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1.自动机械的工作流程
在熟悉自动机械的基本结构组成之后，接下来就要了解它是如何工作的，即了解它们的典型工作流程。自动机械各部分的机构是按一定的流程进行工作的，理解它们的工作流程对于深入认识自动机械的结构规律非常有帮助。以典型的自动化装配为例，可以将自动化专机（或自动生产线）的工作流程分为以下几个环节。

1.1输送与自动上料

输送与自动上料操作就是在具体的工艺操作之前，将需要被工序操作的对象（零件、部件、半成品）从其他地方移送到进行工序操作的位置。上述被工序操作的对象通常统称为工件，进行工序操作的位置通常都有相应的定位夹具对工件进行准确的定位。输送通常用于自动化生产线，组成自动化生产线的各种专机按一定的工艺流程各自完成特定的工序操作，工件必须在各台专机之间顺序流动，一台专机完成工序操作后要将半成品自动传送到下一台相邻的专机进行新的工序操作。

1.2分隔与换向

分隔与换向属于一种辅助操作。以自动化装配为例，通常一个工作循环只装配一套工件，而在工件各自的输送装置中工件经常是连续排列的，为了实现每次只放行一个工件到装配位置，需要将连续排列的工件进行分隔，因此经常需要分料机构，例如采用振盘自动送料的螺钉就需要这样处理。换向也是在某些情况下需要的辅助操作，例如：当在同一台专机上需要在工件的多个方向重复进行工序操作时，就需要每完成一处操作再通过定位夹具对工件进行一次换向。当需要在工件圆周方向进行连续工序操作时，就需要边进行工序操作边通过定位夹具对工件进行连续回转，例如回转类工件沿圆周方向的环缝焊接就需要这样处理。某些换向动作是在工序操作之前进行，某些则在工序操作之后进行，而某些情况下则与工序操作同时进行。

1.3定位与夹紧

当工件经过前面所述的输送、可能需要的分隔与换向、自动上料而到达工序操作位置后，在正式工序操作之前，还要考虑以下问题：·如何保证每次工作循环中工件的位置始终是确定而准确的？·工件在具体的工序操作过程中能保持固定的位置不会移动吗？上述问题实际上就是在任何加工、装配等操作过程中都需要考虑的两个问题：定位与夹紧。为了使工件在每一次工序操作过程中都具有确定的、准确的位置，保证操作的精度，必须通过定位夹具来保证，定位夹具可以保证每次操作时工件位置的一致性，实际上通常都是将工件最后移送到定位夹具内实现对工件的定位。在某些工序操作过程中可能产生一定的附加力作用在工件上，这种附加力有可能改变工件的位置和状态，所以在工序操作之前必须对工件进行自动夹紧，保证工件在固定状态下进行操作。因此在很多情况下都需要在定位夹具附近设计专门的自动夹紧机构，在工序操作之前先对工件进行可靠的夹紧。

1.4工序操作

工序操作就是完成自动化专机的核心功能，前面讲述的所有辅助环节都是为工序操作进行的准备工作，都是为具体的工序操作服务而设计的。

工序操作的内容非常广泛，例如机械加工、装配、检测、标示、灌装等，仅装配的工艺方法就有许多，例如螺钉螺母连接、焊接、铆接、粘接、弹性连接等。这些工序操作都是采用特定的工艺方法、工具、材料，每一种类型的工艺操作也对应着一种特定的结构模块。

1.5卸料

完成工序操作后，必须将完成工序操作后的工件移出定位夹具，以便进行下一个工作循环。卸料的方法多种多样：例如在自动冲压加工操作中，依靠工件的自重使工件自动落入冲压模具下方的容器内，对于材料厚度及质量极小的冲压件，通常采用压缩空气喷嘴将其从模具中吹落。在一些小型工件的装配中，经常采用气缸将完成工序操作后的工件推入一个倾斜的滑槽，让工件在重力的作用下滑落。对于一些不允许相互碰撞的工件经常采用机械手将工件取下。还有一些工序操作直接在输送线上进行，通过输送线直接将工件往前输送。

2.自动化生产线设计制造流程

由于自动化生产线包括各种各样的自动化专机，所以自动化生产线的设计制造过程比自动化专机更复杂。下面以典型的自动化装配检测生产线为例，说明其设计制造流程。目前国内从事自动化装备行业的相关企业通常是按以下步骤进行的：

（1）总体方案设计

设计时要考虑既要实现产品的装配工艺，满足要求的生产节拍，同时还要考虑输送系，统与各专机之间在结构与控制方面的衔接，通过工序与节拍优化，使生产线的结构最简单、效率最高，获得最佳的性价比。因此总体方案设计的质量至关重要，需要在对产品的装配工艺流程进行充分研究的基础上进行。①对产品的结构、使用功能及性能、装配工艺要求、工件的姿态方向、工艺方法、工艺流程、要求的生产节拍、生产线布置场地要求等进行深入研究，必要时可能对产品的原工艺流程进行调整。②确定各工序的先后次序、工艺方法、各专机节拍时间、各专机占用空间尺寸、输送线方式及主要尺寸、工件在输送线上的分隔与挡停、工件的换向与变位等。

