未設(shè)置內(nèi)部零件存儲緩沖區(qū)的自動化機械加工生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)組成及節(jié)拍原理

根據(jù)制造行業(yè)及工藝上的區(qū)別，自動化生產(chǎn)線具有很多類型，例如自動化機械加工生產(chǎn)線、自動化裝配生產(chǎn)線、自動化噴涂生產(chǎn)線、自動化焊接生產(chǎn)線、自動化電鍍生產(chǎn)線等。其中最典型的是以下兩種：一種為自動化機械加工生產(chǎn)線，用于機械零件加工行業(yè)；另一種為自動化裝配生產(chǎn)線，用于各種產(chǎn)品的后期裝配生產(chǎn)。

自動化機械加工生產(chǎn)線主要從事零件的銑削、鉆孔及其他類似的回轉(zhuǎn)切削加工工序，主要應(yīng)用與以下零件加工場合：

·零件大批量生產(chǎn)

·零件設(shè)計成熟

·長期生產(chǎn)

·需要多種加工工序

在上述場合，才有用自動化機械加工生產(chǎn)線就可以顯示出它的巨大優(yōu)越性。例如：很低的人工成本、很低的制造成本、零件制造周期短、占用場地最少等。

在自動化機械加工生產(chǎn)線中，根據(jù)生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)形式的區(qū)別可以分為以下兩種類型：

·未設(shè)置內(nèi)部零件存儲緩存區(qū)的自動化機械加工生產(chǎn)線

·設(shè)置內(nèi)部零件存儲緩存區(qū)的自動化機械加工生產(chǎn)線

上述兩類自動化機械加工生產(chǎn)線的節(jié)拍原理存在較大的區(qū)別，本文主要介紹未設(shè)置內(nèi)部零件存儲緩沖區(qū)的自動化機械加工生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)組成及節(jié)拍原理。

1、結(jié)構(gòu)組成

這種自動化機械加工生產(chǎn)線的基本結(jié)構(gòu)原理如圖1所示。

圖1 典型的自動化機械加工生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)原理示意圖

這種自動化機械加工生產(chǎn)線在機械結(jié)構(gòu)上主要有以下三部分組成：

·零件自動輸送系統(tǒng)

·單個的機械加工工作站（如自動機床）

·控制系統(tǒng)

通過輸送系統(tǒng)將各臺機械加工工作站連接在一起，原始零件（未加工的零件）從生產(chǎn)線的一端進(jìn)入，在一臺工作站上完成加工后再由輸送系統(tǒng)輸送到相鄰的下一臺工作站，沒一臺工作站完成不同的加工工序，經(jīng)過最后一臺工作站后得到完成全部加工工序的零件。

在生產(chǎn)線上可能還有部分檢測工作站，用于對工件加工過程中的加工質(zhì)量進(jìn)行自動檢測。此外還可能有部分人工操作的工作站，用于代替技術(shù)上極難實現(xiàn)自動化加工活在成本上不經(jīng)濟的自動化加工工序。

由于零件的機械加工通常都要求較高的加工精度，對零件的定位精度自然要求較高，因此零件的自動輸送采用一種專用的夾具——隨行夾具來輸送。隨行夾具不僅可以對待加工的零件進(jìn)行準(zhǔn)確的定位，還可以移動、定位及在加工工作站上夾緊。由于零件可以在隨行夾具上精確的定位，還可以移動、定位及在加工工作站上準(zhǔn)確定位，因而可以確保零件相對于加工刀具的準(zhǔn)確定位。由由于隨行夾具需要循環(huán)使用，所以這種自動化加工生產(chǎn)線通常都是首尾封閉的。

2、結(jié)構(gòu)形式

自動化加工生產(chǎn)線通常可以采用多種結(jié)構(gòu)形式。在場地有限的地方，采用直線形式的生產(chǎn)線可能場地不夠，為了減少生產(chǎn)線占用的產(chǎn)地，或者當(dāng)生產(chǎn)線長度太長時，可以按“L”形設(shè)計生產(chǎn)線，如圖2所示。

圖2“L”形自動化加工生產(chǎn)線

如果生產(chǎn)線按“L”形排布時仍然存在場地方面的限制，為了進(jìn)一步減少生產(chǎn)線占用的場地，可以按“U”形設(shè)計生產(chǎn)線，如圖3所示。采用這種形式的設(shè)計還有一個好處就是可以方便地在生產(chǎn)線上對工件進(jìn)行幻象，以加工工件不同的表面。

圖3“U”形自動化加工生產(chǎn)線

由于這種生產(chǎn)線上經(jīng)常需要采用重復(fù)使用的隨行夾具，為了避免隨行夾具運輸商的麻煩，生產(chǎn)線按矩形設(shè)計就可以很方便地實現(xiàn)隨行夾具的自動循環(huán)，同時還可以設(shè)計專門的清洗工作站對隨行夾具進(jìn)行清洗，保證重復(fù)使用的隨行夾具符合使用要求，如圖4所示。采用這種方式既保留了直線形式的方便，又最大限度地減少了生產(chǎn)線占用的場地。

圖4矩形自動化加工生產(chǎn)線

除上述形式外，還有另外一種特殊情況，這就是直接將隨行夾具固定連接在輸送線上（最方便也最長久的就是固定在鏈條輸送線的鏈條上），隨行夾具始終與鏈條一起在輸送線的上下兩部分直接循環(huán)。在上班部分輸送線的上方設(shè)計各種加工工作站進(jìn)行零件的加工，輸送線的下半部分則將隨行夾具送回到上方供反復(fù)循環(huán)使用。圖5為其工作原理示意圖。

圖5 上下輸送形加工或裝配生產(chǎn)線

1-張緊輪；2-定位夾具；3-分度機構(gòu)鏈-機架

這種輸送方式也可以用于自動化裝配生產(chǎn)線，在上半部分輸送線的上方設(shè)計各種裝配工作站進(jìn)行零件的裝配。

還有一些場合可以采用托盤在輸送線（如皮帶輸送線、鏈板輸送線等）上實現(xiàn)零件的自動輸送，零件在托盤上能夠準(zhǔn)確定位，而托盤在輸送線上通過一定的機構(gòu)進(jìn)行準(zhǔn)確定位，例如采用定位銷對托盤進(jìn)行定位。