剛性自動化

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剛性自動化(Fixed Automation)

　　剛性自動化是在機械化的基礎上形成的，這種自動化的控制系統主要是靠凸輪．擋塊．分配軸．彈簧等機構來實現的。它包括各種自動化機床(如單軸縱切自動車床、單軸轉塔自動車床、多軸自動車床等)、自動生產線(剛性製造系統)等。

　　剛性自動化的特點是：能顯著提高勞動生產效率，改善勞動條件，產品質量穩定可靠，大量生產條件下降低了產品的成本。但是剛性自動化的過程式控制制主要靠硬體，不能輕易變更，只能用於固定產品的大量生產，而對於品種多、批量小的零件生產是不適用的。

　　剛性自動化，產生於20世紀20年代，在機械化的基礎上形成的。這種自動化的控制系統主要靠凸輪、擋塊、分配軸、彈簧等機構來實現的。包括各種自動及半自動機床、組合機床、機械手、自動生產線等。其優點是能夠顯著提高生產率，減小工人的勞動強度，節省勞動力，保證製造質量，降低生產成本，適於大批量生產。但是，剛性自動化的控製程序不能輕易變更，只適用於固定產品的大量生產，不適於多品種、小批量生產的自動化。

　　(一)自動機床

　　自動機床不僅而能夠自動完成工作迴圈，並能自動重覆，包括自動完成上下料工作。具有自動工作迴圈，但一個工件自動加工完成以後，需要人工裝卸工件，即不能重覆工作迴圈的機床，成為半自動機床。大多數自動和半自動機床採用機械凸輪、擋塊控制的自動控制系統，這種系統一般為開環時間控制系統。投資少，工作穩定可靠，使用壽命長，但調整工作量大，加工質量較差，工人的勞動強度也大。

　　(二)組合機床

　　組合機床是由按系列化、標準化原則設計的通用部件和按被加工工件的形狀、工藝要求而設計的專用部件所組合而成的高效專用機床。組合機床是結合了通用機床和專用機床的特點，以通用部件為基礎，配以少量按加工特定形狀和加工工藝設計的專用部件和夾具組成的機床。組合機床既具有專用機床生產效率高，結構簡單的特點，又具有通用機床的適用性強，能適應加工對象變化的特點。當加工對象變化時，組合機床可部分或全部改裝，但它的通用部件可重新使用或配換，再按零件加工要求設計製造少量專用部件，又組成一臺具有新的功能的組合機床。

　　(三)自動生產線加工

　　自動生產線加工方式廣泛採用專用自動機床、組合機床和運輸工件的裝置，並組成生產線。生產線要有嚴格的生產節拍，即根據年產量計算出來的每一臺產品所允許的生產時間，還應有重要工序的自動監控、故障停機報警等裝置，生產率很高。與自動機床相比，它的結構複雜，完成的加工工序多，所以生產率也很高，是少品種、大批量生產必不可少的加工裝備，適用於大批量生產類型。剛性自動線可以有效縮短生產周期，取消半成品的中間庫存，縮短物料流程，減少生產面積，改善勞動條件，便於管理等優點。主要缺點是投資大，系統調整周期長，更換產品不方便。

　　1．自動生產線的組成

　　通常，自動線的物流傳輸大多採用液壓傳動，從傳動來說還是比較方便的。

　　2．自動生產線的設計要點

　　1)生產節拍

　　自動生產線有嚴格的節拍，它是自動生產線設計的主要依據之一，要根據產品的生產綱領來計算自動生產線的生產節拍，必須按節拍來擬訂零件的工藝過程，安排工序、工位、工步和走刀，加工過程中，工序時間過短或過長(超過節拍)就意味著整個自動生產線的不平衡，會嚴重影響生產率，需要改進。

　　2)全線分段

　　自動生產線在工作時，如果某一環節出現故障就會影響全線的正常工作，自動線會被迫停工。因此對於一些容易出故障的關鍵設備，可在其旁設置儲料裝置，存儲一定數量的合格工序間工件，以便當該設備出現問題時能維持一定時間的正常生產運行，在這段時間內進行故障排除。對於比較長的自動線，在設計時，按工藝可將其分成若幹段，每段設備數不等，大約6台～10台左右，每段之間配置儲料裝置，便於分段維修，以免因故障造成全線停工而帶來的重大損失。

　　3)定位和安裝

　　在自動生產線上加工時，多採用單一基準原則，工件在機床夾具上直接進行定位夾緊。若工件不能用單一基準，則可將工件安裝在隨行夾具(又稱托盤或托板)上，工件連同隨行夾具一起在自動線上傳輸，由隨行夾具在機床上進行單一基準的定位夾緊，這樣使得全線的傳輸裝置結構簡單。但要製造若幹套隨行夾具。

　　4)結構佈局形式

　　自動生產線的結構佈局形式應考慮零件工藝過程、機床數量、廠房面積大小和形狀等因素，有直線形、折線形、框形和環形等；機床既可排列線上的一邊，即單面排列，也可排列線上的二邊，即雙面排列。

　　3．自動生產線的應用

　　早在20世紀30年代的汽車工業，由於是大量生產，在生產中大量使用了零件生產流水線的形式，逐漸形成自動生產線的形式，以後在拖拉機、軸承等製造業中應用十分廣泛。我國在1957年建成的第一汽車製造廠的發動機車間，有了第一條汽缸加工自動生產線，到了60年代中期，我國自行建設的第二汽車製造廠中就有了一百多條自動生產線。

　　由於自動生產線僅適用於大批量生產，從而限制了其應用範圍，但直至現在，在大批量生產中，自動生產線仍是主要的有效的生產形式之一。

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