起动、停止频繁的情况。链轮的大小，会影响滚筒的间隔。如需要较小的的滚筒中心距时，可使用倍宽度的链条，配合交错排列的链轮；或是在每两个驱动滚筒之间，置一惰轮滚筒。但驱动马达部分应置于输送机的输出端。
图 3-24 连续式链条驱动
图 3-25 应用于连续式之单链轮滚筒
(b) 滚筒对滚筒型式( Roller to Roller )
滚筒对滚筒型式的构造（如图 3-26、 3-27 所示），是在每支滚筒上焊有两个链轮，链条是以交错的方式，连接一对对的滚筒。如此使得每支滚筒上的链轮与链条有较大的接触弧角，而具有较大传动力。因为链条的拉力及松弛会累积，所以此型输送机的长度有限制。一般连续链条圈数不要超过 80 圈。如将驱动单元置于输送机中心，则可两边各 80 圈，而可达总数160 圈。至于保养方式，可以手动转动滚筒定期润滑链条。如速度超过45 m/min，或是在较高温度的环境，则需安装自动链条润滑装置。
图 3-26 滚筒对滚筒方式之链条驱动
图 3-27 应用于滚筒对滚筒方式之双链轮滚
计算驱动及链条尺寸之公式如下：
CP＝F（L＋R＋S＋C）＋sinθ(I)＋0.3D
CP＝有效链条拉力（Effective chain pull）(kg)
F＝摩擦系数（连续式：6％，滚筒对滚筒：5％）
L＝负载 (kg)
R＝滚筒重量 (kg)
S＝链轮重量 (kg)
C＝链条重量 (kg)
θ＝倾斜角度
I＝负载在倾斜角度上的重量 (kg)
D＝最重负载偏斜的重量 (kg)
马达马力 hp＝ ×运转安全系数
效率＝皮带传动效率×减速机效率(由减速机制造厂商提供)
运转安全系数：
在连续运转24小时以内，连续式单链条驱动为1.0，滚筒对滚筒型式为1.2
(4) 圆皮带驱动滚筒（优力胶圆皮带，Urethane Belt ）
圆皮带驱动方式是利用马达带动线轴，再经由线轴上的圆皮带驱动每支滚筒，如图 3-28 所示。利用万向接头接合各模块传动线轴，则线轴可用于驱动转弯模块、分歧模块等，而不需另装马达。如图 3-29 所示。
圆皮带滚筒输送机其线轴的传动方式除了安静、干净、安全的优点外，由于线轴的衔接容易，且动力传递距离长，配合铝挤型支架后，尤适于模块化。
图 3-28 圆皮带驱动之滚筒输送机
图 3-29 利用万向接头之转弯模块
(5) 齿形皮带驱动滚筒
这种驱动方式与滚筒对滚筒链条驱动方式类似，只是在每一对的滚筒间，改以小型的塑料齿轮配合齿形皮带传动，适用于较轻负载之输送。这种传动方式，省去了链轮所需占用的大空间，使整个输送机宽度缩小，且没有金属链条之磨擦传动声，也降低噪音之产生。由于这种驱动方式，将使得整个输送机的负载，都必须由与动力源连接的齿形皮带承受，而其余的齿形皮带的负载，则随着其与动力源的距离增加而逐渐降低。为避免与动力源衔接的皮带负载过大，一般动力源的位置都放置于输送机的中央（如图3-30、3-31），或当输送机过长时，则每隔几支滚筒即以一支电动滚筒做动力源，以降低与动力源连接之皮带负载，当然，此时电动滚筒的距离间隔，要比单纯装置电动滚筒与无动力滚筒的输送机大，可减少电动滚筒使用的支数。
图 3-30 动力源置于单边驱动 (靠近动力源之皮带负载过大，容易损坏)
图 3-31 动力源置于中央驱动 (可使动力源附近之皮带负载降为一半)
(6) 伞齿轮驱动滚筒
图 3-32 所示，以一装有多个伞齿轮的传动轴，透过装在滚筒轴端的伞齿轮传动，驱使滚筒转动，这种传动方向的负载能力强，但在输送机侧边所占的空间很大，且需加覆盖以避免造成工作上的危险。
当伞齿轮驱动方式应用于转弯模块时，则传动轴必须以万向接头连接，或以在邻接滚筒的伞齿轮间，加装自由游动的伞齿轮来驱动全部的滚筒（图 3-33、3-34）。
图 3-32 伞齿轮驱动滚筒输送机
图 3-33 转弯模块以万向接头衔接驱动伞齿轮来传动
图 3-34 伞齿轮直接传动之转弯模块
(7) 电动滚筒
电动滚筒（图 3-35）本身拥有动力，故不需任何传动的设备，使输送线更简单、安全、洁净。一般使用于动停控制频繁的场合，且由于其价格昂贵，故在实际使用时，每隔几支没有动力的滚筒，才装置一支电动滚筒。
图 3-35 电动滚筒
(8) 各型动力式滚筒输送机之比较
滚筒输送机因驱动型式之不同而使其承载滚筒设计不同(见表3-3)，而在应用上也有些差异，其比较如表3-4所示。
表 3-3 各型滚筒输送机之设计范围比较
驱动型式?宽度mm?速度m/min?承载滚筒
直径mm?壁厚mm?间距mm
平皮带?300~ 900?12~ 30?35~ 64?1.0~ 1.6?38~ 300
V型皮带?300~ 600?3~ 18?35& 48?1.6& 1.8?38~ 150
连续式炼条?250~ 900?1.5~ 30?48~ 64?1.6~ 2.0?90~ 318
滚筒对滚筒?300~ 1,400?3~ 18?48~ 90?1.6~ 2.0?80~ 100
圆皮带?300~ 1,300?9~ 36?50& 64?1.4& 1.6?75~ 230
表 3-4 各型滚筒输送机之应用比较
驱动型式?压力滚筒?平均最大?平均最大?应 用
间距mm?负载kg/m?长度m?
