自動(dòng)化生產(chǎn)線的安裝與調(diào)試質(zhì)量控制措施

【摘 要】隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，目前已經(jīng)成為了亞洲最大的現(xiàn)代化制造業(yè)大國(guó)。生產(chǎn)設(shè)備在一直不斷地向成套成線系統(tǒng)方面轉(zhuǎn)變，這就促使了自動(dòng)化生產(chǎn)線的產(chǎn)生與發(fā)展?；诖耍疚木蛯?duì)自動(dòng)化生產(chǎn)線的安裝與調(diào)試工作要點(diǎn)進(jìn)行分析探討。

【關(guān)鍵詞】自動(dòng)化；生產(chǎn)線；安裝；調(diào)試

1、自動(dòng)化生產(chǎn)線的特點(diǎn)

1.1、生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化程度高

社會(huì)化大生產(chǎn)分工日益精細(xì)，要求自動(dòng)化生產(chǎn)線的運(yùn)行主要根據(jù)相關(guān)程序指令進(jìn)行操作，因此在實(shí)際生產(chǎn)中自動(dòng)化系統(tǒng)的每次操作都是一致的，只要程序不出錯(cuò)，連續(xù)生產(chǎn)的產(chǎn)品具有相似的性質(zhì)。此時(shí)只要在生產(chǎn)前調(diào)整好自動(dòng)化生產(chǎn)線的操作程序，并進(jìn)行科學(xué)的過(guò)程控制與管理，即可生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品。

1.2、生產(chǎn)線穩(wěn)定性高

人工流水線生產(chǎn)總會(huì)存在瓶頸（所有工序中耗時(shí)最長(zhǎng)的工序），眾所周知，當(dāng)所有工序的時(shí)間都一樣是平衡率（平衡率=（所有工站的時(shí)間之和）/瓶頸工時(shí)*工站數(shù)）達(dá)到1，即最佳狀態(tài)。通過(guò)自動(dòng)化生產(chǎn)能夠做到平衡率控制，只要將自動(dòng)化生產(chǎn)線系統(tǒng)的各個(gè)組成部分生產(chǎn)時(shí)間匹配好即可使生產(chǎn)線穩(wěn)定、持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)各工作站同步同速度工作，保證產(chǎn)品生產(chǎn)的穩(wěn)定性。

1.3、生產(chǎn)線柔性化程度高

生產(chǎn)線柔性化生產(chǎn)即就是生產(chǎn)線兼容性，同一生產(chǎn)線可以兼容生產(chǎn)不同規(guī)格產(chǎn)品，產(chǎn)品之間可以在最短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行切換。例如生產(chǎn)不同型號(hào)的產(chǎn)品需要不同型號(hào)的產(chǎn)品需要不同工裝夾具的支持時(shí)就要進(jìn)行工裝夾具更換工作，更換一次工裝夾具的時(shí)間就是換線時(shí)間。通常情況下?lián)Q線時(shí)間是白白浪費(fèi)的，不會(huì)產(chǎn)生任何價(jià)值，因此理論上換線時(shí)間越短越好。

2、自動(dòng)化生產(chǎn)線的組成部分與功能

傳輸設(shè)備的主要功能是：產(chǎn)品在各個(gè)工位間進(jìn)行傳輸、接收和搬運(yùn)；上料設(shè)備的主要作用是：為自動(dòng)化生產(chǎn)線的生產(chǎn)活動(dòng)提供原材料。一般是由上料機(jī)器人、物料臺(tái)、推料氣缸，以及電磁閥、光電傳感器和支架及各種機(jī)械部件組成；加工工位或工序主要作用是：對(duì)產(chǎn)品原片或原件進(jìn)行相應(yīng)的加工工作。一般是由物料臺(tái)以及物料的夾緊裝置和二維運(yùn)動(dòng)裝置組成主體部分；分揀工位即就是檢驗(yàn)檢測(cè)工位的主要作用是：完成產(chǎn)品的檢測(cè)、分類。包裝工位的主要作用是：完成分揀后產(chǎn)品的分類包裝。主要有：傳輸單元、頂升旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)以及電感傳感器、平面軸承、機(jī)器人及移動(dòng)機(jī)構(gòu)等等。

3、自動(dòng)化生產(chǎn)線的安裝與調(diào)試控制

3.1、上料及傳輸設(shè)備的安裝跟調(diào)試

上料及傳輸設(shè)備是自動(dòng)化生產(chǎn)線中的起始單元。主要的作用是給其他的生產(chǎn)工位提供原料。其的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，工作原理也比較簡(jiǎn)單，代表性很強(qiáng)。經(jīng)過(guò)上料及傳輸設(shè)備的安裝跟調(diào)試工作，能讓操作人員和維修人員熟練的掌握電氣工作原理和氣路控制圖的閱讀。

