我国自动化流水线的研发是从自力更生入手,借鉴国外先进技术实现提高。**以来,从单项技术引进扩大到成套设备技术引进,再通过消化吸收实现国产化,继而形成系列化,并开始走向国际市场。目前,我国的自动化流水线产业类别基本齐全,品种多种多样,产品技术高中低档并存。
随着经济的**化发展趋势, 传统密集型加工制造业, 如服装、电子等行业,单品制造费用越来越高,加工利润越来越低,为提升企业的整体利润率, 优化企业管理流程,通过使用自动化流水线和信息化改造来提升生产效率成为有效的手段之一。但自动化流水线的使用,要考虑到企业的实际情况,要以经济效果为依托,对方案进行优化。
自动化流水线的经济效果评价指标主要有:
1、产品产量增加额及增长率;
2、劳动生产率及增长速度;
3、流动资金占用量和节约额;
4、产品成本降低额及降低率;
5、投资回收期、年度综合节约额等等。
除了上述数量指标外,还要考虑一些不可定量的指标,如劳动条件,环境保护的改善等。
企业应根据本身的实际情况需求,进行自动化流水线的设计,所设计的自动化流水线应符合企业的生产要求,能给企业带来良好的经济效益。否则,就必须对流水线进行适当的调整、重新设计或直接淘汰。
自动生产流水线,是指按照工艺过程,把一条生产线上的机器联结起来,形成包括上料、下料、装卸和产品加工等全部工序都能自动控制、自动测量和自动连续的生产线。
现今阶段,自动化流水线应满足众多的要求,主要涉及到下列几项指标:
1、提高质量;
2、增加生产;
3、为适应生产变化而更换模具的时间短;
4、生产过程的监控;
5、操作人员的安全。
为了满足上述要求,自动化系统的应用增加了下列任务:
1、收集与管理产品及机器参数。这个任务的增加可以提高工作效率,同时也可给设备的维护提供方便。
2、存储生产数据,为连续生产过程制作实验数据以及自动纠正加工数据。
由于启动和停车时是自动进行的,顾客不仅需要获得较短的更换模具的时间, 而且尽可能使机器达到停机时间短的目的,并能降低次品的产生。由于目前使用了计算机控制的生产数据组织生产,所以可以使机器载荷化。
自动生产流水线之所以能成为一个系统,缘于它是建立在机械技术、计算机技术、传感技术、驱动技术、接口技术等基础上的一门综合技术。它从系统工程观点出发,应用这些综合技术,根据生产的需要,对他们进行了有效地组织与综合,从而实现整体设备的化。
因此,自动化流水线虽源于流水生产线与流水生产线有相似之处,但其性能已经远远**过流水生产线,并有许多明显的不同。主要的特点是自动化流水线吸纳具有统一的自动化控制系统,有较高的自动化程度,还具有比流水生产线更为严格的生产节奏,工作必须以一定的生产节拍经过各个工位完成预定的加工。
自动化流水线是指按照工艺过程,把一条生产线上的机器联结起来,形成包括上料、下料、装卸和产品加工等全部工序都能自动控制、自动测量和自动连续的生产线。
在**工业生产的变革大潮中,自动化流水线技术不断应用,普及度也是越来越广。而在自动化流水线设备中,单片机控制系统一个很重要的系统,应用很多、很广。现在以自动化流水线中产品产量统计显示系统来看单片机的应用。
因为单片机系统板上有键盘输入电路和LED数码管等的连接,所以,只需在单片机系统板上扩展光电传感器、电压监测电路。
当发光二板管与光敏三极管间无货物通过时,单片机的计数器TO端检测到的是高电平。当发光二极管与光敏三极管间有货物通过时,货物挡住了发光二极管产生的光线,导致光敏三极管接收不到光源因而不能产生电流,那么单片机的计数器T0端检测到负跳变,实现了产品产量计数统计的功能。