平皮带?150?186?60?压力滚筒可调，可做储积用途
V型皮带?150?75?15?不适用于重负载及连续作业
连续式炼条?不用?225?15?适用于45kg以上负载
滚筒对滚筒?不用?没有限制?12?适用于栈板及重负载
圆皮带?不用?90~ 300?只需一驱动马达，即可驱动复杂结构
3 储积输送机（Accumulation Conveyor）
储积输送机主要类型：如图 3-36 所示。
图 3-36 储积输送机之分类
3.1 一般型储积输送机
重力式滚轮及滚筒是一般常用之最便宜及最简单之储积输送机。其应用非常广泛，但对于某些物品则易造成安全及物品毁损的问题。此种型式不能使用于系统的主输送线或是在物品的移动必须处于某一速度在一特定时间内完成的情况中。
储积输送机也可由好几段的皮带输送机组成，称为“阶段指引皮带输送机( Cascade indexing belt conveyor )”。物品移动到第一段皮带上，物品尾端碰到传感器，而停止输送。而下一件物品抵达时，输送机再次激活移动，直到此物品尾端完全在皮带上。这将持续到第一件物品到达输送机的末端，接着一传感器会指示出有一排满列的物品在第一段输送带上，然后这一列物品会被完整地移动至最远程的空输送带上。而物品可以从此储积线上释放端移去，可一次移出一件物品或是一整列物品。当此释放端的输送带完全空的时候，则会再将前一段输送机上的一列物品送入。
另一种一般型的储积输送机就是轻触式动力滚筒输送机，其应用皮带驱动的滚筒，调整压力滚筒，使带动承载滚筒之驱动力为最小。但此方式对前端物品还是会造成推挤的压力。而且对于重量变化较大的物品推挤情况会较明显。因为压力滚筒的设定，是以带动最重物品为最低的设定基准，如此会对其他较轻物品增加了推挤压力。
3.2 零挤型储积输送机
大部分制造商均有其独特设计方式的零挤型储积输送机，基本动作原理，主要是以间歇方式，停止部份区段输送机滚筒的动力，以避免后方物品推挤到前方物品。零挤型储积输送机储积方式可分为两种，区段式储积及连续式储积。
(1) 区段式储积
区段储积（图 3-37）是将输送机长度分为几个区段，通常一区段长度为 600～760 mm 。每区段的动力是由一传感器控制，动作时，可将下一区段动力切断。储积线的第一区段是由一外部的传感器控制，（通常由前方物品堆积满线的传感器感应通知），或是来自系统控制器的信号。当物品到达第一区段时，即停止，并作动一传感器而切断第二区段的动力。物品从储积输送线上释放有两种方式：间隔式或整列式（图3-38 ）。
(a) 间隔式
有些型式的储积输送机只具有间隔式的功能，上一区段的传感器开启后即作动释放区段的动力以使暂停于此区段的物，随即送出。例如用于纸箱的密封包装的应用，则需选择间隔式，可将物品与物品加以间隔。
(b) 整列式
整列式储积线，可至同一时间，作动所有区段的动力，而将整条储积线上的物品送出。例如做叠栈机的应用，则整列式的供给方式较为适用。
区段式储积，对于物品最大、最小长度与区段长度的关系非常重要，区段的设计通常是以能处理最大的物品为主，但有些情况，一物品可能会横跨两区段，而产生物品的推挤压力。而另一种情况是两个较小的物品可能停止在一较大的区段内，导致不可预测的释放问题。
图 3-37 区段储积输送机
图 3-38 区段式储积输送机之释放方式
(2) 连续式储积
物品一个靠着一个堆满整个输送机，因此如堆挤压力过大时，易造成物品损坏，为了降低堆挤压力而有许多种设计方式，主要原理即在某段时间内移去大部份输送机的动力而保存少许段落具有动力，如此整线仍存有很小的驱动力，但已不足以对物品造成损坏（图 3-39）。
图 3-39 连续式储积输送机
4 皮带输送机
皮带输送机是水平输送机中较经济的方式。也可用于坡度的输送（图3-40）。皮带可由滚筒或金属滑板来支撑。皮带式的滚筒、骨架及驱动单元有很多组合的方式。由输送的物品及系统的应用需求来决定何种方式。皮带的断面也会影响到输送机端部滚筒及驱动方式的设计，如较厚的皮带及较重的材料需要较大的皮带轮直径。
图 3-40 皮带输送机
4.1 皮带支撑型式
(1) 滑板式：
皮带下方以滑板支撑，一般滑板的型式，则是用于较轻负载及速度较低的情况 30 m/min 以下。
(2) 滚筒式：
