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自动化生产线设计要点分析论文

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摘 要：

经济的快速发展促进了各类物资需求的不断增加，尤其是以汽车、电子、家电等工业制品为代表的工业品的需求在不断的增加，传统的粗放型的生产模式正在逐步被自动化生产线所取代，在提高产品生产效率、产品生产质量的同时也极大的节约了人力成本，提高了企业的经济效益。现代自动化生产线依托于不断发展的工业机器人以及电子控制技术的发展，在总结分析工业品生产流程的基础上采用细分化的设计从而实现自动化的生产。文章在分析自动化生产线设计流程的基础上对自动化生产线设计过程中可能出现的问题进行举例分析，并对如何做好相关问题的解决进行探讨。

关键词：

自动化生产线；设计；装配线

前言

自动化生产线是现今在工业生产领域中应用较多的生产设备。自动化生产线现今多采用的是全自动、半自动的形式加以实现，其中半自动化生产线主要是通过将生产线中的一部分不经济的人工操作转变为机器替代，从而更好的提高企业的经济效益和产品成产效率。做好自动化生产线的设计需要在熟悉工业产品生产工艺的基础上做好对于自动化生产线的设计。

1 自动化生产线设计流程

自动化生产线的设计需要在熟悉产品生产工艺的基础上得以实现，首先只有在熟悉产品生产工艺的及产品特点的基础上来对自动化生产线进行设计，同时产品生产工艺也是一个产品装配过程的完整体现，产品生产过程中的每一道工序都会对产品的每一步生产进行详细的要求与说明，并对相应的规格标准进行说明。因此，在对自动化生产线进行设计之前首先要对产品的生产工艺进行分析、熟悉。

2 做好自动化生产线的节拍分析

做好自动化生产线的生产节拍的分析对于自动化生产线的设计有着十分重要的意义。自动化生产线的产品生产节拍决定着自动化生产线所产生的产品的质量。自动化生产线的生产效率主要指的是自动化生产线在单位时间内所生产出半成品所需要的时间，其是评价一个自动化生产线是否合格的重要指标之一，在自动化生产线的设计过程中需要对各个工位进行节拍分析并整合小节拍工位对自动化生产线中的瓶颈工位予以消除减少自动化生产线设计中的冗余工序环节，提高生产效率。

自动化生产线中的生产节拍主要由工艺操作时间和辅助作业时间所组成，在自动化生产线的生产节拍的设计时要首先对生产线的平衡率进行一定的设计计算。在完成了对于生产线平衡率计算的基础上再对生产线节拍进行计算，这是由于自动化生产线中的节拍最长的工位将会对其他工位的运行产生较为严重的限制，因此，自动化生产线中的生产节拍主要是由自动化生产线运行过程中运行时间最长的工位节拍所决定的。在对自动化生产线进行设计的过程中需要对最长工位进行分析以确定是否能缩短其运行时间从而有效的减少节拍瓶颈，从而使得自动化生产线中的各工位的运行节拍保持一定的均衡。

3 确定自动化生产线的设计方案

在完成了对于自动化生产线设计的前期准备工作后需要对自动化生产线的设计方案进行确定，在自动化生产线设计方案的确定过程中需要对自动化生产线进行多套方案设计并在上述方案中选择最优的设计方案。最优自动化生产线设计方案的评价标准：简单实用、可靠性并尽可能的`降低人工操作并在满足所有功能的前提条件下从自动化生产线的生产成本、生产效率等方面来进行确定。在完成了对于自动化生产线的设计方案确定后需要对自动化生产线进行三维模型设计，并绘制相关的二维工程图。

