五個級別、五大誤區(qū)、十大標配，自動化生產(chǎn)線全面知識你知道多少
對于大規(guī)模制造生產(chǎn)，想在全球競爭的企業(yè)而言，提高生產(chǎn)力的出路只有依靠技術(shù)提升、引進自動化、智能化技術(shù)。自動化也是工廠發(fā)展的必經(jīng)途徑。因此在工業(yè)生產(chǎn)中，自動化智能化普及度越來越高。
工廠自動化，也稱車間自動化。指自動完成產(chǎn)品制造的全部或部分加工過程的性質(zhì)，也指整個工廠實現(xiàn)綜合自動化。它包括設(shè)計制造加工等過程的自動化，企業(yè)內(nèi)部管理、市場信息處理以及企業(yè)間信息聯(lián)系等信息流的全面自動化。
它和信息與通信、辦公自動化、新材料、生物工程、保健與醫(yī)療技術(shù)并列為當代六大主導(dǎo)新技術(shù)。它的常規(guī)組成方式是將各種加工自動化設(shè)備和柔性生產(chǎn)線( FML )連接起來，配合計算機輔助設(shè)計( CAD )和計算機輔助制造( CAM )系統(tǒng)，在中央計算機統(tǒng)一管理下協(xié)調(diào)工作，使整個工廠生產(chǎn)實現(xiàn)綜合自動化。
今天100唯爾教育小編就結(jié)合100唯爾教育《自動生產(chǎn)線安裝、調(diào)試與維修》VR仿真課程來介紹工廠自動化生產(chǎn)五個級別、五個誤區(qū)以及自動化生產(chǎn)線中的10大標配。
一、工廠自動化生產(chǎn)的五個級別
1.使用快速裝夾定位夾具
使用快速裝夾定位夾具，是工廠邁向自動化的第一步。在不同的機床與工序中使用統(tǒng)一的夾具基準，使得工件與電極的換裝不再需要人工打表，幾秒即可實現(xiàn)換裝，重復(fù)定位可達2μm以內(nèi)的高精度。
2.機床集成了自動交換裝置
在使用快速裝夾定位夾具的基礎(chǔ)上，機床上選配了自動更換電極、工件的裝置，從而實現(xiàn)較長時間的自動加工。但這種自動交換裝置實現(xiàn)的自動化加工能力很有限。
3.配置工件/電極復(fù)合系統(tǒng)
通過配置工件/電極復(fù)合系統(tǒng)，可支持更多數(shù)量的工件/電極換裝，可處理多種類不同托盤系統(tǒng)，中央預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)及數(shù)控程式確保了加工流程的高透明度。
4.制造單元
用一個處理設(shè)備，服務(wù)多臺機床及設(shè)備，通過不同的機床及輔助設(shè)備實現(xiàn)無人值守加工，加工流程具有高透明度，實時獲取工件及工序的資料，通過三坐標測量儀實現(xiàn)在線測量，確保高質(zhì)量生產(chǎn)。
5.柔性制造系統(tǒng)
用一個處理設(shè)備，服務(wù)多臺機床及設(shè)備，把所有機床和相關(guān)資料聯(lián)系在一起，實現(xiàn)數(shù)據(jù)流和物流的統(tǒng)一管理，并且設(shè)備數(shù)量可根據(jù)需求延伸，適用于大批量生產(chǎn)。
二、自動化生產(chǎn)線中的“十大標配”
1. “大腦”控制器
是指按照預(yù)定順序改變主電路或控制電路的接線和改變電路中電阻值來控制電動機的啟動、調(diào)速、制動和反向的主令裝置。
由程序計數(shù)器、指令寄存器、指令譯碼器、時序產(chǎn)生器和操作控制器組成，它是發(fā)布命令的“決策機構(gòu)”，即完成協(xié)調(diào)和指揮整個計算機系統(tǒng)的操作。自動化工廠中常用的控制器有plc、工控機等。
① 工控機
即工業(yè)控制計算機，是一種采用總線結(jié)構(gòu)，對生產(chǎn)過程及機電設(shè)備、工藝裝備進行檢測與控制的工具總稱。工控機具有重要的計算機屬性和特征，如具有計算機CPU、硬盤、內(nèi)存、外設(shè)及接口，并有操作系統(tǒng)、控制網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議、計算能力、友好的人機界面。工控行業(yè)的產(chǎn)品和技術(shù)非常特殊，屬于中間產(chǎn)品，是為其他各行業(yè)提供可靠、嵌入式、智能化的工業(yè)計算機。