3.2、加工工位設(shè)備的安裝跟調(diào)試

加工工位設(shè)備一般組成部分可分為：手爪、伸縮氣缸、磁感應(yīng)開(kāi)關(guān)、氣動(dòng)手指、漫反射式光電傳感器等檢測(cè)設(shè)備、電機(jī)驅(qū)動(dòng)或壓縮空氣驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件進(jìn)行產(chǎn)品加工的設(shè)備。加工工位設(shè)備的最為主要的作用是把傳輸過(guò)來(lái)的半成品或成品產(chǎn)品按照工藝要求進(jìn)行相應(yīng)切削、打磨、清洗等加工工作。并且在完成相應(yīng)工序加工完成后將其重新放置于傳送設(shè)備上進(jìn)入下一道工位加工。通過(guò)實(shí)踐加工工位設(shè)備安裝跟調(diào)試這項(xiàng)工作，可以讓操作人員和維修人員了解到自動(dòng)化生產(chǎn)操作的流程。從中學(xué)會(huì)電動(dòng)、氣動(dòng)基本工作原理與運(yùn)行方式，同時(shí)熟練安裝以及調(diào)試的技術(shù)。

3.3、實(shí)例分析

3.3.1、上料及傳輸設(shè)備的工作

上料及傳輸設(shè)備的工作接收到系統(tǒng)發(fā)來(lái)的供料指令后，如果傳送帶上沒(méi)有產(chǎn)品，即進(jìn)行把待加工產(chǎn)品放到傳送帶上的操作。產(chǎn)品放到傳送帶上后應(yīng)向系統(tǒng)發(fā)出傳送帶上有產(chǎn)品信號(hào)。若上料設(shè)備的工位上沒(méi)有產(chǎn)品或產(chǎn)品不足，則向系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警或預(yù)警信號(hào)。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)來(lái)的啟動(dòng)信號(hào)被復(fù)位時(shí)，工作站在完成本工作周期后退出運(yùn)行狀態(tài)。

3.3.2、加工工位設(shè)備工作

加工工位設(shè)備工作接收到系統(tǒng)發(fā)來(lái)的啟動(dòng)信號(hào)時(shí)，即進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)工作臺(tái)上有產(chǎn)品且被檢出后，設(shè)備執(zhí)行將工件夾緊，送往加工區(qū)域進(jìn)行加工，完成加工動(dòng)作后返回待料位置的工件加工工序。加工動(dòng)作完成且加工工作臺(tái)臺(tái)返回待料位置后，向系統(tǒng)發(fā)出加工完成信號(hào)。如果沒(méi)有停止信號(hào)輸入，當(dāng)再有待加工工件送到加工臺(tái)上時(shí)，加工單元又開(kāi)始下一周期工作。

3.3.3、傳送設(shè)備工作

傳送設(shè)備工作接收到人機(jī)界面發(fā)來(lái)的啟動(dòng)指令后，即把啟動(dòng)指令發(fā)往各從站。在接收到供料站的“出料臺(tái)上有工件”信號(hào)后，輸送站抓取機(jī)械手裝置應(yīng)執(zhí)行抓取供料站工件的操作。動(dòng)作完成后，伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械手裝置以不小于300mm/s的速度移動(dòng)到裝配站裝配臺(tái)的正前方，把工件放到裝配站的裝配臺(tái)上。接收到裝配完成信號(hào)后，機(jī)械手裝置應(yīng)抓取已裝配的工件，然后從裝配站向加工站運(yùn)送工件，到達(dá)加工站的加工臺(tái)正前方，把工件放到加工臺(tái)上。接收到加工完成信號(hào)后，機(jī)械手裝置應(yīng)執(zhí)行抓取已壓緊工件的操作。抓取動(dòng)作完成后，機(jī)械手臂逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°，然后伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械手裝置移動(dòng)到分揀站進(jìn)料口。執(zhí)行在傳送帶進(jìn)料口上方把工件放下的操作。機(jī)械手裝置完成放下工件的操作并縮回到位后，手臂應(yīng)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°，等待下一次搬運(yùn)工作。

4、自動(dòng)化生產(chǎn)線的電子控制系統(tǒng)