皮带下方以滚筒支撑，滚筒式的床座所需动力较小，且皮带寿命较长，输送能力较大。
4.2 负载能力
皮带输送机的负载能力与皮带支撑型式有很大关系，滚筒式不但输送能力较大，且负载能力更大(见表3-5)。
表 3-5 皮带输送机负载能力
马力hp?滑板式负载能力kg?滚筒式负载能力kg
1/3?180?510
1/2?340?1,130
3/4?540?2,400
1?720?3,180
4.3 模块型式
(1) 转弯模块（图3-41）：
皮带式输送机因皮带具有可伸张性，故其在转弯模块上应用很广，从30～180度都有，但以90度使用最普遍。
图 3-41 各种角度之转弯模块组合
(2) 螺旋模块（图3-42）：
转弯皮带也有螺旋的构造，可做物品的爬升。以中心线的有效倾斜角，一般在16～20度，有90度及180度的模块，提供多种弹性的组装方式。而螺旋转弯模块与倾斜皮带所需之空间尺寸参见图3-43。
图 3-42 螺旋状转弯模块
图 3-43 螺旋转弯模块与倾斜皮带所需空间尺寸比较
4.4 驱动单元
驱动单元的位置与输送机驱动方式及倾斜角有关。如皮带是单方向转动，则驱动单元应位于输出端。如皮带是可正逆转，则驱动单元应位于中央位置。如用于一下降坡度在15度以内，驱动单元置于较低的一端。如超过15度，则置于较高的一端。可正逆转之皮带式输送机，在制造及装配都要较小心，因为皮带的循迹性较困难。而且，长度超过 15 m 或是非常短的可逆转皮带输送机都是循迹较为困难。根据经验，皮带的长度最好不要短于三倍的皮带宽度，以避免循迹的问题。
(1) 驱动方式
端部驱动方式，一般是用于较短的输送机之单方向传动，且负载较轻的情况。中央位置驱动方式，则是用于可逆转的传动且为中、重负载的情况。
(2) 输送速度
另一个驱动的考虑就是输送的速度，速度要够快到能将负载分开，以减少皮带张力。可变速的驱动单元可用于输送速度无法事先决定的情况或是需与另一输送机或其它设备速度配合的情况。机械式变速装置的速比可到10比1。电子式的则可达到50比1。
在一系统使用皮带式输送机，每一段接连的皮带速度应提高约1.5 m/min ，或是增加10％的速度，以确保输送机之间安全的传送。如输送机每分钟激活停止的次数超过八次（例如用于分度间歇作业），则马达与减速机应加装特别的设备以保护输送机，如离合器剎车，并应向制造商咨询来确保正常使用。
计算有效的皮带拉力驱动，可使用下述公式：
BP＝F（L＋B＋R＋0.05T）＋sinθ(I)＋0.3D
BP＝皮带拉力（Belt pull）(kg)
F＝摩擦（滚筒式：5％，滑板式：30％）
L＝负载（输送带上全部重量）(kg)
B＝皮带重量 (kg)
R＝滚筒重量 (kg)
T＝尾端供给段负载的重量 (kg)
θ＝倾斜角
I＝负载在倾斜角度上的重量 (kg)
D＝最重负载偏斜的重量 (kg)
有效皮带拉力 EBP＝BP×1.25 ( 额外的 25％是因为皮带的弹性及轴承的摩擦损失 ) (kg)
马达马力计算公式如下：
马达马力 hp＝?
效率＝皮带传动效率×减速机效率(由减速机制造厂商提供)
4.5 输送坡度
皮带输送机除可水平输送外，也可应用于不同坡度的输送，上升坡度的大小与物品的形状、表面的条件、皮带材质、皮带型式及供给到倾斜段皮带之构成方式有关。物品高度及重心位置的关系，则可决定最大坡度。一般而言，对于一均匀负载，其最大坡度，可用一通过负载重心的铅垂线，必须落于负载基底长度的 1/3 以内来决定。如图 3-44 所示。一般而言，平滑的塑料篮需使用特别的皮带，坡度可达 15 度，对纸箱而言，最大坡度可到 25度。有一些物品虽可达 30度，但属于特殊应用，需特别小心考虑输送中重心平衡的问题。
图 3-44 均匀负载重心位置与坡度的关系
4.6 调紧装置( Take-up device )
所有的皮带输送机均需装有调紧装置，以补偿皮带长度的变化及保持皮带的张力。调紧装置最好装于皮带的松弛端，并紧接着驱动部分。
以下几种情形须使用重力调紧装置（图3-45）：
(1) 皮带输送机使用橡胶皮带，长度超过45 m
(2) 皮带输送机使用针织帆布皮带，长度超过20 m
(3) 皮带输送机使用棉织皮带，长度超过15 m
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