關于自動化生產線第一節自動化生產線概述

一、自動化生產線的概念

把加工設備按工藝規程順次排列，用相應的輸送裝置和輔助裝置將它們連成一體并通過控制系統將各個部分動作聯系起來，使其按照規定的程序自動地進行工作,這種自動工作的機械裝置系統稱為自動化生產線。

第2頁,共38頁，2024年2月25日，星期天自動化生產線的特點（與流水線相比）（1）產品或零件在各工位的工藝操作和輔助工作以及工位間的輸送等均能自動進行，具有較高的自動化程度；

（2）具有固定節拍的自動線，生產節奏性更為嚴格，產品或零件在各加工位置的停留時間相等或成倍數,而且產品對象通常是固定不變的，或在較小范圍內變化，改變品種時要花費許多時間進行設備的人工調整;第3頁,共38頁，2024年2月25日，星期天（3）隨著控制技術的不斷發展,自動化生產線的柔性越來越大,可適應多品種、中大批量生產的需求;（4）全線具有統一的控制系統，普遍采用機電一體化技術;（5）自動化生產線初始投資較多。

第4頁,共38頁，2024年2月25日，星期天二、自動化生產線的基本組成

自動化生產線通常由基本工藝設備、工件的傳輸系統、控制和監視系統、檢測系統及各種輔助裝置等組成

如圖5-1所示第5頁,共38頁，2024年2月25日，星期天圖5-2組合機床自動線1－操縱臺2、7、8－組合機床3－轉位鼓輪4－夾具5－切屑輸送裝置6－液壓裝置9－轉位臺10－輸送帶11－輸送帶傳動裝置

第6頁,共38頁，2024年2月25日，星期天三、自動化生產線的類型

(一)按所用加工裝備類型分類1．通用機床自動線

2．專用機床自動線

3．組合機床自動線

4．柔性制造自動線（FlexibleManufacturingLine---FML）

第7頁,共38頁，2024年2月25日，星期天（二）按自動線生產節拍特性分類

自動線完成一個工作循環所需要的時間稱為自動線的生產節拍。

第8頁,共38頁，2024年2月25日，星期天1．固定節拍自動線第9頁,共38頁，2024年2月25日，星期天2．非固定節拍自動線第10頁,共38頁，2024年2月25日，星期天四、自動生產線總體體布局形式

1．直接輸送工件的自動線

（1）直線通過式

第11頁,共38頁，2024年2月25日，星期天（2）折線通過式

第12頁,共38頁，2024年2月25日，星期天（3）非通過式第13頁,共38頁，2024年2月25日，星期天2.帶隨行夾具的自動線

第14頁,共38頁，2024年2月25日，星期天3.懸掛輸送式自動線

適用于外形復雜及沒有合適輸送基面的工件及軸類零件。下圖是輸送裝置設在機床上方的噴油器體生產線布局圖

第15頁,共38頁，2024年2月25日，星期天第二節自動生產線的輸送系統

自動生產線的輸送系統用于連接各工藝設備及輔助裝置。

包括上下料、各工位間的物料輸送、轉位和儲料等裝置。

第16頁,共38頁，2024年2月25日，星期天自動上、下料裝置包括自動上料裝置和自動下料裝置兩部分。主要完成的任務，按照自動線加工要求將毛坯或零件定向排列、自動送到指定位置上（上料），再利用料道將已完成工序加工的工件自動放在輸送裝置上（下料）。按照毛坯形狀、大小及其工作特點不同，又可分為料倉式、料斗式和工業機械手（機器人）等上料裝置。一、自動上下料裝置

第17頁,共38頁，2024年2月25日，星期天圖5-13自動上料裝置工作原理（a）料倉式上料裝置（b）料斗式上料裝置（c）工業機器人上料裝置1-輸料槽2-送料器3-送料桿兼隔料器4、9-驅動機構5-攪動器6-剔除器7-定向機構8-料斗或料倉第18頁,共38頁，2024年2月25日，星期天（1）料倉式上料裝置（圖a），它是一種半自動上料裝置，需要人工定期地將一批工件按規定方向和位置依次排列在料倉8中，由送料器自動地將工件送至自動線預定位置。第19頁,共38頁，2024年2月25日，星期天（2）料斗式上料裝置（圖b），是一種全自動上料裝置，工人將一批工件倒入料斗8中，料斗8中的定向機構7能將雜亂無章的工件自動定向，按規定方位送入輸料槽1中，以一定的生產節拍由送料器自動輸送至自動線上料處。第20頁,共38頁，2024年2月25日，星期天（3）工業機械手（機器人）上料裝置（圖c）。適應于體積大、結構復雜的單件毛坯或勞動條件較惡劣的場合，比料斗或料倉式上料裝置靈活，廣泛應用于柔性制造系統。第21頁,共38頁，2024年2月25日，星期天二、物料輸送裝置

