第14章自动生产线设计

二、相关知识
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（三）自动生产线的设计过程
③并联支线形
在生产线上，有些工序加工时间特别长，采用在一个工序上重复配置几 台同样的加工设备，可以平衡生产线的生产节拍。其布局形式示意图如 图6-20所示。
二、相关知识
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（三）自动生产线的设计过程
④框形
这种布局适用于采用随行夹具传送工件的生产线，随行夹具自然地循环 适用，可以省去一套随行夹具的返回装置。如图6-21所示为框形布局的 生产线。
二、相关知识
（三）自动生产线的设计过程
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1.自动生产线的控制系统 自动线的控制系统可分为三种基本类型：行程控制系统、集中控制 系统和混合控制系统。行程控制系统设有统一发出信号的主令控制 装置，每一运动部件或机构在完成预定的动作后发出执行信号，启 动下一个（或一组）运动部件或机构，如此连续下去直到完成自动 线的工作循环。由于控制信号一般是利用触点式或无触点式行程开 关，在执行机构完成预定的行程量或到达预定位置后发出，因而称 为行程控制系统。在自动循环过程中，前一个动作没有完成，后一 个动作就得不到启动信号，因而控制系统本身具有一定的工作节拍； 同时，控制线路电器元件增多，接线和安装会变得复杂。
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项目六 机电一体化应用实例
任务6-2 自动生产线设计
二、相关知识
（一）自动生产线的组成
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在生产流水线的基础上，配以必要的自动检测、控制、调整补偿装 置及自动供送资料装置，使物品在无须人工直接参与操作情况下自 动完成供送、生产的全过程，并取得各机构间的平衡协调，这种工 作系统就称为自动生产线。自动生产线除了具有生产流水线的一般 特征外，还具有更严格的生产节奏和协调性。自动生产线主要由加 工设备、工艺装备、输送设备、辅助设备及控制系统几部分组成， 如图6-14所示。其中，输送设备和自动控制系统是区别流水线和自 动生产线的重要标志。当今出现的自动生产线，逐渐采用了系统论、 信息论、控制论和智能论等现代工程基础科学，应用各种新技术来 检测生产质量和控制生产工艺过程的各个环节。
（三）自动生产线的设计过程
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3．生产线的连接方式 （1）刚性连接 传送装置将生产线联成一个整体，用同一节奏把工件从一个工位传 送到另一个工位（固定节拍）。其特点是生产线中没有储料装置， 工件传送有严格的节奏性，如果某一工位出现故障，将影响全线。 此种连接方式适用于各工序节拍基本相同，工序较少的生产线或长 生产线中的部分工段。 （2）柔性连接 柔性连接是指设有储料装置的生产线。储料装置可设在相邻设备之 间，或相隔若干台设备之间。由于储料装置储备一定数量的工件， 因而当某台设备因故障停歇时，其余各台机床扔可连续工作一段时 间。在这段时间故障如能排除，可避免全线停产。另外，当相邻机 床的工作循环时间相差较大时，储料装置又起到一定的调剂平衡作 用。
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（三）自动生产线的设计过程
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（三）自动生产线的设计过程
②折线通过式
当生产线的工位数多、长度较长时，直线布置常常受到车间布局的限 制，或者需要工件自然转位，可布置成折线式。生产线在两个拐弯处 工件自然地水平转位90°，并且节省了水平转位装置。折线通过式可 设计成多种形式，如图6-19所示。
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（三）自动生产线的设计过程
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（三）自动生产线的设计过程
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（2）生产线总体布局形式 机械加工生产线总体布局形式多种多样，它由生产类型、工件结构 形式、工件传送方式、车间条件、工艺过程和生产纲领等因素决定。 1）直接传送方式 直接传送方式是工件由传送装置直接传送，依次传送到各工位，传 送基面就是工件的某一表面，它可分为通过式和非通过式两种。通 过式又分为：直接通过式、折线通过式、框形和并联支线形式。 ①直接通过式 直接通过式生产线如图6-18所示。工件的传送带穿过全线，由两个 转位装置将其划分成三个阶段，工件从生产线始端送入，加工完后 从末端取下。其特点是传送工件方便，生产面积可充分利用。
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2.自动生产线的总体布局设计 机械加工生产线总体布局是指组成生产线的机床、辅助装备以及连 接这些装备的工件传送装备的布置形式和连接方式。 （1）生产线的工件传送装备 工件传送装备是生产线中的一个重要组成部分，它将被加工工件从 一个工位传送到下一工位，衔接各物流站、加工单元、装配单元， 为保证生产线按规定节拍连续工作提供条件，并从结构上把生产线 上众多加工装备连接成一个整体。 常见的输送装备有：滚道式输送机、链式输送机、悬挂式输送机、 步伐式输送机等。
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（一）自动生产线的组成
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（二）自动生产线的分类
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自动线根据各种不同的特征，可以有许多不同的分类方法。例如， 根据工件的运输方式可分为：由料槽输送的自动生产线、用机械手 输送的自动线、用传送带输送的自动线、带随行夹具的自动线等； 根据布局形式可分为：直线排列的自动线、拆线排列的自动线、框 形封闭式的自动线等；根据生产批量大小可分为：大批量生产的自 动线和中小批量生产的自动线。大批量生产的自动线用于生产单一 产品，其工艺装备和辅助装置都专用于这种产品，而中小批量生产 的自动线，绝大多数是根据某几种零件的工艺要求生产而设计的， 结构上具有一定的可调性，可以在规定的范围内实现多种加工，故 又称为多品种加工自动线或可调自动线。
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（三）自动生产线的设计过程
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（三）自动生产线的设计过程
3）悬挂传送方式 悬挂传送方式工件的传送系统设置在机床的上空，传送机械手悬挂在机 床上方的桁架上，如图6-23所示。它适用于外形复杂、无合适传送基准、 尺寸较小的工件及轴类工件。
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（三）自动生产线的设计过程
2）带随行夹具方式 带随行夹具方式生产线工件安装在随行夹具上，传送装置将随行夹具 依次传送到各工位。如图6-22（a）、（b）、（c）所示随行夹具的返 回方式，分别为：水平返回（框形布局）、上方返回、下方返回方式 三种形式，如图所示。
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（三）自动生产线的设计过程
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（三）自动生产线的设计过程
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自动线为了按严格的工艺顺序自动完成加工过程，除了各台机床按照 各自的工序内容自动完成加工循环外，还需要有输送、排屑、储料、 转位等辅助设备和装置配合并协调工作，这些自动机床和辅助设备依 靠控制系统连成一个有机的整体，以完成预定的连续自动工作循环。 自动线的可靠性在很大程度上决定于控制系统的完善程度和可靠性。