机械制造工艺概念(机械制造工艺自动化改良中的设备创新探析)

1.1企业生产线不良问题调查我去了辽宁沈阳，的A公司钣金车间进行调查，重点是像对，这样的企业的每条生产线的手工操作，生产过程中的效率约束，车间工作空间的布局，产品质量等。以空调生产企业钣金车间的钣金冲压工艺为例，虽然公司引进了先进的多工位压力机，但为了尽可能实现“低投入、高产出”，钣金的上下料和级进模之间的转移方式仍采用人工操作。这种手工冲压生产线存在以下缺点：(1)由于受操作台、转台和人员通道的影响，占地面积大；(2)虽然安装了脚踏开关等安全控制系统，但由于工人长时间的简单重复动作，当发生危险时，应停止的动作仍然是惯性，无法实现相应的安全保护功能，导致安全事故；(3)由于工人的长期操作，不可避免地会出现操作失误，如盘子没有放在对，方向，忘记翻转等。导致次品率增加，影响产品质量；(4)由于钢板表面油膜的作用，钢板经常会粘在一起。在这种操作模式下没有特殊的卸垛过程，操作人员完全用手拿取物料。如果将双层或多层板送至压机，对设备或模具将会损坏，导致维护成本高，并延迟生产的连续性。

1.2车间布局中的“人-机-环境”约束问题。生产任务是在一定的工作空间内完成的，工作空间设计的任务是使机器、设备、夹具和材料按照作业要求合理安排，使人(或机器)能更快地工作，达到提高企业生产率的目的，这是研究“机-环境”问题的一个重要方面。对工作空间的合理布局设计是影响车间生产率的主要因素。由于车间有限，任何多余的空间都应得到有效利用。在保证一定生产效率的前提下，由多台机器组成的生产线布局越合理、越紧凑，车间生产率越高。企业期望一种既能很好地完成装卸和投料，又能有效节省工作空间，体现“人-机-环境”和谐统一的运作模式。

1.3工作空间约束下的技术改造要求以A公司钣金冲压生产线为例。生产线有10台多工位压力机，总面积181平方米。每台多工位压力机及配套设备占地面积16.4平方米，采用手动装卸送料方式。对有50家运营商。运营商很拥挤，没有专门的人员通道。人员、原材料和成品进出极为不便，容易发生安全事故。为了减少能源和人力的浪费，对钣金冲压生产现状的技术改造应主要集中在生产效率、安全保证、占地面积、资金投入和工人工作环境等方面。特别是对于使用人工装卸方式的企业来说，对，的技术改造意义重大。

2自动化生产线中工艺设备的创新设计目前，一些大型制造企业自动化程度较高，将机器人技术应用到生产线中，生产效率高，但投资高，不必要的成本浪费，占用空间和设备多，维护复杂。许多企业仍然采用落后的手工操作方式，生产效率低、不稳定、不安全因素多、操作人员多、环境恶劣、劳动强度大，造成人力资源的大量浪费。

以钣金冲压生产线为例，钣金冲压作为一种重要的金属材料塑性加工方法，广泛应用于汽车工业、航空航天、家电生产和包装等工业领域。技术水平直接影响企业成本和新产品开发周期。以几种钣金冲压及装卸自动化设备的设计过程为例，探讨了自动化生产线设备的创新设计思路和流程：满足工作空间布局约束的2.1伸缩机械手

狭义的伸缩臂设计是指安装在挖掘机上的一种工作装置。固定臂和移动臂在伸缩组的伸缩力作用下伸缩移动臂，以达到更大的工作半径。这种形式的工作装置是传统的伸缩臂。虽然这种传统的伸缩臂在理论上可以用于组合机械手，但它占用大量空间和重量，导致设备稳定性差。本文设计了一种气动折叠伸缩臂。如果将这种折叠伸缩技术应用于机械手，可以最大限度地节省空间，尤其是进出压机等设备所需的空间。此外，机械手滑动时处于绷紧状态，设备稳定性好。

2.2基于产品质量考虑的钣金件分离方法在冲压生产线中，由于钣金件表面油膜的作用，钣金件经常相互粘连，在人工操作模式下没有特殊的拆垛过程，所以操作人员完全用手拿取材料。如果将双层或多层金属板送入模具，将会损坏对设备或模具，导致维护成本高，并延迟生产的连续性。

为了在对，取料过程中进行双物料检测和分离，首先考虑了分板方法，包括机械分离法、磁选法、称重分离法、微变形分离法和吹脱分离法，其中高压吹脱法和微变形分离法的结合可以很好地完成分板。本文设计了一种基于双材料检测的钣金分离方法。烟囱预先独立吹制，端部拾波器采用微变形方式，分为动吸盘和静吸盘，并配有厚度传感器。对捕捉金属板的厚度进行检测，如果是单一厚度，它将被馈送。如果它是多重厚度，这意味着先前的分离操作失败，它将被抛出并再次抓住。

2.3当今柔性生产线“积木式”组合设备的市场订单具有多品种、中小批量等特点。柔性生产线的灵活性和“积木”的组合形式可以最大限度地减少产品修改过程中的时间消耗，使生产尽早恢复。根据生产状态在车架上安装多个独立的装置，形成“积木式”组合装置，不仅增加了Z5的整体工作自由度，而且只需要一个动力源。在独立设备Z5方向同步的前提下，有效降低了机构动作和控制指令的复杂度。

3结论本文研究了对生产线过程自动化改造中的设备创新，试图提出生产线自动化改造中几种有效的设备和方法：折叠伸缩臂创新技术充分考虑了车间布局、生产线能力和工人工作环境的有机协调；基于产品质量的钣金分离方法为类似生产线中对产品质量的实时监控方法开辟了新思路；设备的“积木式”组合方式是针对对柔性生产线多品种、中小批量、频繁换线，等特点。从而实现产品变型生产的灵活性。