在自動化生產線中，將物料從一個工位自動地輸送到下一個工位（或從一臺設備傳送到下一臺設備）、保證自動線按生產節拍連續工作的裝置，稱為物料輸送裝置。

第22頁,共38頁，2024年2月25日，星期天自動生產線中常用的物料輸送裝置有滾動式輸送裝置、鏈式輸送裝置、步伐式輸送裝置和自動運輸小車等。

第23頁,共38頁，2024年2月25日，星期天（一）滾動式輸送裝置第24頁,共38頁，2024年2月25日，星期天（二）鏈式輸送裝置

（三）步伐式輸送裝置

（四）自動運輸小車自動運輸小車是現代生產系統中機床間傳送物料的重要設備，它分為有軌小車和無軌小車兩類。

第25頁,共38頁，2024年2月25日，星期天（1）有軌小車（RGV-RailGuidedVehicle）有軌小車一種無人駕駛的自動化搬運設備。有軌小車沿著預先鋪設的導軌，在牽引裝置的推動下，按照控制需求行走，實現物料的自動傳送。

有軌小車一種無人駕駛的自動化搬運設備。有軌小車沿著預先鋪設的導軌，在牽引裝置的推動下，按照控制需求行走，實現物料。的自動傳送。

第26頁,共38頁，2024年2月25日，星期天導軌系統小車控制器車架警告和安全裝置

有軌小車的組成..地軌系統安全裝置小車控制器托盤交換裝置第27頁,共38頁，2024年2月25日，星期天第28頁,共38頁，2024年2月25日，星期天

有軌小車的特點移動速度快，行走平穩，定位精確；承載能力大，適合搬運笨重零件；控制系統相對簡便，可靠性高，成本低，易維護；傳輸路徑柔性不高，一般適宜在直線布局的系統中采用。

（2）無軌小車（AGVAutomatedGuidedVehicle）

AGV無軌道，可以外部控制的自由運行的電動小車，以蓄電池作為電源，用某種制導方法（電磁制導及光學制導）控制其運行路線，不需設置導軌，柔性大。

第29頁,共38頁，2024年2月25日，星期天

AGV的基本組成安全擋板導向裝置電池車載控制器急停按鍵狀態顯示燈車架第30頁,共38頁，2024年2月25日，星期天第31頁,共38頁，2024年2月25日，星期天

AGV在50年代首先在美國出現，由美國Barrett電子公司開發，當時AGV應用主要替代人工鏟車，實現物料的搬運，所以它的功能類似于一臺鏟車，但它在車載控制器的控制下沿著人們預先設計好的傳輸路徑行進，而不是靠人工駕駛。

AGV的發展過程

AGV隨著電子技術，特別是計算機技術的發展，有了新的更大的發展，在50-70年代在歐洲、日本等國家和地區也得到了迅速的發展。到了80年代美國面對激烈的市場競爭，AGV技術又得到了新的發展。目前除了先前的應用領域外，起應用場合得到了很大的擴展。如辦公室公文資料、信件的傳送；醫院里病人及醫療器材的傳送等。

中國第一臺AGV于1978年研制成功，并在膠片廠和腫瘤醫院獲得應用，因為在搬運感光膠片時無人能在黑暗中看青周圍的環境，而在腫瘤醫院中病人接受放射治療時護士不能護送。

第32頁,共38頁，2024年2月25日，星期天

AGV的基本原理

AGV有別于有軌自動運輸小車是AGV的運行不依靠于固定的運行軌道，而是通過采用不同的引導方式來控制運行路線。AGV的導引方式分為有線導引和無線導引。如激光導引就是無線導引中的一種。有線導引又有電磁感應式和光發射導引式。隨著科學技術的發展，新的導引方式層出不窮，如模式識別導引、陀螺導引等。

（1）導引方式

電磁感應式

感應線圈（左）感應線圈（右）導向線導引電流一般頻率較低（小于15kHz），低壓（小于40V），消耗電流的強度小于600mA。

第33頁,共38頁，2024年2月25日，星期天電磁感應引導方式可靠性高，維護工作輕，深受大家歡迎。

光發射引導式

照射燈過濾鏡導向反光帶光檢測器將具有光發射功能的金屬帶（如鋁帶）沿AGV預定的運行路線粘貼在地面上，或在地面上噴涂熒光漆帶等。AGV上設置發射光源，發出的光照射到金屬帶上；AGV上的光檢測器接收從金屬帶反射的光被，再經過光電轉換裝置，將兩邊的電信號放大、比較，再經偏差值反饋給導向伺服驅動控制系統單元驅動導向伺服電機，使導向輪偏轉，使AGV可以繼續沿導引線方向運動。第34頁,共38頁，2024年2月25日，星期天

AGV的基本組成車架電池：通常為24V或48V工業電池。導向單元

(a)單向(c)多向(b)雙向第35頁,共38頁，2024年2月25日，星期天導向天線導向輪導向電機VLVR放大器速度控制器導向控制單元組成

第36頁,共38頁，2024年2月25日，星期天

AGV的安全裝置

AGV安全裝置是確保AGV安全運行的保證系統。它主要要避免AGV之間、AGV與周邊物體、AGV與人的碰撞。AGV上的安全裝置通常有兩類。一類為用于防止前后左右側底層障礙物的碰撞，它通常在AGV的前后左右安裝安全擋圈（Bumper），因