在电压监测中,采用稳定电压为3.3V的稳压管,由于其正常工作电流介于10mA~55mA,在VCC为5V的情况下,R1可选阻值为470欧姆的电阻。当电源电压VCC正常时,计数器正端输入电压应略大于比较器负端输入电压,即稳压管稳定电压3.3V,此时,输入P3.3(外部中断1)的为高电平,系统将正常工作。
当电源电压VCC低于4.5V的时候,认为是不正常的,此时比较器正端输入电压应略小比较器负端输入电压3.3V,同时,比较器输出将发生翻转,单片机将产生中断。基二极管。电源正常时,二极管导通供电,并为电容充电。
现在科学技术日新月异,在工业生产中自动化流水线也使用得非常的普遍了,正是因为这些自动化流水线的飞速发展和广泛使用,提高了我们的生产效率及产品的质量、改善了工作的条件、降低了能源的损耗、节约了材料等等,在各方各面都获得了显著的效果。
自动化流水线之所以能构成一个完整的系统,是由于它是综合了传感技术、驱动技术、机械技术、接口技术、计算机技术等技术,自动化流水线虽然是源于传统的流水生产线,但它的功效是远远优于传统流水生产线,并且还有着多种显著的区别,其主要的特点是自动化流线有非常高的自动化控制,还有传统流水生产线所没有的精密的生产节奏,它是一个统一的自动控制系统,其工作要按照规定的工序顺序来完成。这些功能主要得益于机电一体化技术的应用,其主要技术特征有:
1、机械技术、电子技术和信息技术的功能交互,以及机械系统的微型计算机机控制的形式出现。
2、在一个具体的物理单元中,在不同的子系统空间上的集成。
3、机电一体化系统控制功能的智能化,越来越先进的控制功能取代了许多操作人员的推理和判断。
4、柔性化使得机电一体化产品能够灵活地满足各种要求,适应各种环境。
5、采用微处理器控制的系统,易于增加或改变功能,而无须增加硬件成本。
6、控制功能采用电力电子技术、微电子技术、计算机控制技术来实现,因此,对用户来说机电一体化系统的内部运行机制是隐蔽的。
7、在机电一体化技术中,设计思想与制造技术紧密联系在一起,二者是并行发展的。
随着经济的**化发展趋势,传统密集型加工制造业,如服装、电子等行业,单品制造费用越来越高,加工利润越来越低,为提升企业的整体利润率, 优化企业管理流程,通过信息化智能改造来提升流水线生产效率成为有效的手段之一。
在传统的制造企业的生产流程中,大部份生产模式以单件流生产模式为主, 这种生产线模式的缺点是通常在某些瓶颈工序会积压大量半制成品, 如果工序繁复且生产环节多,这种现象将更加严重。只有通过人工智能的改造,才能克服这种生产线上的浪费,实现高质量的发展
人工智能技术是使计算机模拟人的某些思维过程和智能行为(如学习、推理、思考、规划、决策等)的一门新的科学技术。人工智能是计算机科学的一个分支,它企图了解智能的实质,并生产出一种新的能以与人类智能相似的方式做出反应的智能机器。将人工智能技术引人自动化流水线技术中(自动化生产流水线、自动化包装流水线),使自动化流水线系统具有专家的知识、经验和推理决策能力。能够自主学习并获取新的知识,并使其有智能化的触觉、视觉、听觉、语言的处理能力,能够模拟工程领域的专家进行推理、联想、判断和决策,从而达到设计、制造自动化的目的。智能化能帮助工程技术人员摆脱大量烦琐的重复性劳动,使设计、制造过程更快捷、更简便、更安全,使自动化流水线系统更实用、更高效。
自动化装配流水线在运行时经常会跑偏,这是由于多重方面原因作用引起的,其中皮带的质量方面也是很可能引起自动化流水线的跑偏的原因之一,皮带的两侧伸长率不均匀,皮带的边缘不直,使得皮带的两侧的位力不等而产生拉力差,造成皮带的跑偏;自动化流水线厂家所生产的皮带成槽性差,物料在运送时,不能与槽形托辊充分接触,出现“悬空”的现象。
