自動(dòng)生產(chǎn)線的結(jié)構(gòu)與組成

1、自動(dòng)生產(chǎn)線的結(jié)構(gòu)與組成 自動(dòng)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(dòng)輸送及自動(dòng)上下料機(jī)構(gòu)l 輔助機(jī)構(gòu)（定位、夾緊、分隔、換向等）l 執(zhí)行機(jī)構(gòu)（各種裝配、加工、檢測(cè)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)）l 驅(qū)動(dòng)及傳動(dòng)系統(tǒng)l 傳感器與控制系統(tǒng)1. 工件的輸送及自動(dòng)上下料系統(tǒng) 工件或產(chǎn)品的移送處理是自動(dòng)化裝配的第一個(gè)環(huán)節(jié)，包括自動(dòng)輸送、自動(dòng)上料、自動(dòng)卸料動(dòng)作，替代人工裝配場(chǎng)合的搬運(yùn)及人工上下料動(dòng)作，該部分是自動(dòng)化專機(jī)或生產(chǎn)線不可缺少的基本部分，也是自動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容。其中自動(dòng)輸送通常應(yīng)用在生產(chǎn)線上，實(shí)現(xiàn)各專機(jī)之間物料的自動(dòng)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(dòng)化專機(jī)，大型的輸送線則用于自動(dòng)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(méi)有輸送線，自動(dòng)化生產(chǎn)線也就無(wú)法實(shí)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(yùn)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(yùn)行。 自動(dòng)上下料系統(tǒng)自動(dòng)上下料系統(tǒng)是指自動(dòng)化專機(jī)在工序操作前與工序操作后專門(mén)用于自動(dòng)上料、自動(dòng)卸料的機(jī)構(gòu)。在自動(dòng)化專機(jī)上，要完成整個(gè)工序動(dòng)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(lái)，準(zhǔn)備進(jìn)行下一個(gè)工作循環(huán)。自動(dòng)機(jī)械中最典型的上料機(jī)

3、構(gòu)主要有：l 機(jī)械手l 利用工件自重的上料裝置（如料倉(cāng)送料裝置、料斗式送料裝置）l 振盤(pán)l 步進(jìn)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(jī)構(gòu)通常比上料機(jī)構(gòu)更簡(jiǎn)單，最常用的卸料機(jī)構(gòu)或方法主要有：l 機(jī)械手l 氣動(dòng)推料機(jī)構(gòu)l 壓縮空氣噴嘴氣動(dòng)推料機(jī)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(guò)傾斜的滑槽自動(dòng)滑入下方的物料框內(nèi)。對(duì)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(jī)構(gòu)在各種自動(dòng)化加工、裝配、檢測(cè)、包裝等工序的操作過(guò)程中，除自動(dòng)上下料機(jī)構(gòu)外，還經(jīng)常需要以下機(jī)構(gòu)或裝置： 定位夾具工件必須位于確

4、定的位置，這樣對(duì)工件的工序操作才能實(shí)現(xiàn)需要的精度，因此需要專用的定位夾具。 夾緊機(jī)構(gòu)在加工或裝配過(guò)程中工件會(huì)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(duì)工件進(jìn)行可靠的夾緊，因此需要各種自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)。 換向機(jī)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(dòng)化生產(chǎn)線上的不同專機(jī)之間進(jìn)行改變，因此需要設(shè)計(jì)專門(mén)的換向機(jī)構(gòu)在工序操作之前改變工件的姿態(tài)方向。 分料機(jī)構(gòu)機(jī)械手在抓取工件時(shí)必須為機(jī)械手末端的氣動(dòng)手指留出足夠的空間，以方便機(jī)械手的抓取動(dòng)作，如果工件（例如矩形工件）在輸送線上連續(xù)緊密排列，機(jī)械手可能因?yàn)闆](méi)有足夠的空間而無(wú)法抓取，因此需要將連續(xù)排列的工件逐件分隔開(kāi)來(lái)。又例如前面所

5、述的螺釘自動(dòng)化裝配機(jī)構(gòu)中，每次只能放行一個(gè)螺釘，因此需要采用實(shí)現(xiàn)上述分隔功能的各種分料機(jī)構(gòu)。上述機(jī)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(jī)構(gòu)一般不屬于自動(dòng)機(jī)械的核心機(jī)構(gòu)，所以通常將其統(tǒng)稱為輔助機(jī)構(gòu)。3. 執(zhí)行機(jī)構(gòu)任何自動(dòng)機(jī)械都是為完成特定的加工、裝配、檢測(cè)等生產(chǎn)工序而設(shè)計(jì)的，機(jī)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(jī)器上述核心功能的機(jī)構(gòu)統(tǒng)稱為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它們通常是自動(dòng)機(jī)械的核心部分。例如自動(dòng)機(jī)床上的刀具、自動(dòng)焊接設(shè)備上的焊槍、螺釘自動(dòng)裝配設(shè)備中的氣動(dòng)螺絲批、自動(dòng)灌裝設(shè)備中的灌裝閥、自動(dòng)鉚接設(shè)備中的鉚接刀具、自動(dòng)涂膠設(shè)備中的膠槍等，都屬于機(jī)器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