② 可編程邏輯控制器（PLC）
它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。
2.“中樞系統(tǒng)”控制柜
控制柜：按電氣接線要求將開關(guān)設(shè)備、測量儀表、保護電器和輔助設(shè)備組裝在封閉或半封閉金屬柜中或屏幅上，其布置應(yīng)滿足電力系統(tǒng)正常運行的要求，便于檢修，不危及人身及周圍設(shè)備的安全。正常運行時可借助手動或自動開關(guān)接通或分斷電路。故障或不正常運行時借助保護電器切斷電路或報警。借測量儀表可顯示運行中的各種參數(shù)，還可對某些電氣參數(shù)進行調(diào)整，對偏離正常工作狀態(tài)進行提示或發(fā)出信號。常用于各發(fā)、配、變電所中。
控制柜又包括許多種，有電氣控制柜、變頻控制柜、低壓控制柜、高壓控制柜、水泵控制柜、電源控制柜、防爆控制柜、電梯控制柜、PLC控制柜、消防控制柜、磚機控制柜等等。
自動化工廠中涉及到電氣、變頻、電源、水泵等等控制柜，根據(jù)不同的需求選擇不同的控制柜，實現(xiàn)不同的控制功能。
3.“心臟”自動化軟件
由于工業(yè)控制系統(tǒng)的管控一體化趨勢控制工程網(wǎng)版權(quán)所有，使得工業(yè)控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)IT管理系統(tǒng)以及互聯(lián)網(wǎng)相連通，內(nèi)部也越來越多地采用了通用軟件、通用硬件和通用協(xié)議。
SCADA自動化系統(tǒng)：就是我們所說的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)。它主要是受計算機技術(shù)得支撐，對各種生產(chǎn)過程進行調(diào)度自動化控制的系統(tǒng)。
SCADA自動化軟件，可以在無人看管的情況下，自動化的對生產(chǎn)進行長時間的精準監(jiān)椌，并且從中獲取有效的信息數(shù)據(jù)，為監(jiān)管的管理者提供有力的評價參考。
4.“開關(guān)”電磁閥
是用電磁控制的工業(yè)設(shè)備，是用來控制流體的自動化基礎(chǔ)元件，屬于執(zhí)行器，并不限于液壓、氣動。
用在工業(yè)控制系統(tǒng)中調(diào)整介質(zhì)的方向、流量、速度和其他的參數(shù)。電磁閥可以配合不同的電路來實現(xiàn)預(yù)期的控制，而控制的精度和靈活性都能夠保證。
電磁閥有很多種，不同的電磁閥在控制系統(tǒng)的不同位置發(fā)揮作用，最常用的是單向閥、安全閥、方向控制閥、速度調(diào)節(jié)閥等。
5.提供動力的“肌肉”伺服電機
是指在伺服系統(tǒng)中控制機械元件運轉(zhuǎn)的發(fā)動機，是一種補助馬達間接變速裝置。
伺服電機可使控制速度，位置精度非常準確，可以將電壓信號轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動控制對象。
伺服電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速受輸入信號控制，并能快速反應(yīng)，在自動控制系統(tǒng)中，用作執(zhí)行元件，且具有機電時間常數(shù)小、線性度高、始動電壓等特性，可把所收到的電信號轉(zhuǎn)換成電動機軸上的角位移或角速度輸出。
分為直流和交流伺服電動機兩大類，其主要特點是，當信號電壓為零時無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。
6.“眼鏡”工業(yè)相機
工業(yè)相機是機器視覺系統(tǒng)中的一個關(guān)鍵組件，其最本質(zhì)的功能就是將光信號轉(zhuǎn)變成AFT-808小型高清工業(yè)相機為有序的電信號。