（2）总体设计方案评审

组织专家对总体方案设计进行评审，发现总体方案设计中可能的缺陷或错误，避免造成更大的损失。

（3）详细设计

总体方案确定后就可以进行详细设计了。详细设计阶段包括机械结构设计和电气控制系统设计。

①机械结构设计

详细设计阶段耗时最长、工作量最大的工作为机械结构设计，包括各专机结构设计和输送系统设计。设计图纸包括装配图、部件图、零件图、气动回路图、气动系统动作步骤图、标准件清单、外购件清单、机加工件清单等。由于目前自动机械行业产业分工高度专业化，因此在机械结构设计方面，通常并不是全部的结构都自行设计制造，例如输送线经常采用整体外包的方式，委托专门生产输送线的企业设计制造，部分特殊的专用设备也直接向专业制造商订购，然后进行系统集成，这样可以充分发挥企业的核心优势和竞争力。从这种意义上讲，自动化生产线设计实际上是一项对各种工艺技术及装备产品的系统集成工作，核心技术就是系统集成技术，可见总体方案设计在自动机械设计制造过程中的重要性。

②电气控制系统设计

电气控制系统设计的主要工作为：根据机械结构的工作过程及要求，设计各种位置用于工件或机构检测的传感器分布方案、电气原理图、接线图、输入输出信号地址分配图、PLC控制程序、电气元件及材料外购清单等，控制系统设计人员必须充分理解机械结构设计人员的设计意图，并对控制对象的工作过程有详细的了解。

（4）设计图纸评审

详细设计完成后，必须组织专家对详细设计方案及图纸进行评审，对于发现的缺陷及错误及时进行修改完善。

（5）专用设备及元器件订购、机加工件加工制造

由于目前产业分工高度专业化，在自动机械行业，大量的专用设备、元器件、结构部件都已经由相关的企业专门制造生产，设计阶段完成后马上就要进行各种专用设备、元器件的订购及机加工件的加工制造，二者是同步进行的。

由于基础部件制造商都逐步将制造厂移近市场地区，许多国外的部件制造商都先后在国内开办生产厂，因此自动机械元器件的订购周期已经逐步缩短，方便了自动机械制造企业进一步缩短制造周期。

（6）装配与调试

在完成各种专用设备、元器件的订购及机加工件的加工制造后，就可以进入设备的装配调试阶段了，一般由机械结构与电气控制两方面的设计人员及技术工人共同进行。在装配与调试过程中，既要解决各种有关机械结构装配位置方面的问题，包括各种位置调整，又要进行各种传感器的调整与控制程序的试验、修改。

（7）试运行并对局部存在的问题进行改进、完善

由于种种原因，通常许多问题只有通过运行才能暴露出来，因此，试运行是非常重要的环节，只有将问题暴露后才能找出方法去解决，甚至包括设计上的错误。需要在积累经验的基础上逐步提高设计水平，减少设计缺陷或错误。更好的作法是在设计阶段就利用相关的设计软件对所设计方案或程序进行模拟，及早发现问题，而不要全部依赖在设备装配调试时才发现问题，进行事后修改。

（8）编写技术资料

技术资料的整理是保证设备使用方能够正确掌握机器性能并用好设备的重要条件，资料的完整性也体现了企业的素质和服务水平，一项优秀的设计与服务同时还包括了完整的技术资料。需要编写的技术资料包括设备使用说明书、图纸、培训资料等。

（9）试生产、技术培训

有些问题可能在试运行过程中仍然难以暴露出来，因此在实际生产过程中仍然可能有问题出现，此类问题通常既可能是设备或部件的可靠性问题，也可能包括设计上的小缺陷。设备移交后还要对使用方人员进行必要的技术培训，使其不仅能够熟练地使用设备，还能够对一般的故障进行检查和排除。

（10）双方按合同组织验收

双方按合同组织验收是整个项目合作的最后环节。

3.自动化专机设计制造流程

由于自动化专机的设计制造都已经包含在自动化生产线的设计制造过程中，所以自动化专机的设计制造过程较自动化生产线简单，通常按以下步骤进行：

（1）产品研究

对产品的结构、使用功能、性能、装配工艺要求、要求的生产节拍等进行深入研究，对相关的工艺方法进行研究，最终确定一种合适的工艺操作方法。

（2）总体方案设计

总体方案包括：确定工件的输送、上料、卸料方法与机构；确定工件的定位夹具及可能需要的夹紧机构；驱动元件、传动系统；节拍时间；传感器与控制方法等。

（3）总体方案设计评审

发现总体方案设计中可能的缺陷或错误。

（4）详细设计

包括机械结构设计与电气控制系统设计。机械结构设计包括总装配图、零件图、外购件清单、标准件清单、机加工件清单、气动原理图、气缸动作步骤图等。

（5）设计图纸评审

（6）外购件订购、机加工件加工

（7）装配、调试

（8）机器试运行，对可能存在的问题进行改进、完善

（9）机器及技术资料验收移交