【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 恰好時(shí)間內(nèi)制造。 2．單位流程：只針對(duì)一項(xiàng)產(chǎn)品，進(jìn)行單位配件的搬運(yùn)、裝配、加工及素材的領(lǐng)取。 3．先導(dǎo)器：制作以目視即能了解節(jié)拍時(shí)間的裝置。 4．U 字型生產(chǎn)線：將設(shè)備依工程順序逆時(shí)針排列，并由一人負(fù)責(zé)出口及入口。 5．AB 控制：只有當(dāng)后工程無產(chǎn)品，而前工程有產(chǎn)品的情形，才進(jìn)行工程。 6．燈號(hào)：傳達(dá)生產(chǎn)線流程中產(chǎn)品異狀的裝置。 7．后工程領(lǐng)取：生產(chǎn)線的產(chǎn)品要因應(yīng)后工程的需求。意義： 自動(dòng)生產(chǎn)線在無人干預(yù)的情況下按規(guī)定的程序或指令自動(dòng)進(jìn)行操作或控制的過程，其目標(biāo)是“穩(wěn)，準(zhǔn)，快” 。自動(dòng)化技術(shù)廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、科學(xué)研究、交通運(yùn)輸、商業(yè)、醫(yī)療、服務(wù)和家庭等方面。采用自動(dòng)生產(chǎn)線不僅可以把人從繁重的體力勞動(dòng)、部分腦力勞動(dòng)以及惡劣、危險(xiǎn)的工作環(huán)境中解放出來，而且能擴(kuò)展人的器官功能，極大地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，增強(qiáng)人類認(rèn)識(shí)世界和改造世界的能力。應(yīng)用范圍: 機(jī)械制造業(yè)中有鑄造、鍛造、沖壓、熱處理、焊接、切削加工和機(jī)械裝配等自動(dòng)線，也有包括不同性質(zhì)的工序，如毛坯制造、加工、裝配、檢驗(yàn)和包裝等的綜合自動(dòng)線。切削加工自動(dòng)線在機(jī)械制造業(yè)中發(fā)展最快、應(yīng)用最廣。主要有：用于加工箱體、殼體、雜類等零件的組合機(jī)床自動(dòng)線；用于加工軸類、盤環(huán)類等零件的，由通用、專門化或?qū)Ｓ米詣?dòng)機(jī)床組成的自動(dòng)線；旋轉(zhuǎn)體加工自動(dòng)線；用于加工工序簡(jiǎn)單小型零件的轉(zhuǎn)子自動(dòng)線等。設(shè)備聯(lián)結(jié): 自動(dòng)線中設(shè)備的聯(lián)結(jié)方式有剛性聯(lián)接和柔性聯(lián)接兩種。在剛性聯(lián)接自動(dòng)線中，工序之間沒有儲(chǔ)料裝置，工件的加工和傳送過程有嚴(yán)格的節(jié)奏性。當(dāng)某一臺(tái)設(shè)備發(fā)生故障而停歇時(shí)，會(huì)引起全線停工。因此，對(duì)剛性聯(lián)接自動(dòng)線中各種設(shè)備的工作可靠性要求高。在柔性聯(lián)接自動(dòng)線中，各工序(或工段)之間設(shè)有儲(chǔ)料裝置，各工序節(jié)拍不必嚴(yán)格一致，某一臺(tái)設(shè)備短暫停歇時(shí)，可以由儲(chǔ)料裝置在一定時(shí)間內(nèi)起調(diào)劑平衡的作用，因而不會(huì)影響其他設(shè)備正常工作。綜合自動(dòng)線、裝配自動(dòng)線和較長(zhǎng)的組合機(jī)床自動(dòng)線常采用柔性聯(lián)接。傳送系統(tǒng): 自動(dòng)線的工件傳送系統(tǒng)一般包括機(jī)床上下料裝置、傳送裝置和儲(chǔ)料裝置。在旋轉(zhuǎn)體加工自動(dòng)線中，傳送裝置包括重力輸送式或強(qiáng)制輸送式的料槽或料道，提升、轉(zhuǎn)位和分配裝置等。有時(shí)采用機(jī)械手完成傳送裝置的某些功能。在組合機(jī)床自動(dòng)線中當(dāng)工件有合適的輸送基面時(shí)，采用直接輸送方式，其傳送裝置有各種步進(jìn)式輸送裝置、轉(zhuǎn)位裝置和翻轉(zhuǎn)裝置等對(duì)于外形不規(guī)則、無合適的輸送基面的工件，通常裝在隨行夾具上定位和輸送，這種情況下要增設(shè)隨行夾具的返回裝置?？