4.1、功能說(shuō)明

1）在對(duì)機(jī)組電機(jī)的開(kāi)啟順序設(shè)定上主要根據(jù)機(jī)組的步狀態(tài)字，保證電機(jī)在啟動(dòng)功能上符合設(shè)定的時(shí)間間隔。依據(jù)機(jī)組狀態(tài)字上的命名規(guī)定，能夠比較容易的借助機(jī)組號(hào)來(lái)匹配到對(duì)應(yīng)的步狀態(tài)字，還能夠運(yùn)用步狀態(tài)字來(lái)對(duì)應(yīng)的機(jī)組號(hào)進(jìn)行查詢；2）在電機(jī)控制功能模塊對(duì)內(nèi)部邏輯完成相應(yīng)的執(zhí)行后，可以在DR管腳上輸出相應(yīng)的運(yùn)算結(jié)果，而且能夠直接停止控制電機(jī)；3）依據(jù)經(jīng)驗(yàn)，電機(jī)開(kāi)啟時(shí)間通常不會(huì)超過(guò)1秒，這個(gè)啟動(dòng)時(shí)間比較符合于大部分電機(jī)。對(duì)于部分對(duì)啟動(dòng)時(shí)間延遲具有較長(zhǎng)要求的電機(jī)，在啟動(dòng)時(shí)可以借助于延遲程序；4）在電機(jī)聯(lián)鎖上，該電子控制系統(tǒng)存在三種聯(lián)鎖信號(hào)：分別是設(shè)備聯(lián)鎖、啟動(dòng)聯(lián)鎖以及運(yùn)行聯(lián)鎖。用“1”來(lái)表示連鎖滿足的含義，也就設(shè)計(jì)可以啟動(dòng)；“0”則意味著不滿足，也即不可以啟動(dòng)。對(duì)于啟動(dòng)聯(lián)鎖，通常大型設(shè)備都只會(huì)輸出一個(gè)允許啟動(dòng)的指令，把信號(hào)接入到功能模塊。在運(yùn)行連鎖上，依據(jù)工藝程序，該設(shè)備前的全部主要設(shè)備都可以常規(guī)啟動(dòng)，那么該設(shè)備才可以獲得啟動(dòng)指令；5）電機(jī)控制字?？梢园衙恳粋€(gè)控制位共同組合為一個(gè)字節(jié)，直接傳輸給功能模塊，從而更加高效、快捷。電機(jī)狀態(tài)字在編號(hào)上依據(jù)同一個(gè)規(guī)則進(jìn)行統(tǒng)一編排；6）電機(jī)的下位調(diào)試。通常該電子控制系統(tǒng)內(nèi)，下位調(diào)試就是對(duì)STEP7編程進(jìn)行直接調(diào)試。

4、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在自動(dòng)化生產(chǎn)線上的應(yīng)用

4.1、現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試

現(xiàn)場(chǎng)的安裝工作需要按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行合理組裝，一些結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜且規(guī)模龐大的結(jié)構(gòu)可以進(jìn)行全方位演練，并結(jié)合演練獲得的數(shù)據(jù)對(duì)相關(guān)的軟件以及硬件性能進(jìn)行校對(duì)，調(diào)整其與實(shí)際生產(chǎn)存在的差異。需要注意的是現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試演練需要整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)統(tǒng)一推行，即為計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)提供最貼近實(shí)際生產(chǎn)條件的仿真環(huán)境，便于仿真實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，將生產(chǎn)中的各個(gè)要素結(jié)合起來(lái)，獲得最為準(zhǔn)確的仿真結(jié)果，并根據(jù)獲得的結(jié)果分析存在的問(wèn)題，進(jìn)行針對(duì)性改善，消除不穩(wěn)定因素對(duì)實(shí)際生產(chǎn)造成的影響，為后續(xù)工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4.2、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)主要有硬件部分以及軟件部分組成。通常情況下，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)都是有幾個(gè)分系統(tǒng)組合而成，主要包括控制對(duì)象（被操控的物體以及其組成部分）、自動(dòng)化硬件設(shè)備（不同功能的自動(dòng)化設(shè)備）、軟件（操控自動(dòng)化行為的各種程序）。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化程度必將逐漸提高。目前，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，自動(dòng)化技術(shù)給生產(chǎn)力的發(fā)展帶來(lái)巨大動(dòng)力，工業(yè)生產(chǎn)給了自動(dòng)化不斷完善發(fā)展的平臺(tái)，并將自動(dòng)化技術(shù)的目前存在的一些不足之處反映出來(lái)。

綜上所述，本文筆者結(jié)合以往工作經(jīng)驗(yàn)，首先對(duì)自動(dòng)化生產(chǎn)線的特點(diǎn)做了概述，進(jìn)而對(duì)自動(dòng)化生產(chǎn)線的主要功能以及其安裝與調(diào)試要點(diǎn)進(jìn)行了分析，并在此基礎(chǔ)上探討研究了現(xiàn)階段自動(dòng)化以及計(jì)算機(jī)在其工作中的應(yīng)用要點(diǎn)，以期能為以后的實(shí)際工作起到一定的借鑒作用。

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