6、這些執(zhí)行機(jī)構(gòu)都用于特定的工藝場(chǎng)合，掌握這些執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選型方法離不開(kāi)對(duì)相關(guān)工藝知識(shí)的了解，因此，自動(dòng)機(jī)械是自動(dòng)結(jié)構(gòu)與工藝技術(shù)的高度集成，從事自動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)的人員既要熟悉各種自動(dòng)機(jī)構(gòu)，同時(shí)還要在制造工藝方面具有豐富的經(jīng)驗(yàn)。4. 驅(qū)動(dòng)及傳動(dòng)部件 驅(qū)動(dòng)部件任何自動(dòng)機(jī)械最終都需要通過(guò)一定機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)來(lái)完成要求的功能，不管是自動(dòng)上下料機(jī)構(gòu)還是執(zhí)行機(jī)構(gòu)，都需要驅(qū)動(dòng)部件并消耗能量。自動(dòng)機(jī)械最基本的驅(qū)動(dòng)部件主要為：l 由壓縮空氣驅(qū)動(dòng)的氣動(dòng)執(zhí)行元件（氣缸、氣動(dòng)馬達(dá)、氣動(dòng)手指、真空吸盤(pán)等）l 由液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的液壓缸l 各種執(zhí)行電機(jī)（普通感應(yīng)電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、變頻電機(jī)、伺服電機(jī)、直線電機(jī)等）在自動(dòng)機(jī)械中，氣動(dòng)執(zhí)行元件是最簡(jiǎn)

7、單的驅(qū)動(dòng)方式，由于它具有成本低廉、使用維護(hù)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，在自動(dòng)機(jī)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(dòng)驅(qū)動(dòng)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(jī)械、礦山設(shè)備、鑄造設(shè)備、注塑機(jī)、機(jī)床等行業(yè)。除氣動(dòng)元件外，電機(jī)也是重要的驅(qū)動(dòng)部件，大量應(yīng)用于各種行業(yè)。在自動(dòng)機(jī)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(tái)、電動(dòng)缸、各種精密調(diào)整機(jī)構(gòu)、伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)械手、精密工作臺(tái)、機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)等場(chǎng)合。 傳動(dòng)部件氣缸、液壓缸可以直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)或擺動(dòng)，但在電機(jī)驅(qū)動(dòng)的場(chǎng)合則一般都需要相應(yīng)的傳動(dòng)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)扭矩

8、的傳遞。自動(dòng)機(jī)械中除采用傳統(tǒng)的齒輪傳動(dòng)外，大量采用同步帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)，尤其因?yàn)橥綆鲃?dòng)與鏈條傳動(dòng)具有價(jià)格低廉、采購(gòu)方便、裝配調(diào)整方便、互換性強(qiáng)等眾多優(yōu)勢(shì)，目前已經(jīng)是各種自動(dòng)機(jī)械中普遍采用的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，如輸送系統(tǒng)、提升裝置、機(jī)器人、機(jī)械手等。5. 控制系統(tǒng)根據(jù)設(shè)備的控制原理，目前自動(dòng)機(jī)械的控制系統(tǒng)主要有以下類型： 純機(jī)械式控制系統(tǒng)在大量采用氣動(dòng)元件的自動(dòng)機(jī)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(dòng)控制閥，這就是純氣動(dòng)控制系統(tǒng)。還有一些場(chǎng)合各種機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)是通過(guò)純機(jī)械的方式來(lái)控制的，例如凸輪機(jī)構(gòu)，這些都屬于純機(jī)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(yùn)動(dòng)方向的電磁換向閥由繼電器或PLC來(lái)控制，在今夭的制造業(yè)中，PLC已經(jīng)成為各種自動(dòng)化專機(jī)及自動(dòng)化生產(chǎn)線最基本的控制系統(tǒng)，結(jié)合各種傳感器，通過(guò)PLC控制器使各種機(jī)構(gòu)的動(dòng)作按特定的工藝要求及動(dòng)作流程進(jìn)行循環(huán)工作。電氣控制系統(tǒng)與機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)是自動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)及制造過(guò)程中兩個(gè)密切相關(guān)的部分，需要連接成一個(gè)有機(jī)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(kāi)關(guān)及傳感器。在自動(dòng)機(jī)械的許多位置都需要對(duì)工件的有無(wú)、工件的類別、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置與狀態(tài)等進(jìn)行