3.1 自动化生产线的传动系统及结构设计

自动化生产线在对于传统系统及结构的设计需要根据产品的结构形式来进行确定。现今在自动化生产线中使用较多的输送方式主要有：链传输、皮带传输以及转盘输送和振动盘供料等的多种方式，而后需要对产品自动生成中的产品分隔和环向等进行考虑，如需要在工位上对零件进行检测或是定位时需要对产品的分隔且脱离传送进行精确的定位。从而确保在没有其他外力参与的情况下对产品进行装配、加工和检测。在自动化生产线中对于产品的转换向主要由X/Y/Z三个自由度所组成，在进行换向时可以通过使用换向汽缸、分度盘或是凸轮分度器及特定的机械工装来实现自动化生产线生产过程中的旋转功能，在自动化生产线中的分隔过程中由于各工位的节拍存在着差异将会存在着一定的等待现象，如这一等待时间稍长则需要在自动化生产线中设计暂存料的料垛。

3.2 做好自动化生产线中的气动原理图的绘制

在对自动化生产线产品工艺进行分析的基础上需要对各工位的举升、夹紧、直线运动、转动等功能的实现进行确定，在对其进行设计的过程中需要依靠工作站的运行方式来对自动化生产线中的气动系统的原理图进行确定与绘制。对于依靠气动来实现举升等受重力因素影响或是在紧急情况下禁止动作的环节需要在气动控制环节的设计中增加气动控制单向阀，并在阀片的选择设计中选用三位五通中空阀的设计，从而在断气或是紧急情况下气动单元因重力动作而产生的危险。

3.3 做好现场工艺布局图的绘制

在自动化生产线现场工艺布局图的绘制过程中需要根据产品的生产工艺来对自动化生产线中的各工位进行确定，在工位的确定过程中需要依照现场的实际情况来对各工位的位置进行合理的布局并绘制成图，从而实现将各工位有序的串联或并联成一个有机的整体。在自动化生产线的设计过程中还需要充分考虑到客户现场中的气源气路、电源、线控走线的方式以及中间转接环节等，做到细致分类。在走线方式上主要分为空中和地面两种走线方式，对于自动化生产线走线中所需要使用的气管、电源线、控制线、线槽等进行充分的考虑并在确定所需要的长度时乘以一定的系数，以确保实际走线管过程中的损耗。

3.4 自动化生产线的设计原则

在自动化生产线的设计过程中需要在满足使用功能的前提下尽可能的对工艺步骤进行优化、设计过程最简化、设计成本最小化。在自动化生产线的设计过程中对于自动化生产线所使用的各个零件如传感器、PLC等的部件应当尽量选择统一的标准，从而在降低自动化生产线成本的同时能够方便的对其进行管理、互换。

3.5 做好自动化生产线中的机器人形式的确定

在自动化生产线中的机器人形式的确定中需要在综合分析产品零件的加工节拍、自动化生产线所在平面形式的区别以及产品上、下料的时间、产品加工过程中处理中间件物流所需要使用的时间自己设备加工工位等的基础上来对生产机器人的形式进行确定看是采用关节式还是其他的形式。

3.6 做好基于现场总线的自动化生产线组网

控制系统是自动化生产线的核心中枢，现场总线是现今工业自动化生产中进行现场通讯的主要通讯手段，同时使用现场总线来将自动化生产线中各个独立的控制单元模块进行链接以实现对于自动化生产线的控制。自动化生产线的控制管理主要由上位机和主、从站构建起整个控制系统，从站主要将本站功能完成信号和本站功能准备好信号传输至主站，主站通过与上位机进行信息交换来按照工艺流程对整个自动化生产线进行启停控制。在主、从站控制设备的选择上主要采用PLC来作为现场工作站的主控制器，并通过现场总线将各控制器构建起一个控制网络以实现对于自动化生产线的控制。

4 结束语

自动化生产线是现今工业化生产中发展的重要方向。文章在分析自动化生产线设计流程的基础上对自动化生产线设计中的要点进行了分析介绍。

参考文献

[1]何平阳，姚杰，程西伟.基于现场总线控制系统的冰柜箱壳成形自动化生产线设计[J].模具工业，2012，38（10）：58-61.

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[3]李伟光，刘铨权，许阳钊，等.基于PLC和触摸屏的DVD盒自动化生产线设计[J].机械与电子，2009（5）：71-74.

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