自動(dòng)化生產(chǎn)線設(shè)計(jì)論文
論文是各專業(yè)學(xué)員都必須完成的集中實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，不能免修。要求每位學(xué)員在學(xué)校指定的指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨(dú)立完成論文的寫作，下面小編帶來(lái)的是自動(dòng)化生產(chǎn)線設(shè)計(jì)論文，希望對(duì)你有幫助。
【摘 要】本文以通過(guò)自動(dòng)化設(shè)計(jì)的實(shí)踐過(guò)程對(duì)自動(dòng)化設(shè)計(jì)做以簡(jiǎn)述，敘述了自動(dòng)化設(shè)計(jì)的大致設(shè)計(jì)過(guò)程，設(shè)計(jì)過(guò)程中需要準(zhǔn)備、注意的事項(xiàng)。
【關(guān)鍵詞】自動(dòng)化；裝配線；設(shè)計(jì)
0.前言
近些年隨著我國(guó)公民生活水平的不斷提高，人們的消費(fèi)水平也在不斷提高，這也增長(zhǎng)了人們對(duì)汽車、家電等工業(yè)制成品的需求。而同樣經(jīng)濟(jì)危機(jī)也同樣在影響著人們的消費(fèi)行為，促使現(xiàn)代工業(yè)改變傳統(tǒng)的粗放型生產(chǎn)模式，而取代的則是自動(dòng)化高效率的精益生產(chǎn)方式。現(xiàn)代的自動(dòng)化生產(chǎn)方式不但提高了生產(chǎn)效率，也節(jié)約了人力成本，改善了勞動(dòng)條件。現(xiàn)代精益生產(chǎn)、工業(yè)機(jī)器人以及電子控制技術(shù)的高端結(jié)合也促使了自動(dòng)化控制技術(shù)更好的工業(yè)生產(chǎn)中展開。本文則通過(guò)實(shí)例簡(jiǎn)要介紹自動(dòng)化生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)過(guò)程，并對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程中可能產(chǎn)生的問(wèn)題進(jìn)行舉例，分析，解決。
自動(dòng)化生產(chǎn)線多以全自動(dòng)、半自動(dòng)的形式體現(xiàn)，半自動(dòng)化生產(chǎn)線會(huì)將一部分機(jī)器難以勝任或從成本上考慮并不經(jīng)濟(jì)的的操作由人工代替。以下對(duì)自動(dòng)化生產(chǎn)線設(shè)計(jì)做以簡(jiǎn)要描述。
1.熟悉產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝
熟知產(chǎn)品生產(chǎn)工藝才能更好的依據(jù)產(chǎn)品的特點(diǎn)、特殊性來(lái)設(shè)計(jì)生產(chǎn)線，同時(shí)生產(chǎn)工藝也是一個(gè)產(chǎn)品裝配過(guò)程的完整體現(xiàn)，通常生產(chǎn)工藝會(huì)對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中的每一步進(jìn)行詳細(xì)要求，說(shuō)明，并規(guī)定相應(yīng)的合格標(biāo)準(zhǔn)。因此熟知產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝是設(shè)計(jì)前必做的準(zhǔn)備。生產(chǎn)工藝多以工藝指導(dǎo)書的形式體現(xiàn)。
2.自動(dòng)化生產(chǎn)線節(jié)拍分析
明確產(chǎn)品的生產(chǎn)節(jié)拍，并對(duì)生產(chǎn)線各工位進(jìn)行節(jié)拍分析。產(chǎn)品的生產(chǎn)節(jié)拍決定產(chǎn)品的產(chǎn)量，生產(chǎn)線的'效率是指生產(chǎn)線單位時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)出成品或半成品的時(shí)間，它是一個(gè)生產(chǎn)線驗(yàn)收合格的重要指標(biāo)。需要對(duì)各個(gè)工位進(jìn)行節(jié)拍分析，整合小節(jié)拍工位，消除瓶頸工位，減少不必要的操作。生產(chǎn)節(jié)拍是由工藝操作時(shí)間和輔助作業(yè)時(shí)間二者組成，首先要計(jì)算生產(chǎn)線的平衡率，公式為：
線體平衡率=（所有工序節(jié)拍之和×100%）/（瓶頸工序節(jié)拍×人員）
=（65+24+58+51.5+58.3+52.3+39.6+62+64.6+66.1）/10/66.1
=81.9%
其次確定生產(chǎn)線節(jié)拍，因?yàn)樽詣?dòng)化裝配生產(chǎn)線中節(jié)拍最長(zhǎng)的工位限制其他工位的運(yùn)行，因此一個(gè)生產(chǎn)線的生產(chǎn)節(jié)拍就是運(yùn)行時(shí)間最長(zhǎng)的工位節(jié)拍。設(shè)計(jì)過(guò)程中需要考慮最長(zhǎng)節(jié)拍工位能否縮短運(yùn)行時(shí)間，減少節(jié)拍瓶頸，盡量使各個(gè)工位的運(yùn)行節(jié)拍保持均衡。
3.確定產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方案
通過(guò)多個(gè)方案對(duì)比，尋找最優(yōu)方案，要求方案簡(jiǎn)單易用，易于實(shí)現(xiàn)，盡可能少的人工操作，并在滿足所有功能工況的前提下考慮成本、效率。確定方案后進(jìn)行生產(chǎn)線的三維模型設(shè)計(jì)，繪制二維工程圖。
