自動化生產線設計論文

論文是各專業學員都必須完成的集中實踐性教學環節，不能免修。要求每位學員在學校指定的指導教師的指導下，獨立完成論文的寫作，下面小編帶來的是自動化生產線設計論文，希望對你有幫助。

【摘 要】本文以通過自動化設計的實踐過程對自動化設計做以簡述，敍述了自動化設計的大致設計過程，設計過程中需要準備、注意的事項。

【關鍵詞】自動化；裝配線；設計

0.前言

近些年隨着我國公民生活水平的不斷提高，人們的消費水平也在不斷提高，這也增長了人們對汽車、家電等工業製成品的需求。而同樣經濟危機也同樣在影響着人們的消費行為，促使現代工業改變傳統的粗放型生產模式，而取代的則是自動化高效率的精益生產方式。現代的自動化生產方式不但提高了生產效率，也節約了人力成本，改善了勞動條件。現代精益生產、工業機器人以及電子控制技術的高端結合也促使了自動化控制技術更好的工業生產中展開。本文則通過實例簡要介紹自動化生產線的設計過程，並對設計過程中可能產生的問題進行舉例，分析，解決。

自動化生產線多以全自動、半自動的形式體現，半自動化生產線會將一部分機器難以勝任或從成本上考慮並不經濟的的操作由人工代替。以下對自動化生產線設計做以簡要描述。

1.熟悉產品的生產工藝

熟知產品生產工藝才能更好的依據產品的特點、特殊性來設計生產線，同時生產工藝也是一個產品裝配過程的完整體現，通常生產工藝會對產品生產過程中的每一步進行詳細要求，説明，並規定相應的合格標準。因此熟知產品的生產工藝是設計前必做的準備。生產工藝多以工藝指導書的形式體現。

2.自動化生產線節拍分析

明確產品的生產節拍，並對生產線各工位進行節拍分析。產品的生產節拍決定產品的產量，生產線的效率是指生產線單位時間內生產出成品或半成品的'時間，它是一個生產線驗收合格的重要指標。需要對各個工位進行節拍分析，整合小節拍工位，消除瓶頸工位，減少不必要的操作。生產節拍是由工藝操作時間和輔助作業時間二者組成，首先要計算生產線的平衡率，公式為：

線體平衡率=（所有工序節拍之和×100%）/（瓶頸工序節拍×人員）

=（65+24+58+51.5+58.3+52.3+39.6+62+64.6+66.1）/10/66.1

=81.9%

其次確定生產線節拍，因為自動化裝配生產線中節拍最長的工位限制其他工位的運行，因此一個生產線的生產節拍就是運行時間最長的工位節拍。設計過程中需要考慮最長節拍工位能否縮短運行時間，減少節拍瓶頸，儘量使各個工位的運行節拍保持均衡。

3.確定產品的設計方案

通過多個方案對比，尋找最優方案，要求方案簡單易用，易於實現，儘可能少的人工操作，並在滿足所有功能工況的前提下考慮成本、效率。確定方案後進行生產線的三維模型設計，繪製二維工程圖。

（1）根據產品的結構形式來確定生產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，轉盤輸送，滾輪輸送，振動盤供料，機械手供料等；其次需要確定產品的分隔與換向，通常在工位上需要安裝或檢測零件時，對產品進行分隔且脱離傳送並進行精確定位，以實現在沒有其他外力干擾的情況下對產品進行裝配、加工、檢測。而產品的換向分為X、Y、Z三個自由度方向的變換，可通過轉向氣缸、分度盤、凸輪分度器及特定機械工裝來實現旋轉功能。分隔過程中由於各工位節拍不一致，會有等待現象，如果等待過長需要設計暫時存料的料垛。

（2）對於涉及到多個型號產品的自動化裝備線需要考慮增加快換工裝，對於日後更新新產品來説不僅可以節省生產成本，還可以快速反應產品的需求，以減少庫存，降低累積成本。快換工裝通過定位銷及銷套來實現精準定位。

（3）繪製氣動原理圖，確定各工位的舉升、夾緊、直線運動、轉動等方案後，需要依工作站的運行方式繪製氣動原理圖，對於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動的場合需要在氣動元件進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元件誤操作造成危險。

（4）繪製現場工藝佈局圖，依照產品的生產工藝，確定產品裝配的各工位後，需要依照現場情況合理佈局各工位位置，繪製現場工藝佈局，將各個工位有序的串聯或並聯到一起。同時需要依據客户需要佈局現場氣源氣路、電控線槽等的走線方式，大致分為地面佈線和橋架上佈線，需要計算氣管、電線、線槽等的有效長度，在採購時通常需預留10%，以避免在實際生產過程中不能有效利用出現短缺。

（5）設計原則，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，設計過程最簡化，設計成本最小化。通常設計過程中需要採購的定位銷、銷套、把手、傳感器、plc等外購標準件儘量統一，便於統一管理、互換，且美觀。

（6）特殊專機應用，對於擰緊螺釘需要採購專用的擰緊槍；鉚接鉚釘用專用的鉚釘槍；特殊鉚釘需要用專用的壓機；助力需要用平衡吊；適時距離需要用伺服電機帶動滾珠絲槓；這些特殊用途專機有專門廠家生產，可以直接採購，避免設計週期超時和經驗上的不足。

4.繪製三維圖和二維工程圖

現代自動化工業對與三維軟件的需求是與日俱增，當然並不強調對於軟件的廣泛性，因為對於軟件的需求有一款能滿足設計要求就可以，不必追求學習過多的三維軟件，最重要的還是在設計過程中對於自動化設計的經驗。自動化行業常用的設計軟件有Solidworks、Proe等。二維工程圖出圖可以直接用三維軟件出圖，也可依各人習慣採用CAD或者CAXA等二維工程圖軟件。

5.結束語

以上是個人對於自動化生產線設計過程中的一點拙見，當然設計過程是複雜繁瑣，且週期較短，需要不斷的接觸不同的項目來總結經驗。

【參考文獻】

[1]李紹炎.自動機與自動線.清華大學出版社出版社，2007/2/1.

[2]丁加軍，盛靖琪.自動機與自動線[J].機械工業出版社，2011/06/01.