自动化装配流水线跑偏必须更正才不会影响自动化流水线的输送效率。厂家为了纠正皮带的跑偏,可以在皮带下设置一个调心托辊,托辊可以相对皮带的运行方向进行回转,从而使得皮带向着反方向作侧向移动。设备的皮带,在距自动化流水线机头部驱动滚筒1.5-2.0米处的回程皮带的上表面,安装一个反“V”型托辊,并且在反“V”型托辊的左右两侧和回程皮带的下表面,对称安装两个压紧平托辊。当出现自动化流水线跑偏时,可以进行调节反“V”型托辊的螺旋传动机构(丝杠)来改变皮带两侧的张力而达到调节皮带跑偏的目的。
自动化装配流水线的轮斗系统皮带机是单向运行,上承载托辊可以进行采用托辊的前倾二度的方法,下承载托辊可以每隔若干组采用一组带橡胶环的“V”型托辊,其槽角为五度,前倾二度。对于轮斗机、皮带车排土机上短的皮带机,还可以在机头、机尾部增设几组带皮带的空载平行托辊,以增强皮带抗跑偏的能力。
在自动化装配流水线的机架上,安装防跑偏开关,向两侧跑偏时,皮带边缘将碰击防跑偏开关,跑偏开关动作,系统停止运行;可以在皮带易跑偏处的机架两侧,增设立挡托管,当挡托辊可以相对皮带的运行方向回转;当皮带跑偏时,可靠立挡托辊与皮带间的强制作用力来进行调节皮带的跑偏,但些方法对皮带的寿命不利。可以改变皮带机机头、机尾滚筒的结构,改圆柱形滚筒为鼓形滚筒,通过增大皮带中心处的张力来进行调节皮带的跑偏。自动化流水线在进行空载运行时纠正跑偏,自动化流水线的跑偏部分大多数出现在空载段。一般情况下,即使皮带承载段出现跑偏,也可以通过调整空载段来进行纠正。
自动化生产线是在流水线的基础上逐渐发展起来的。它不仅要求线体上各种机械加工装置能自动地完成预定的各道工序及工艺过程,使产品成为合格的制品,而且要求在装卸工件、定位加紧、工件在工序间的输送、工件的分拣甚至包装都能自动地进行。使其按照规定的程序自动地进行工作。我们称这种自动工作的机械电气一体化系统为自动生产线
在我国经济发展跨入新时代的征程中,在经济发展由高速度向高质量发展的进程中,自动化流水线技术已经被越来越多的应用。自动化流水线运用到的技术有传感技术、计算机技术等,工厂中有着很多自动化设备,这主要得益于计算机技术和机器人技术的发展,要对自动化流水线进行优化设计就要了解生产的产品情况和生产线流程,只有做到充分了解才能对自动化流水线控制系统进行更好的设计。
在自动化流水线中,控制系统有着非常重要的作用,在自动化生产中,主要利用现场总线进行沟通和交流,现场总线还可以将控制点连接起来成为一个系统,从而对自动化流水线实行控制。自动化流水线的控制功能主要通过主辅站和上位机的配合来实现的,主站接收来自辅站的信息,辅站负责将信息发给主站,主站利用收到的信息与上位机进行合作,主站将从辅站收到的信息传给上位机,上位机也需要这个信息,然后上位机将自己所拥有的信息资源传给主站,主站根据从上位机处得到的信息进行决策,上位机也通过从主站得到的信息进行决策,主站和上位机通过对彼此的信息进行有效利用来控制自动化流水线实现自动化生产。
随着科学技术的发展和社会需求的扩大,特别是高新技术的迅猛发展,推动着自动化生产流水线技术不断进步。在各个不同的应用领域,不同种类的自动化生产流水线的结构不同,大小也不同,功能也不同,它们基本都包含检测、机械本体、信息处理、输入、输出接口部分以及执行机构等五部分。但是不论哪种自动化生产流水线,在功能上都必须能实现控制、运转、驱动和检测等,并且控制功能是由电子装置来完成的。
自动化生产流水线在生产中,所有传感器用来检测信号,控制装置再运算、变换、存储其检测信号,再通过其接口电路向执行机构给出指令来实现相应的工作。传感器检测自动化生产流水线上位置、温度、压力、流量等信号,来让信息处理部件分析处理。
