自動化生產線設計要點分析論文

經濟的快速發展促使各類材料的需求量不斷增加，尤其是以汽車、電子、家電等為代表的工業產品在需求量不斷增加的情況下，傳統的粗放式生產模式逐漸被自動化生產線所取代，以提高產品的生產 在提高生產效率和產品質量的同時，也大大節約了勞動力成本，提高了企業的經濟效益。現代自動化生產線依托於工業機器人的不斷發展和電子控制技術的發展，在總結分析工業生產工藝流程的基礎上，采用分段式設計實現自動化生產。文章在分析自動化生產線設計過程的基礎上，對自動化生產線設計過程中可能出現的問題進行實例分析，並對如何做好相關問題加以探討。

關鍵詞：

自動化生產線；設計；流水線

前言

自動化生產線是現在工業生產領域中應用較為廣泛的壹種生產設備。自動化生產線現在多以全自動、半自動的形式來實現，其中半自動生產線主要是通過將生產線中壹部分不經濟的人工操作轉變為機器來代替，從而更好地提高企業的經濟效益和產品的轉化生產效率。自動化生產線的設計需要在熟悉工業產品生產工藝的基礎上做好自動化生產線的設計。

1 自動化生產線的設計流程

自動化生產線的設計需要在熟悉產品生產工藝的基礎上實現，首先只有在熟悉產品生產工藝和產品特點的基礎上才能進行自動化生產線的設計，同時產品生產工藝也是產品裝配工藝的完整體現。同時，產品生產過程也是產品裝配過程的完整體現，產品生產過程中的每壹道工序都會對產品生產的每壹個步驟進行詳細的要求和說明，並對相應的規範進行標準的描述。因此，在設計自動化生產線之前，首先要對生產流程進行分析和熟悉。

2 做好自動化生產線的節拍分析

做好自動化生產線的生產節拍分析對自動化生產線的設計有著非常重要的意義。自動化生產線的產品生產節拍決定了自動化生產線的產品質量。自動化生產線的生產效率主要是指自動化生產線在單位時間內生產出半成品所需要的時間，這是評價壹條自動化生產線是否合格的重要指標之壹，在自動化生產線設計過程中需要對各個工位進行節拍分析和整合，將小節拍工位上自動化生產線中的瓶頸予以消除，減少自動化生產線設計中的冗余工序環節，提高生產 自動化生產線設計中的冗余工序環節，減少冗余工序環節，提高生產效率。

自動化生產線中的生產節拍主要由工序作業時間和輔助作業時間組成，在自動化生產線的生產節拍設計中首先要對生產線的平衡率進行壹定的設計計算。在完成生產線平衡率計算的基礎上再進行生產線節拍的計算，這是由於自動化生產線中節拍最長的工位會比較嚴重地限制其他工位的運行，因此，自動化生產線中的生產節拍主要是由自動化生產線運行過程中運行時間最長的工位的節拍確定的。在設計自動化生產線時需要對運行時間最長的工作站進行分析，確定是否可以通過縮短其運行時間來有效降低節拍瓶頸，從而使自動化生產線中各工作站的運行節拍保持壹定的平衡。

3 確定自動化生產線的設計方案

在完成自動化生產線設計的前期準備工作後需要進行自動化生產線設計方案的確定，在確定自動化生產線設計方案的過程中需要對自動化生產線進行多次方案設計並在上述方案中選擇最優設計方案。優化設計方案。最優自動化生產線設計方案的評價標準為：簡單實用、可靠、盡可能`減少人工操作，並在滿足所有先決條件的功能下對自動化生產線的生產成本、生產效率等方面進行確定。在完成自動化生產線設計方案確定後，需要對自動化生產線進行三維模型設計，並繪制相關的二維工程圖紙。

