自動生產(chǎn)線的結(jié)構(gòu)與組成

1、自動生產(chǎn)線的結(jié)構(gòu)與組成 自動生產(chǎn)線通常都是由以下基本的結(jié)構(gòu)模塊根據(jù)需要搭配組合而成的：l 工件的自動輸送及自動上下料機構(gòu)l 輔助機構(gòu)（定位、夾緊、分隔、換向等）l 執(zhí)行機構(gòu)（各種裝配、加工、檢測等執(zhí)行機構(gòu)）l 驅(qū)動及傳動系統(tǒng)l 傳感器與控制系統(tǒng)1. 工件的輸送及自動上下料系統(tǒng) 工件或產(chǎn)品的移送處理是自動化裝配的第一個環(huán)節(jié)，包括自動輸送、自動上料、自動卸料動作，替代人工裝配場合的搬運及人工上下料動作，該部分是自動化專機或生產(chǎn)線不可缺少的基本部分，也是自動機械設(shè)計的基本內(nèi)容。其中自動輸送通常應(yīng)用在生產(chǎn)線上，實現(xiàn)各專機之間物料的自動傳送。 輸送系統(tǒng)輸送系統(tǒng)包括小型的輸送裝置及大型的輸送線，其中小型的

2、輸送裝置一般用了自動化專機，大型的輸送線則用于自動化生產(chǎn)線，在人工裝配流水線上也大量應(yīng)用了各種輸送系統(tǒng)。沒有輸送線，自動化生產(chǎn)線也就無法實現(xiàn)。根據(jù)結(jié)構(gòu)類型的區(qū)別，最基本的輸送線有：皮帶輸送線、鏈條輸送線、滾筒輸送線等；根據(jù)輸送線運行方式的區(qū)別，輸送線可以按連續(xù)輸送、斷續(xù)輸送、定速輸送、變速輸送等不同的方式運行。 自動上下料系統(tǒng)自動上下料系統(tǒng)是指自動化專機在工序操作前與工序操作后專門用于自動上料、自動卸料的機構(gòu)。在自動化專機上，要完成整個工序動作，首先必須將工件移送到操作位置或定位夾具上，待工序操作完成后，還需要將完成工序操作后的工件或產(chǎn)品卸下來，準備進行下一個工作循環(huán)。自動機械中最典型的上料機

3、構(gòu)主要有：l 機械手l 利用工件自重的上料裝置（如料倉送料裝置、料斗式送料裝置）l 振盤l 步進送料裝置l 輸送線（如皮帶輸送線、鏈條輸送線、滾筒輸送線等）卸料機構(gòu)通常比上料機構(gòu)更簡單，最常用的卸料機構(gòu)或方法主要有：l 機械手l 氣動推料機構(gòu)l 壓縮空氣噴嘴氣動推料機構(gòu)就是采用氣缸將完成工序操作后的工件推出定位夾具，使工件在重力的作用下直接落人或通過傾斜的滑槽自動滑入下方的物料框內(nèi)。對于質(zhì)量特別小的工件，經(jīng)常采用壓縮空氣噴嘴直接將工件吹落掉人下方的物料框內(nèi)。2. 輔助機構(gòu)在各種自動化加工、裝配、檢測、包裝等工序的操作過程中，除自動上下料機構(gòu)外，還經(jīng)常需要以下機構(gòu)或裝置： 定位夾具工件必須位于確

4、定的位置，這樣對工件的工序操作才能實現(xiàn)需要的精度，因此需要專用的定位夾具。 夾緊機構(gòu)在加工或裝配過程中工件會受到各種操作附加力的作用，為了使工件的狀態(tài)保持固定，需要對工件進行可靠的夾緊，因此需要各種自動夾緊機構(gòu)。 換向機構(gòu)工件必須處于確定的姿態(tài)方向，該姿態(tài)方向經(jīng)常需要在自動化生產(chǎn)線上的不同專機之間進行改變，因此需要設(shè)計專門的換向機構(gòu)在工序操作之前改變工件的姿態(tài)方向。 分料機構(gòu)機械手在抓取工件時必須為機械手末端的氣動手指留出足夠的空間，以方便機械手的抓取動作，如果工件（例如矩形工件）在輸送線上連續(xù)緊密排列，機械手可能因為沒有足夠的空間而無法抓取，因此需要將連續(xù)排列的工件逐件分隔開來。又例如前面所

