五个级别、五大误区、十大标配,自动化生产线全面知识你知道多少

对于大规模制造生产,想在全球竞争的企业而言,提高生产力的出路只有依靠技术提升、引进自动化、智能化技术。自动化也是工厂发展的必经途径。因此在工业生产中,自动化智能化普及度越来越高。

工厂自动化,也称车间自动化。指自动完成产品制造的全部或部分加工过程的性质,也指整个工厂实现综合自动化。它包括设计制造加工等过程的自动化,企业内部管理、市场信息处理以及企业间信息联系等信息流的全面自动化。

它和信息与通信、办公自动化、新材料、生物工程、保健与医疗技术并列为当代六大主导新技术。它的常规组成方式是将各种加工自动化设备和柔性生产线( FML )连接起来,配合计算机辅助设计( CAD )和计算机辅助制造( CAM )系统,在中央计算机统一管理下协调工作,使整个工厂生产实现综合自动化。

今天100唯尔教育小编就结合100唯尔教育《自动生产线安装、调试与维修》VR仿真课程来介绍工厂自动化生产五个级别、五个误区以及自动化生产线中的10大标配。

一、工厂自动化生产的五个级别

1.使用快速装夹定位夹具

使用快速装夹定位夹具,是工厂迈向自动化的第一步。在不同的机床与工序中使用统一的夹具基准,使得工件与电极的换装不再需要人工打表,几秒即可实现换装,重复定位可达2μm以内的高精度。

2.机床集成了自动交换装置

在使用快速装夹定位夹具的基础上,机床上选配了自动更换电极、工件的装置,从而实现较长时间的自动加工。但这种自动交换装置实现的自动化加工能力很有限。

3.配置工件/电极复合系统

通过配置工件/电极复合系统,可支持更多数量的工件/电极换装,可处理多种类不同托盘系统,中央预设数据及数控程式确保了加工流程的高透明度。

4.制造单元

用一个处理设备,服务多台机床及设备,通过不同的机床及辅助设备实现无人值守加工,加工流程具有高透明度,实时获取工件及工序的资料,通过三坐标测量仪实现在线测量,确保高质量生产。

5.柔性制造系统

用一个处理设备,服务多台机床及设备,把所有机床和相关资料联系在一起,实现数据流和物流的统一管理,并且设备数量可根据需求延伸,适用于大批量生产。

二、自动化生产线中的“十大标配”

1. “大脑”控制器

是指按照预定顺序改变主电路或控制电路的接线和改变电路中电阻值来控制电动机的启动、调速、制动和反向的主令装置。

由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器和操作控制器组成,它是发布命令的“决策机构”,即完成协调和指挥整个计算机系统的操作。自动化工厂中常用的控制器有plc、工控机等。

工控机

即工业控制计算机,是一种采用总线结构,对生产过程及机电设备、工艺装备进行检测与控制的工具总称。工控机具有重要的计算机属性和特征,如具有计算机CPU、硬盘、内存、外设及接口,并有操作系统、控制网络和协议、计算能力、友好的人机界面。工控行业的产品和技术非常特殊,属于中间产品,是为其他各行业提供可靠、嵌入式、智能化的工业计算机。

可编程逻辑控制器(PLC)

它采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。

2.“中枢系统”控制柜

控制柜:按电气接线要求将开关设备、测量仪表、保护电器和辅助设备组装在封闭或半封闭金属柜中或屏幅上,其布置应满足电力系统正常运行的要求,便于检修,不危及人身及周围设备的安全。正常运行时可借助手动或自动开关接通或分断电路。故障或不正常运行时借助保护电器切断电路或报警。借测量仪表可显示运行中的各种参数,还可对某些电气参数进行调整,对偏离正常工作状态进行提示或发出信号。常用于各发、配、变电所中。