驱动功能是液压缸、电动机、电磁阀、气压阀、机械手等执行部件实现的。其机械部分是自动生产线的主体部分。
自动化生产流水线是产品生产过程所经过的路线,即从原料进入生产现场开始,经过加工、运送、装配、检验等一系列生产线活动所构成的路线。为便于协调整个生产线的全程控制,系统设置了一个主站总控制台,主站总控制台是整个装配生产线连续运行的指挥调度中心,其主要功能是实现全程运行的总体控制,完成全系统的通讯连接等。现代化的自动化生产流水线设备的特点是它的综合性和系统性。可编程控制器以其可靠性高、抗干扰能力强、性能强、价格低以及编程简单而在现代化自动生产设备中普遍使用,并且充当生产线的大脑微处理单元。
自动化流水线由工件传送装置连接起来具有统一控制装置的连续生产的自动化机械系统。在自动化流水线上,生产过程无人参与操作。人的使命仅在于监督、周期性调整和更换切削工具。自动化流水线已在机械、轻工 等许多方面得到应用,它可以完成零件的机械加工,还可以完成毛坯加工、金属热处理、焊接、表面处理、产品装配和包装等生产过程。采用自动化流水线能使全部生产过程保持高度连续性,并显著地缩短生产周期,减少工序间的在制品数量和简化计划编制工作,使产品的运输线路达到短的限度。
自动化流水线的工件传送装置有多种,其中同步齿形带就是其中之一。同步齿形带的截面为矩形,带的内环表面成齿形。与摩擦式带传动的结构不同的是,同步齿形带的强力层大多为钢丝绳,因此在承受载荷之后变形较小。在同步齿形带轮缘上也制成与带的内环表面相对应的渐开线齿形,并由渐开线齿形带轮刀具采用展成加工而成,因此,带轮齿形的尺寸取决于其加工刀具的尺寸。同步齿形带传动时有一根内周表面设有等间距齿的封闭环形胶带和具有相应齿的带轮所组成,带的工作面是齿的侧面。工作时,胶带的凸齿与带轮的齿槽相啮合,因而,带与带轮间设有相对的滑动,从而达到了主、从动论的同步传动。同步带传动有如下优点:
1、传动准确,无滑动,可获得恒定的速比。
2、传动平衡,能吸振,噪声小。
3、速比范围大,一般可达10m/s,允许的线速度达50m/s。
4、传动效率高,一般可达0.98,而普通三角带为0.95.
5、带的张紧力小,因而轴上压力减小,轴承寿命延长,也有利于提高同步带的寿命
6、结构紧凑,还适于多轴传动,不需要润滑,耐油耐潮,因而可在环境恶劣的场合下工作。
在各个不同的应用领域,不同种类的自动化流水线的结构不同,大小也不同,功能也不同,它们基本都包含检测、机械本体、信息处理、输入、输出接口部分以及执行机构等五部分。但是不论哪种自动化流水线,在功能上都必须能实现控制、运转、驱动和检测等,并且控制功能是电子装置来完成的。自动化流水线在生产过程中,所有传感器用来检测信号、控制装置再运算、变换、存储其检测信号,再通过其接口电路向执行机构给出指令来实现相应的工作。传感器检测生产线上位置、温度、压力、流量等信号,来让信息处理部件分析处理,驱动功能是液压缸电动机、电磁阀、气压阀、机械手等执行部件实现的。其机械部分是自动生产线的主体部分。
在成批生产企业中,虽然产品品种、规格较多,但是有许多零件是相同或相似的,这就有可能组织多对象流水生产
多对象按组加工流水线的组织设计
多对象按组加工自动化流水线与可变自动化流水线有显著区别,它具有以下特征:
1、一个零件组、一个零件组地进行加工,成组地在工序之间移动;
2、在组内各零件是顺序地加工;
3、零件组在各道工序的加工时间与流水线节拍相等或成整数倍比的关系:
4、由加工一种零件转换为加工另一种零件时,不需要对设备和工艺装备进行调整,这是区别可变流水线的主要点。