5、述的螺釘自動化裝配機構(gòu)中，每次只能放行一個螺釘，因此需要采用實現(xiàn)上述分隔功能的各種分料機構(gòu)。上述機構(gòu)分別完成工件的定位、夾緊、換向、分隔等輔助操作，由于這些機構(gòu)一般不屬于自動機械的核心機構(gòu)，所以通常將其統(tǒng)稱為輔助機構(gòu)。3. 執(zhí)行機構(gòu)任何自動機械都是為完成特定的加工、裝配、檢測等生產(chǎn)工序而設(shè)計的，機器的核心功能也就是按具體的工藝參數(shù)完成上述生產(chǎn)工序。通常將完成機器上述核心功能的機構(gòu)統(tǒng)稱為執(zhí)行機構(gòu)，它們通常是自動機械的核心部分。例如自動機床上的刀具、自動焊接設(shè)備上的焊槍、螺釘自動裝配設(shè)備中的氣動螺絲批、自動灌裝設(shè)備中的灌裝閥、自動鉚接設(shè)備中的鉚接刀具、自動涂膠設(shè)備中的膠槍等，都屬于機器的執(zhí)行機構(gòu)。

6、這些執(zhí)行機構(gòu)都用于特定的工藝場合，掌握這些執(zhí)行機構(gòu)的選型方法離不開對相關(guān)工藝知識的了解，因此，自動機械是自動結(jié)構(gòu)與工藝技術(shù)的高度集成，從事自動機械設(shè)計的人員既要熟悉各種自動機構(gòu)，同時還要在制造工藝方面具有豐富的經(jīng)驗。4. 驅(qū)動及傳動部件 驅(qū)動部件任何自動機械最終都需要通過一定機構(gòu)的運動來完成要求的功能，不管是自動上下料機構(gòu)還是執(zhí)行機構(gòu)，都需要驅(qū)動部件并消耗能量。自動機械最基本的驅(qū)動部件主要為：l 由壓縮空氣驅(qū)動的氣動執(zhí)行元件（氣缸、氣動馬達、氣動手指、真空吸盤等）l 由液壓系統(tǒng)驅(qū)動的液壓缸l 各種執(zhí)行電機（普通感應(yīng)電機、步進電機、變頻電機、伺服電機、直線電機等）在自動機械中，氣動執(zhí)行元件是最簡

7、單的驅(qū)動方式，由于它具有成本低廉、使用維護簡單等特點，在自動機械中得到了大量的應(yīng)用。在電子制造、輕工、食品、飲料、醫(yī)藥、電器、儀表、五金等制造行業(yè)中，主要采用氣動驅(qū)動方式。液壓系統(tǒng)主要用于需要輸出力較大、工作平穩(wěn)的行亞，如建筑機械、礦山設(shè)備、鑄造設(shè)備、注塑機、機床等行業(yè)。除氣動元件外，電機也是重要的驅(qū)動部件，大量應(yīng)用于各種行業(yè)。在自動機械中，廣泛應(yīng)用于如輸送線、間隙回轉(zhuǎn)分度器、連續(xù)回轉(zhuǎn)工作臺、電動缸、各種精密調(diào)整機構(gòu)、伺服驅(qū)動機械手、精密工作臺、機器人、數(shù)控機床的進給系統(tǒng)等場合。 傳動部件氣缸、液壓缸可以直接驅(qū)動負載進行直線運動或擺動，但在電機驅(qū)動的場合則一般都需要相應(yīng)的傳動系統(tǒng)來實現(xiàn)電機扭矩

8、的傳遞。自動機械中除采用傳統(tǒng)的齒輪傳動外，大量采用同步帶傳動和鏈傳動，尤其因為同步帶傳動與鏈條傳動具有價格低廉、采購方便、裝配調(diào)整方便、互換性強等眾多優(yōu)勢，目前已經(jīng)是各種自動機械中普遍采用的傳動結(jié)構(gòu)，如輸送系統(tǒng)、提升裝置、機器人、機械手等。5. 控制系統(tǒng)根據(jù)設(shè)備的控制原理，目前自動機械的控制系統(tǒng)主要有以下類型： 純機械式控制系統(tǒng)在大量采用氣動元件的自動機械中，在少數(shù)情況下控制氣缸換向的各種方向控制閥全部采用氣動控制閥，這就是純氣動控制系統(tǒng)。還有一些場合各種機構(gòu)的運動是通過純機械的方式來控制的，例如凸輪機構(gòu)，這些都屬于純機械式控制系統(tǒng)。 電氣控制系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)是指控制氣缸運動方向的電磁換向閥由繼電器或PLC來控制，在今夭的制造業(yè)中，PLC已經(jīng)成為各種自動化專機及自動化生產(chǎn)線最基本的控制系統(tǒng)，結(jié)合各種傳感器，通過PLC控制器使各種機構(gòu)的動作按特定的工藝要求及動作流程進行循環(huán)工作。電氣控制系統(tǒng)與機械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)是自動機械設(shè)計及制造過程中兩個密切相關(guān)的部分，需要連接成一個有機的系統(tǒng)。在電氣控制系統(tǒng)中，除控制元件外，還需要配套使用各種開關(guān)及傳感器。在自動機械的許多位置都需要對工件的有無、工件的類別、執(zhí)行機構(gòu)的位置與狀態(tài)等進行