（1）根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形式來(lái)確定生產(chǎn)線的傳送方式及零部件的上下料方式。常用的主要有倍速鏈輸送，皮帶輸送，轉(zhuǎn)盤輸送，滾輪輸送，振動(dòng)盤供料，機(jī)械手供料等；其次需要確定產(chǎn)品的分隔與換向，通常在工位上需要安裝或檢測(cè)零件時(shí)，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行分隔且脫離傳送并進(jìn)行精確定位，以實(shí)現(xiàn)在沒(méi)有其他外力干擾的情況下對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行裝配、加工、檢測(cè)。而產(chǎn)品的換向分為X、Y、Z三個(gè)自由度方向的變換，可通過(guò)轉(zhuǎn)向氣缸、分度盤、凸輪分度器及特定機(jī)械工裝來(lái)實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)功能。分隔過(guò)程中由于各工位節(jié)拍不一致，會(huì)有等待現(xiàn)象，如果等待過(guò)長(zhǎng)需要設(shè)計(jì)暫時(shí)存料的料垛。
（2）對(duì)于涉及到多個(gè)型號(hào)產(chǎn)品的自動(dòng)化裝備線需要考慮增加快換工裝，對(duì)于日后更新新產(chǎn)品來(lái)說(shuō)不僅可以節(jié)省生產(chǎn)成本，還可以快速反應(yīng)產(chǎn)品的需求，以減少庫(kù)存，降低累積成本。快換工裝通過(guò)定位銷及銷套來(lái)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位。
（3）繪制氣動(dòng)原理圖，確定各工位的舉升、夾緊、直線運(yùn)動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)等方案后，需要依工作站的運(yùn)行方式繪制氣動(dòng)原理圖，對(duì)于舉升等受重力因素影響或在緊急停電停氣的情況下禁止工裝運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合需要在氣動(dòng)元件進(jìn)出氣口增加氣控單向閥，同樣閥片需要選擇三位五通中空閥，這樣可以避免在停電停氣的情況下氣動(dòng)元件誤操作造成危險(xiǎn)。
（4）繪制現(xiàn)場(chǎng)工藝布局圖，依照產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝，確定產(chǎn)品裝配的各工位后，需要依照現(xiàn)場(chǎng)情況合理布局各工位位置，繪制現(xiàn)場(chǎng)工藝布局，將各個(gè)工位有序的串聯(lián)或并聯(lián)到一起。同時(shí)需要依據(jù)客戶需要布局現(xiàn)場(chǎng)氣源氣路、電控線槽等的走線方式，大致分為地面布線和橋架上布線，需要計(jì)算氣管、電線、線槽等的有效長(zhǎng)度，在采購(gòu)時(shí)通常需預(yù)留10%，以避免在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中不能有效利用出現(xiàn)短缺。
（5）設(shè)計(jì)原則，在滿足功能的前提下，需要考慮人工操作舒適化，工藝步驟最少化，設(shè)計(jì)過(guò)程最簡(jiǎn)化，設(shè)計(jì)成本最小化。通常設(shè)計(jì)過(guò)程中需要采購(gòu)的定位銷、銷套、把手、傳感器、plc等外購(gòu)標(biāo)準(zhǔn)件盡量統(tǒng)一，便于統(tǒng)一管理、互換，且美觀。
（6）特殊專機(jī)應(yīng)用，對(duì)于擰緊螺釘需要采購(gòu)專用的擰緊槍；鉚接鉚釘用專用的鉚釘槍；特殊鉚釘需要用專用的壓機(jī)；助力需要用平衡吊；適時(shí)距離需要用伺服電機(jī)帶動(dòng)滾珠絲杠；這些特殊用途專機(jī)有專門廠家生產(chǎn)，可以直接采購(gòu)，避免設(shè)計(jì)周期超時(shí)和經(jīng)驗(yàn)上的不足。
4.繪制三維圖和二維工程圖
現(xiàn)代自動(dòng)化工業(yè)對(duì)與三維軟件的需求是與日俱增，當(dāng)然并不強(qiáng)調(diào)對(duì)于軟件的廣泛性，因?yàn)閷?duì)于軟件的需求有一款能滿足設(shè)計(jì)要求就可以，不必追求學(xué)習(xí)過(guò)多的三維軟件，最重要的還是在設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)于自動(dòng)化設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)。自動(dòng)化行業(yè)常用的設(shè)計(jì)軟件有Solidworks、Proe等。二維工程圖出圖可以直接用三維軟件出圖，也可依各人習(xí)慣采用CAD或者CAXA等二維工程圖軟件。
5.結(jié)束語(yǔ)
以上是個(gè)人對(duì)于自動(dòng)化生產(chǎn)線設(shè)計(jì)過(guò)程中的一點(diǎn)拙見，當(dāng)然設(shè)計(jì)過(guò)程是復(fù)雜繁瑣，且周期較短，需要不斷的接觸不同的項(xiàng)目來(lái)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。
【參考文獻(xiàn)】
[1]李紹炎.自動(dòng)機(jī)與自動(dòng)線.清華大學(xué)出版社出版社，2007/2/1.
[2]丁加軍，盛靖琪.自動(dòng)機(jī)與自動(dòng)線[J].機(jī)械工業(yè)出版社，2011/06/01.
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