刂葡到y(tǒng): 自動(dòng)線的控制系統(tǒng)主要用于保證線內(nèi)的機(jī)床、工件傳送系統(tǒng)，以及輔助設(shè)備按照規(guī)定的工作循環(huán)和聯(lián)鎖要求正常工作，并設(shè)有故障尋檢裝置和信號(hào)裝置。為適應(yīng)自動(dòng)線的調(diào)試和正常運(yùn)行的要求，控制系統(tǒng)有三種工作狀態(tài)：調(diào)整、半自動(dòng)和自動(dòng)。在調(diào)整狀態(tài)時(shí)可手動(dòng)操作和調(diào)整，實(shí)現(xiàn)單臺(tái)設(shè)備的各個(gè)動(dòng)作；在半自動(dòng)狀態(tài)時(shí)可實(shí)現(xiàn)單臺(tái)設(shè)備的單循環(huán)工作；在自動(dòng)狀態(tài)時(shí)自動(dòng)線能連續(xù)工作。 控制系統(tǒng)有“預(yù)?！笨刂茩C(jī)能，自動(dòng)線在正常工作情況下需要停車時(shí)，能在完成一個(gè)工作循環(huán)、各機(jī)床的有關(guān)運(yùn)動(dòng)部件都回到原始位置后才停車。自動(dòng)線的其他輔助設(shè)備是根據(jù)工藝需要和自動(dòng)化程度設(shè)置的，如有清洗機(jī)工件自動(dòng)檢驗(yàn)裝置、自動(dòng)換刀裝置、自動(dòng)捧屑系統(tǒng)和集中冷卻系統(tǒng)等。為提高自動(dòng)線的生產(chǎn)率，必須保證自動(dòng)線的工作可靠性。影響自動(dòng)線工作可靠性的主要因素是加工質(zhì)量的穩(wěn)定性和設(shè)備工作可靠性。自動(dòng)線的發(fā)展方向主要是提高生產(chǎn)率和增大多用性、靈活性。為適應(yīng)多品種生產(chǎn)的需要，將發(fā)展能快速調(diào)整的可調(diào)自動(dòng)線。發(fā)展前景: 數(shù)字控制機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人和電子計(jì)算機(jī)等技術(shù)的發(fā)展，以及成組技術(shù)的應(yīng)用，將使自動(dòng)線的靈活性更大，可實(shí)現(xiàn)多品種、中小批量生產(chǎn)的自動(dòng)化。多品種可調(diào)自動(dòng)線，降低了自動(dòng)線生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)批量，因而在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛，并向更高度自動(dòng)化的柔性制造系統(tǒng)發(fā)展。維修保養(yǎng): 自動(dòng)生產(chǎn)線節(jié)省了大量的時(shí)間和成本，在工業(yè)發(fā)達(dá)的城市，自動(dòng)生產(chǎn)線的維修成為熱點(diǎn)。自動(dòng)生產(chǎn)線維修主要靠操作工與維修工來共同完成。自動(dòng)生產(chǎn)線維修的兩大方法: 同步修理法：再生產(chǎn)當(dāng)中，如發(fā)現(xiàn)故障盡量不修，采取維持方法。使生產(chǎn)線繼續(xù)生產(chǎn)到星期天，集中維修工，操作工，對(duì)所有問題，同時(shí)修理。設(shè)備在星期一正常全線生產(chǎn)。分部修理法：自動(dòng)生產(chǎn)線如有較大問題，修理時(shí)間較常。不能用同步修理法。這時(shí)利用星期天，集中維修工，操作工對(duì)某一部分，進(jìn)行修理。待到下個(gè)星期天，對(duì)另一部分進(jìn)行修理。保證自動(dòng)生產(chǎn)線在工作時(shí)間不停產(chǎn)。另外，在管理中盡量采用予修的方法。在設(shè)備中安裝計(jì)時(shí)器，記錄設(shè)備工作時(shí)間，應(yīng)用磨損規(guī)律，來予測(cè)易損件的磨損，提前更換易損件，可以把故障以前消滅。保證生產(chǎn)線滿負(fù)荷生產(chǎn)。自動(dòng)生產(chǎn)線的保養(yǎng):5 / 42 電路、氣路、油路及機(jī)械傳動(dòng)部位(如導(dǎo)軌等)班前班后要檢查、清理 ；工作過程要巡檢，重點(diǎn)部位要抽檢，發(fā)現(xiàn)異樣要記錄，小問題班前班后處理(時(shí)間不長(zhǎng))，大問題做好配件準(zhǔn)備；統(tǒng)一全線停機(jī)維修，做好易損件計(jì)劃，提前更換易損件，防患于未燃。