3.1 自動化生產線的傳動系統和結構設計

自動化生產線對於傳統的系統和結構設計需要根據產品的結構形式來確定。現在在自動化生產線中使用較多的輸送方式有：鏈條傳動、皮帶傳動以及轉盤輸送機和振動盤送料等，然後在自動生成產品時需要對產品的隔離和環向進行考慮，如需要在工作站中進行零件檢測或定位就需要將產品與出料傳動裝置進行分離並進行準確定位。這樣可以確保產品在裝配、加工和檢測過程中不受其他外力的影響。在自動化生產線中產品的轉換主要以 X/Y/Z 三個自由度組成，在方向的改變上可以通過使用換向氣缸、分度盤或凸輪分度以及特定的機械設備來實現自動化生產線生產過程中的回轉功能、在自動化生產線的分隔過程中由於各個工位的節拍差異會存在壹定的等待現象，如等待時間稍長，則需要等待壹定的時間，使產品分離並脫離傳送。這樣等待的時間就有點長，這時就需要在自動生產線上設計物料暫存堆。

3.2 做好自動化生產線氣動原理圖的繪制工作

在對自動化生產線的產品工藝進行分析的基礎上需要對升降、夾緊、直線運動、旋轉等功能進行確定，在設計過程中需要依靠操作工作站來對自動化生產線氣動系統原理圖進行確定和繪制。確定與繪制。對於依靠氣動來實現升降等受重力因素影響或者在緊急情況下禁止動作的環節需要在氣動控制環節的設計中增加氣動控制單向閥，並且在閥門的選擇設計中選擇三位五通的中空閥門，從而在氣動或者緊急情況下避免氣動單元由於重力作用而產生的危險。

3.3 做好現場工藝布置圖的繪制工作

在自動化生產線現場工藝布置圖的繪制過程中需要根據產品的生產工藝來對自動化生產線的各個工位進行確定，在確定工位的過程中需要根據現場的實際情況來對各個工位的位置進行合理的布置並繪制成圖，從而實現各個工位的有序進行。串聯或並聯成有機整體。在對自動化生產線進行設計的過程中還需要充分考慮到客戶現場中的氣源氣路、電源、生產線的控制方式以及中間的傳輸環節等，做到詳細的分類。在走線方式上主要分為空中走線和地面走線兩種，對於自動化生產線走線所需要用到的氣管、電源線、控制線、線槽等要充分考慮，並確定所需要的長度乘以壹定的系數，以保證實際走線過程中管線的損耗。

3.4 自動化生產線設計的原則

在自動化生產線設計過程中需要在滿足使用功能的前提下盡量對工藝步驟進行優化，使設計過程簡單化，設計成本最小化。在自動化生產線設計過程中對於自動化生產線中所用到的各種零部件如傳感器、PLC 等部件應盡量選擇統壹的標準，這樣在降低自動化生產線成本的同時可以方便其管理、互換。

3.5 做好自動化生產線中機械手形式的確定

在自動化生產線中機械手形式的確定需要綜合分析產品零件的加工節拍、自動化生產線所處平面形式的區別、產品的上下工時間、產品加工的中間環節、產品加工所需要的物流時間、加工工位所使用的自有設備等基礎上確定生產機械手的形式。在確定生產機器人形式的基礎上要看是采用關節式還是其他形式。

3.6 做好基於現場總線的自動化生產線網絡建設

控制系統是自動化生產線的核心樞紐，現場總線是當今工業自動化生產中用於現場通訊的主要通訊手段，而利用現場總線能夠將自動化生產線生產中各個獨立的控制單元模塊聯系起來，實現對自動化生產線的控制。自動化生產線的控制管理主要是由上位機和主、從站來構建起整個控制系統，從站將本站功能完成的信號和本站功能準備好的信號傳輸給主站，主站通過與上位機的信息交換來對整條自動化生產線按照工藝流程進行啟停控制。在主、從站控制設備的選擇上主要采用 PLC 作為現場工作站的主控制器，並通過現場總線將控制器構建成控制網絡，實現對自動化生產線的控制。

4 結語

自動化生產線是當今工業化生產發展的重要方向。文章在分析自動化生產線設計流程的基礎上，對自動化生產線設計中的要點進行了分析和介紹。

參考文獻

[1]何平陽，姚傑，程錫偉.基於現場總線控制系統的冷凍箱成型自動化生產線設計[J].模具工業，2012，38（10）：58-61.

[2]李偉光，孟啟勇，連曉華.基於 PLC 的不銹鋼鍋復合壓力焊自動化生產線設計[J].制造自動化，2012，34（23）：

[3]李偉光，劉權權，徐仰照，等. 基於 PLC 和觸摸屏的 DVD 機殼自動化生產線設計[J].機械與電子，2009（5）：71-74.