近些(xie)年隨著我國公民(min)生活(huo)水(shui)平的不斷提高，人們的消費(fei)水(shui)平也(ye)在不斷提高，這也(ye)增長了人們對(dui)汽車、家電等工業製成品的需求。而同樣經濟危機也(ye)同樣在影(ying)響(xiang)著人們的消費(fei)行為，促使(shi)現代工業改變傳統(tong)的粗放型生產模(mo)式，而取代的則是(shi)自動化高效率的精益生產方式。現代的自動化生產方式不但提高了生產效率，也(ye)節(jie)約了人力成本(ben)，改善了勞(lao)動條件(jian)。現代精益生產、工業機器人以及電子控製技術的高端結合也(ye)促使(shi)了自動化控製技術更好的工業生產中展開。本(ben)文則通過實例簡要介紹自動化生產線的設計過程，並對(dui)設計過程中可能產生的問題進(jin)行舉(ju)例，分析，解決。

　　自動化生產線多以全(quan)自動、半(ban)自動的形式體現，半(ban)自動化生產線會將(jiang)一部分機器難以勝任或從成本(ben)上考慮(lv)並不經濟的的操作由人工代替(ti)。以下對(dui)自動化生產線設計做以簡要描述(shu)。

　　1.熟悉(xi)產品的生產工藝

　　熟知產品生產工藝才能更好的依據產品的特(te)點、特(te)殊性來設計生產線，同時生產工藝也(ye)是(shi)一個(ge)產品裝配過程的完整體現，通常生產工藝會對(dui)產品生產過程中的每一步(bu)進(jin)行詳細要求，說明，並規(gui)定相(xiang)應的合格標準。因此(ci)熟知產品的生產工藝是(shi)設計前必做的準備。生產工藝多以工藝指導書的形式體現。

　　2.自動化生產線節(jie)拍分析

　　明確產品的生產節(jie)拍，並對(dui)生產線各工位進(jin)行節(jie)拍分析。產品的生產節(jie)拍決定產品的產量(liang)，生產線的效率是(shi)指生產線單位時間內生產出(chu)成品或半(ban)成品的時間，它是(shi)一個(ge)生產線驗收合格的重要指標。需要對(dui)各個(ge)工位進(jin)行節(jie)拍分析，整合小節(jie)拍工位，消除(chu)瓶頸工位，減少不必要的操作。生產節(jie)拍是(shi)由工藝操作時間和輔助作業時間二(er)者組成，首先要計算生產線的平衡率，公式為：

　　線體平衡率=（所有工序(xu)節(jie)拍之(zhi)和×100%）/（瓶頸工序(xu)節(jie)拍×人員）

　　=（65+24+58+51.5+58.3+52.3+39.6+62+64.6+66.1）/10/66.1

　　=81.9%

　　其次確定生產線節(jie)拍，因為自動化裝配生產線中節(jie)拍最長的工位限製其他(ta)工位的運行，因此(ci)一個(ge)生產線的生產節(jie)拍就是(shi)運行時間最長的工位節(jie)拍。設計過程中需要考慮(lv)最長節(jie)拍工位能否(fu)縮短運行時間，減少節(jie)拍瓶頸，盡量(liang)使(shi)各個(ge)工位的運行節(jie)拍保持均衡。

　　3.確定產品的設計方案

　　通過多個(ge)方案對(dui)比，尋找最優(you)方案，要求方案簡單易用，易於實現，盡可能少的人工操作，並在滿足所有功能工況的前提下考慮(lv)成本(ben)、效率。確定方案後進(jin)行生產線的三維模(mo)型設計，繪製二(er)維工程圖。