在國(guó)內(nèi)，圍板箱是一款可反復(fù)循環(huán)使用的新型包裝，適用于緊固件、金屬球、沖壓件等不規(guī)則產(chǎn)品的包裝，是出口到歐洲的產(chǎn)品包裝的不二選擇。圍板箱基本以木板為主要材料，側(cè)板大多數(shù)都是采用模板或者大板制作，使得材料的選取過于苛刻，而且成本比較高。圍板箱的生產(chǎn)也主要以人工為主，木板加工以半自動(dòng)化為主。而國(guó)外，德國(guó) KTP 公司可以說是制造圍板箱的代表，經(jīng)過其幾代人的努力，現(xiàn)今已經(jīng)研制出了可折疊式塑料圍板箱（見圖 ） 。其生產(chǎn)方式也采用了全自動(dòng)化的生產(chǎn)線模式，箱子規(guī)格也都已經(jīng)基本標(biāo)準(zhǔn)化，方便統(tǒng)一規(guī)格生產(chǎn)。圖 國(guó)外先進(jìn)的圍板箱從國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況來看，國(guó)內(nèi)外的圍板箱生產(chǎn)具有以下的優(yōu)缺點(diǎn)： （1）在國(guó)內(nèi)，圍板箱的規(guī)格可以根據(jù)買家的要求來制定，比較方便靈活；在國(guó)外，圍板箱的規(guī)格趨于標(biāo)準(zhǔn)化，方便一體化生產(chǎn)，銷售，物流規(guī)格可漸漸統(tǒng)一，適應(yīng)以后的發(fā)展前景。 （2）在國(guó)內(nèi)，圍板箱各部分不存在因箱體的部分損壞而令整箱報(bào)廢的情況，對(duì)于同一尺寸，可實(shí)現(xiàn)完全互換使用；在國(guó)外，部分圍板箱已經(jīng)趨于一體化，防水，防塵，全面保護(hù)物品，存儲(chǔ)較方便。 （3）在國(guó)內(nèi)，使用木板為主材料，成本低廉；在國(guó)外，開始使用可完全回收利用的塑料，從而減少樹木的砍伐，保護(hù)環(huán)境。 （4）在國(guó)內(nèi)，圍板箱的生產(chǎn)方式采取以半自動(dòng)化為主，有訂單再生產(chǎn)的方式；在國(guó)外，圍板箱的生產(chǎn)方式采取全自動(dòng)化生產(chǎn)線的模式。 總的來說，國(guó)外的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)模式是可以借鑒的，但由于國(guó)內(nèi)基本情況的限制，所以在國(guó)內(nèi)圍板箱的基本材料還是以木板為主材料。7 / 422 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圍板的參數(shù)（單位：mm） 長(zhǎng)木板的參數(shù)： 拼接前：長(zhǎng)=600，寬=60 ，高=10拼接后：長(zhǎng)=600，寬=120，高=10短木板的參數(shù)：拼接前：長(zhǎng)=400，寬=60 ，高 =10拼接后；長(zhǎng)=400，寬=120，高=10 木銷參數(shù)：長(zhǎng)=60，直徑=6 長(zhǎng)板木板打孔位置見圖 ，從右邊往左，依次打孔，第一個(gè)孔距離邊是 100，再往右依次 200 打兩個(gè)孔，孔的直徑為 6。短板打孔也是如此，但是只打兩個(gè)孔。圖 木板孔的位置 自動(dòng)線生產(chǎn)流程 由于所加工的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單由于所要加工的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,工位較少,采 用直線型同步順序組合自動(dòng)線,各自動(dòng)機(jī)用傳送工件裝置連接起來,以一定的生產(chǎn)節(jié)拍進(jìn)行生產(chǎn),無儲(chǔ)存裝置,自動(dòng)線前端設(shè)置料倉(cāng)，這樣生產(chǎn)率較高，產(chǎn)品質(zhì)量較穩(wěn)定。流程圖見圖 。圖 生產(chǎn)線流程 整個(gè)自動(dòng)生產(chǎn)線的前方為自動(dòng)上料裝置，自動(dòng)上料裝置采用升降機(jī)構(gòu)用水平推料方式推最上面一塊板。