控制柜又包括许多种,有电气控制柜、变频控制柜、低压控制柜、高压控制柜、水泵控制柜、电源控制柜、防爆控制柜、电梯控制柜、PLC控制柜、消防控制柜、砖机控制柜等等。

自动化工厂中涉及到电气、变频、电源、水泵等等控制柜,根据不同的需求选择不同的控制柜,实现不同的控制功能。

3.“心脏”自动化软件

由于工业控制系统的管控一体化趋势控制工程网版权所有,使得工业控制系统与传统IT管理系统以及互联网相连通,内部也越来越多地采用了通用软件、通用硬件和通用协议。

SCADA自动化系统:就是我们所说的数据采集与监控系统。它主要是受计算机技术得支撑,对各种生产过程进行调度自动化控制的系统。

SCADA自动化软件,可以在无人看管的情况下,自动化地对生产进行长时间的精准监椌,并且从中获取有效的信息数据,为监管的管理者提供有力的评价参考。

4.“开关”电磁阀

是用电磁控制的工业设备,是用来控制流体的自动化基础元件,属于执行器,并不限于液压、气动。

用在工业控制系统中调整介质的方向、流量、速度和其他的参数。电磁阀可以配合不同的电路来实现预期的控制,而控制的精度和灵活性都能够保证。

电磁阀有很多种,不同的电磁阀在控制系统的不同位置发挥作用,最常用的是单向阀、安全阀、方向控制阀、速度调节阀等。

5.提供动力的“肌肉”伺服电机

是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机,是一种补助马达间接变速装置。

伺服电机可使控制速度,位置精度非常准确,可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。

伺服电机转子转速受输入信号控制,并能快速反应,在自动控制系统中,用作执行元件,且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性,可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。

分为直流和交流伺服电动机两大类,其主要特点是,当信号电压为零时无自转现象,转速随着转矩的增加而匀速下降。

6.“眼镜”工业相机

工业相机是机器视觉系统中的一个关键组件,其最本质的功能就是将光信号转变成AFT-808小型高清工业相机为有序的电信号。

而工业相机一般安装在机器流水线上代替人眼来做测量和判断,通过数字图像摄取目标转换成图像信号,传送给专用的图像处理系统。

图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征,进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。

7.“执行者”机器人

机器人:是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥,又可以运行预先编排的程序,也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。

它的任务是协助或取代人类工作的工作,例如生产业、建筑业,或是危险的工作。机器人一般由执行机构、驱动装置、检测装置和控制系统和复杂机械等组成。

8.“触觉”传感器

是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。

9.“调节系统”仪器仪表

是用以检出、测量、观察、计算各种物理量、物质成分、物性参数等的器具或设备。真空检漏仪、压力表、测长仪、显微镜、乘法器等均属于仪器。

10.“交换器”变频器

是应用变频技术与微电子技术,通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。

变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。

变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率,根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压,进而达到节能、调速的目的,另外,变频器还有很多的保护功能,如过流、过压、过载保护等等。

三、这五大误区你必须知道!

1.任何工序都可用自动化设备替代

采用自动化生产线进行生产的产品应有足够大的产量;产品设计和工艺应先进、稳定、可靠,并在较长时间内保持基本不变。并非所有工序都适合进行自动化改造。在大批、大量生产中采用自动线有显著的经济效益。

2.引入机器人就是进行自动化升级改造

机器人的应用是自动化升级改造最具代表性的一个方面。但不等于能解决一切问题。气动液压控制及非标设备自动化也是实现自动化非常重要的手段之一。尤其针对一些特殊应用,机器人不能解决的,非标自动化设备才是答案。自动化升级改造,切不可只盯着机器人看,多种渠道才是最好。

3.机器人买回来就能用

机器人作为智能设备,并非简单安装调试即可使用。如果忽略机器人的开发(或二次开发)与应用,将会导致许多机器人买回来用不上或使用不当。

4.自动化升级改造可以一步到位

真正的自动化升级改造,并非一个简单工位或是机器的更换就能完成,而是一项极其复杂的系统工程。自动化改造需量力而行,从比较成熟的自动化技术开始,从工厂急待升级改造的部位入手,逐步进行,切不可追求一步到位。

5.实现自动化改造就是实现了工业4.0

近来工业4.0及中国制造2025的概念非常火热,以致很多企业盲目跟风。制造业企业更应该关注的是实际技术与问题的解决方案。当发展到以信息为核心技术的广义管理自动化,工业4.0时代也将应运而生。

以上,就是100唯尔教育关于自动化生产线的部分内容。

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