而工業(yè)相機一般安裝在機器流水線上代替人眼來做測量和判斷，通過數(shù)字圖像攝取目標轉(zhuǎn)換成圖像信號，傳送給專用的圖像處理系統(tǒng)。
圖像系統(tǒng)對這些信號進行各種運算來抽取目標的特征，進而根據(jù)判別的結(jié)果來控制現(xiàn)場的設(shè)備動作。
7.“執(zhí)行者”機器人
機器人：是自動執(zhí)行工作的機器裝置。它既可以接受人類指揮，又可以運行預(yù)先編排的程序，也可以根據(jù)以人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動。
它的任務(wù)是協(xié)助或取代人類工作的工作，例如生產(chǎn)業(yè)、建筑業(yè)，或是危險的工作。機器人一般由執(zhí)行機構(gòu)、驅(qū)動裝置、檢測裝置和控制系統(tǒng)和復(fù)雜機械等組成。
8.“觸覺”傳感器
是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。
9.“調(diào)節(jié)系統(tǒng)”儀器儀表
是用以檢出、測量、觀察、計算各種物理量、物質(zhì)成分、物性參數(shù)等的器具或設(shè)備。真空檢漏儀、壓力表、測長儀、顯微鏡、乘法器等均屬于儀器。
10.“交換器”變頻器
是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制設(shè)備。
變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波、逆變（直流變交流）、制動單元、驅(qū)動單元、檢測單元微處理單元等組成。
變頻器靠內(nèi)部IGBT的開斷來調(diào)整輸出電源的電壓和頻率，根據(jù)電機的實際需要來提供其所需要的電源電壓，進而達到節(jié)能、調(diào)速的目的，另外，變頻器還有很多的保護功能，如過流、過壓、過載保護等等。
三、這五大誤區(qū)你必須知道！
1.任何工序都可用自動化設(shè)備替代
采用自動化生產(chǎn)線進行生產(chǎn)的產(chǎn)品應(yīng)有足夠大的產(chǎn)量；產(chǎn)品設(shè)計和工藝應(yīng)先進、穩(wěn)定、可靠，并在較長時間內(nèi)保持基本不變。并非所有工序都適合進行自動化改造。在大批、大量生產(chǎn)中采用自動線有顯著的經(jīng)濟效益。
2.引入機器人就是進行自動化升級改造
機器人的應(yīng)用是自動化升級改造最具代表性的一個方面。但不等于能解決一切問題。氣動液壓控制及非標設(shè)備自動化也是實現(xiàn)自動化非常重要的手段之一。尤其針對一些特殊應(yīng)用，機器人不能解決的，非標自動化設(shè)備才是答案。自動化升級改造，切不可只盯著機器人看，多種渠道才是最好。
3.機器人買回來就能用
機器人作為智能設(shè)備，并非簡單安裝調(diào)試即可使用。如果忽略機器人的開發(fā)（或二次開發(fā)）與應(yīng)用，將會導(dǎo)致許多機器人買回來用不上或使用不當。
4.自動化升級改造可以一步到位
真正的自動化升級改造，并非一個簡單工位或是機器的更換就能完成，而是一項極其復(fù)雜的系統(tǒng)工程。自動化改造需量力而行，從比較成熟的自動化技術(shù)開始，從工廠急待升級改造的部位入手，逐步進行，切不可追求一步到位。
5.實現(xiàn)自動化改造就是實現(xiàn)了工業(yè)4.0
近來工業(yè)4.0及中國制造2025的概念非?；馃?，以致很多企業(yè)盲目跟風(fēng)。制造業(yè)企業(yè)更應(yīng)該關(guān)注的是實際技術(shù)與問題的解決方案。當發(fā)展到以信息為核心技術(shù)的廣義管理自動化，工業(yè)4.0時代也將應(yīng)運而生。
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