上料輸送機(jī)將堆垛木板的托盤送至升降機(jī)并將空托盤帶回，升降機(jī)帶動(dòng)托盤上升到指定高度，推板機(jī)將一層木板從升降機(jī)上推至過渡輥臺(tái)并逐疊將木板推入鉆孔工序。推板機(jī)推板時(shí)，過渡輥臺(tái)將升降機(jī)上的非動(dòng)作層木板擋?。幻慨?dāng)推板機(jī)將一層木板推走，升降機(jī)就帶動(dòng)托盤上升到指定高度，等待推板機(jī)推動(dòng)下一層木板。木板自動(dòng)上料定位鉆孔木銷拼接推出后會(huì)到達(dá)鉆孔工作臺(tái)，鉆孔工作臺(tái)上方的壓緊塊在氣缸的推動(dòng)下壓緊木板從木板的側(cè)面進(jìn)行鉆孔，鉆孔工位完成后，由步進(jìn)電機(jī)控制輸送帶，讓木板繼續(xù)縱向移動(dòng)，進(jìn)入拼接工位。到達(dá)位置后，上方輥?zhàn)油聣?，并進(jìn)行逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)，下方的輥?zhàn)舆M(jìn)行順時(shí)針運(yùn)動(dòng)，夾住木板使木板順利的進(jìn)入到拼接工位。與此同時(shí)，在輥?zhàn)訆A住木板時(shí)，前方鉆孔工作臺(tái)上的壓緊裝置張開，并且退回起始位置。9 / 42 拼接裝置包括木銷的上料和木板的橫向側(cè)壓。在圖 內(nèi)，主要畫出了木銷自動(dòng)上料的裝置，料斗下部的一排木銷通過帶槽滾筒旋轉(zhuǎn),不僅可以將木銷逐根分離供給,而且還能防止木銷出現(xiàn)卡住的情況。料斗下方，設(shè)置有槽式上料器，上料器有三個(gè)容納木銷的的槽，接受從料斗落下的木銷。不僅有上料的作用，還有定位的作用，當(dāng)木銷向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，木銷會(huì)被送到與木板對(duì)應(yīng)的孔的位置。木銷具體的拼接如圖 所示，當(dāng)木銷被送到對(duì)應(yīng)位置的時(shí)候，木板由于側(cè)面的氣缸提供的側(cè)壓力進(jìn)行橫向運(yùn)動(dòng)，從而進(jìn)行拼接。為了使工件加工后符合圖紙的技術(shù)要求，就必須保證工件的加工精度。這樣就要求我們?cè)诎惭b夾緊工件時(shí)不但要保證工件的位置正確，而且要保證工件的位置準(zhǔn)確，并使工件在整個(gè)加工過程中始終保持這一正確位置，以便消除任何影響工件加工精度的移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度，確保工件的尺寸精度和位置精度。工件的專用夾具就是根據(jù)工件加工的特定工序而設(shè)計(jì)，安裝時(shí)只要工件靠牢夾具的定位元件，并用夾緊機(jī)構(gòu)將其夾緊就可迅速可靠地保證工件占有正確的位置。圖 拼接工序 生產(chǎn)節(jié)拍的確定 生產(chǎn)線的節(jié)拍是指連續(xù)完成相同的兩個(gè)產(chǎn)品之間的間隔時(shí)間。即指完成一個(gè)產(chǎn)品所需的平均時(shí)間。生產(chǎn)工藝平衡即是對(duì)生產(chǎn)的全部工序進(jìn)行平均化，調(diào)整各作業(yè)負(fù)荷，以使各作業(yè)時(shí)間盡可能相近。通過平衡生產(chǎn)線，可以提高操作者及設(shè)備的工作效率；可以減少單間產(chǎn)品的工時(shí)消耗，降低成本；可以減少工序的在制品，真正實(shí)現(xiàn)有序流動(dòng)；可以在平衡的生產(chǎn)線基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)單元生產(chǎn)，提高生產(chǎn)應(yīng)變能力，應(yīng)對(duì)市場(chǎng)變化。生產(chǎn)線的生產(chǎn)節(jié)拍 可根據(jù)公式（）計(jì)算it11 / 42 ()?160NTti?式中，T 為年基本工時(shí)，一般規(guī)定，按一班制工作時(shí)為 2360h/年，按兩班制工作時(shí)為4650h/年； 為復(fù)雜系數(shù)，一般取 ，復(fù)雜的生產(chǎn)線因故障導(dǎo)致開工率低些，1?應(yīng)取低值，簡(jiǎn)單的生產(chǎn)線則取高值；N 為生產(chǎn)線加工工件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件數(shù)/年） 。 ??pqn21??（）式中，q 為產(chǎn)品的年產(chǎn)量（臺(tái)數(shù)/年） ；n 為每臺(tái)產(chǎn)品所需生產(chǎn)線加工的工件數(shù)量（件數(shù)/臺(tái)） ；p1 為備品率；p2 為廢品率。 根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)及自動(dòng)線形式,按照工件傳送的平穩(wěn)性的原則確定圍板的實(shí)木側(cè)板拼接自動(dòng)線的生產(chǎn)節(jié)拍為 3 部分:自動(dòng)上料、定位鉆孔和木銷拼接,在時(shí)間上確保上料、鉆孔、拼接各部分耗時(shí)相等,使自動(dòng)線的生產(chǎn)率達(dá)到最大化 [3]。 機(jī)架結(jié)構(gòu)的確定 考慮到生產(chǎn)工藝要求及廠房面積,圍板的實(shí)木側(cè)板拼接自動(dòng)線有效工作高度設(shè)計(jì)在1 m,長(zhǎng)度控制在3 m以內(nèi)。為了縮短自動(dòng)線的長(zhǎng)度,考慮推送機(jī)構(gòu)的氣缸放在工作臺(tái)下面,同時(shí)安裝放大行程機(jī)構(gòu),縮短氣缸的行程,從而縮短自動(dòng)線的長(zhǎng)度。機(jī)架、料倉(cāng)、氣缸架均采用型材組焊的形式拼成框架式結(jié)構(gòu) [4]。 控制系統(tǒng)的確定 控制部分經(jīng)比較選擇PLC控制 [5]。若用單片機(jī)控制,單片機(jī)的制造工藝決定了其對(duì)工作環(huán)境要求較高。當(dāng)單片機(jī)運(yùn)行一定時(shí)間后,元器件工作會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定,可靠性差等情況。當(dāng)用其驅(qū)動(dòng)步進(jìn)控制器時(shí)就會(huì)出現(xiàn)丟步和失步的情況,從而影響加工送料精度。若采用電氣控制，電路將十分復(fù)雜，成本較高，有點(diǎn)大材小用。 而PLC控制,結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單,成本也不高,尺寸精度也能滿足要求。 PLC是專為工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境而設(shè)計(jì)的控制器件,具有功能強(qiáng),應(yīng)用面廣的等諸多優(yōu)點(diǎn)。由于采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù),即便在較差的環(huán)境下工作PLC也具有很強(qiáng)的可靠性 [6]。13 / 42 3木板上料裝置的設(shè)計(jì) 木板上料裝置的要求機(jī)床上下料裝置是將待加工工件送到機(jī)床上的加工位置和將已加工工件從加工位置取下的自動(dòng)或半自動(dòng)機(jī)械裝置，又稱工件自動(dòng)裝卸裝置。大部分機(jī)床上下料裝置的下料機(jī)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，或上料機(jī)構(gòu)兼有下料功能，所以機(jī)床的上下料裝置也常被簡(jiǎn)稱為上料裝置。按照自動(dòng)化程度，機(jī)床的上下料裝置分為人工上下料裝置和自動(dòng)上下料裝置兩類。人工上下料通常借助傳送滾道或起重機(jī)等設(shè)施，通過人工操作進(jìn)行機(jī)床的上下料，主要適用于單件小批生產(chǎn)或大型外形復(fù)雜的工件。相反，在大批量的生產(chǎn)重，為了提高生產(chǎn)效率、降低勞動(dòng)強(qiáng)度，通常采用自動(dòng)化的上下料裝置，如料倉(cāng)式，料斗式或機(jī)器人等。而我所設(shè)計(jì)的是自動(dòng)化的上下料裝置。機(jī)床的上料裝置的設(shè)計(jì)原則：（1）上下料時(shí)間要符合生產(chǎn)節(jié)拍的要求，縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)率。（2）上下料工作力求平穩(wěn)，盡量減少?zèng)_擊，避免工件產(chǎn)生變形或損壞。（3）