　　（1）根據產品的結構形式來確定生產線的傳送方式及零部件(jian)的上下料方式。常用的主要有倍(bei)速鏈輸送，皮帶輸送，轉盤輸送，滾輪輸送，振動盤供料，機械手供料等；其次需要確定產品的分隔(ge)與換向(xiang)，通常在工位上需要安(an)裝或檢測零件(jian)時，對(dui)產品進(jin)行分隔(ge)且脫(tuo)離(li)傳送並進(jin)行精確定位，以實現在沒有其他(ta)外力幹擾的情況下對(dui)產品進(jin)行裝配、加工、檢測。而產品的換向(xiang)分為X、Y、Z三個(ge)自由度方向(xiang)的變換，可通過轉向(xiang)氣(qi)缸、分度盤、凸輪分度器及特(te)定機械工裝來實現旋轉功能。分隔(ge)過程中由於各工位節(jie)拍不一致，會有等待(dai)現象，如果等待(dai)過長需要設計暫時存料的料垛。

　　（2）對(dui)於涉(she)及到多個(ge)型號產品的自動化裝備線需要考慮(lv)增加快換工裝，對(dui)於日(ri)後更新新產品來說不僅可以節(jie)省生產成本(ben)，還(huai)可以快速反應產品的需求，以減少庫存，降低累(lei)積成本(ben)。快換工裝通過定位銷及銷套來實現精準定位。

　　（3）繪製氣(qi)動原理(li)圖，確定各工位的舉(ju)升、夾緊、直線運動、轉動等方案後，需要依工作站的運行方式繪製氣(qi)動原理(li)圖，對(dui)於舉(ju)升等受(shou)重力因素(su)影(ying)響(xiang)或在緊急(ji)停電停氣(qi)的情況下禁止工裝運動的場合需要在氣(qi)動元件(jian)進(jin)出(chu)氣(qi)口增加氣(qi)控單向(xiang)閥，同樣閥片需要選(xuan)擇三位五通中空閥，這樣可以避免在停電停氣(qi)的情況下氣(qi)動元件(jian)誤操作造成危險。

　　（4）繪製現場工藝布局圖，依照產品的生產工藝，確定產品裝配的各工位後，需要依照現場情況合理(li)布局各工位位置，繪製現場工藝布局，將(jiang)各個(ge)工位有序(xu)的串聯或並聯到一起。同時需要依據客戶需要布局現場氣(qi)源氣(qi)路(lu)、電控線槽等的走(zou)線方式，大(da)致分為地麵布線和橋架上布線，需要計算氣(qi)管、電線、線槽等的有效長度，在采購(gou)時通常需預留10%，以避免在實際生產過程中不能有效利(li)用出(chu)現短缺。

　　（5）設計原則，在滿足功能的前提下，需要考慮(lv)人工操作舒適化，工藝步(bu)驟最少化，設計過程最簡化，設計成本(ben)最小化。通常設計過程中需要采購(gou)的定位銷、銷套、把手、傳感器、plc等外購(gou)標準件(jian)盡量(liang)統(tong)一，便(bian)於統(tong)一管理(li)、互換，且美觀。

　　（6）特(te)殊專機應用，對(dui)於擰緊螺釘(ding)需要采購(gou)專用的擰緊槍；鉚(mao)接鉚(mao)釘(ding)用專用的鉚(mao)釘(ding)槍；特(te)殊鉚(mao)釘(ding)需要用專用的壓機；助力需要用平衡吊；適時距離(li)需要用伺服電機帶動滾珠絲杠；這些(xie)特(te)殊用途專機有專門廠家生產，可以直接采購(gou)，避免設計周期超(chao)時和經驗上的不足。

　　4.繪製三維圖和二(er)維工程圖

　　現代自動化生產線工業對(dui)與三維軟(ruan)件(jian)的需求是(shi)與日(ri)俱增，當然(ran)並不強調對(dui)於軟(ruan)件(jian)的廣泛性，因為對(dui)於軟(ruan)件(jian)的需求有一款能滿足設計要求就可以，不必追求學(xue)習過多的三維軟(ruan)件(jian)，最重要的還(huai)是(shi)在設計過程中對(dui)於自動化設計的經驗。自動化行業常用的設計軟(ruan)件(jian)有Solidworks、Proe等。二(er)維工程圖出(chu)圖可以直接用三維軟(ruan)件(jian)出(chu)圖，也(ye)可依各人習慣采用CAD或者CAXA等二(er)維工程圖軟(ruan)件(jian)。