方案大師:2 自動化生產線的世界,主要引數、節拍計算、平衡率

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教材《工業機器人系統整合自動化生產線方案設計大師》

每日一節,一起學習工業機器人。

2 自動化生產線的世界

2.1 什麼是自動化生產線

自動化生產線和以前的人工流水線差不多,只不過是將裝置升級為自動化,然後將工人省掉,採用機器人、桁架機械手等實現裝置自動上下料,採用輸送線、AGV等實現各個工序的銜接和物料中轉,採用自動立體倉庫實現物料的儲存,其目標就是要實現從原材料輸入到成品輸出之間所有工序的全自動化執行。

隨著工業4。0的推進和物聯網發展,自動化生產線的功能也在擴充套件,除了基本的自動化功能之外,還增加了資訊化內容,比如常見的SCADA,即資料採集與監視控制系統,實現自動採集生產線的工藝資料、裝置引數,並提供一個大屏顯示介面,實時展現生產線執行狀態。

2.2 自動化生產線主要參

自動化生產線的主要引數有:產品種類、產能、生產工藝、裝置規格及數量、工序平衡率、佈局、佔地面積、水電氣消耗量、人員配置等。

自動化生產線適合單一品種、大批次產品的生產,產品種類建議越少越好,因為涉及到工裝夾具等,很難實現多產品的相容,在產品換型時,可能涉及到工裝夾具的更換。

產能是公司根據市場需求制定的,在建線之初就已經定下來了,是生產線設計的基礎引數,根據產能需求,選擇合適的生產工藝。

生產工藝確定之後,就需要選擇合適的裝置,確定裝置規格型號,根據產能要求確定裝置數量,計算各工序平衡率,並製作出詳細的工藝流程。

主要裝置確定後,就可以設計生產線佈局了,選擇合適的上下料裝置和物流中轉方案,確定所有裝置的位置,完成生產線的佈局設計。

深度閱讀:

空氣消耗量計算方法:

http://www。cad2d3d。com/post-1338。html

功率單位kW、kVar和kVA之間的關係:

http://www。cad2d3d。com/post-1430。html

2.3 自動化生產線節拍計算方法

2.3.1 生產線平衡率

計算節拍之前要理解“工序”的含義,通俗一點講,工序就是這個位置要完成哪些工作,將所有工序組在一起,就是一個生產工藝。

方案大師:2 自動化生產線的世界,主要引數、節拍計算、平衡率

圖13 工藝流程

自動化生產線節拍取決於整個工藝流程中最慢的那個工序,因此要求各工序節拍儘量相同,但實際上肯定是略有偏差,這個偏差也就是我們常說的生產線平衡率,如果所有工序的生產節拍相同,則平衡率100%,如果有一個工序乾的慢了,整個生產線的效率就下來了。

生產線平衡率=所有工位時間和/(瓶頸工序時間×工序數)

一個工序可以是1臺裝置,也可以是若干臺相同裝置,為了實現各個工序節拍相同,通常不同工序需要配置不同數量的裝置,比如A工序1臺裝置2分鐘完成,B工序1臺裝置需要4分鐘完成,則B工序可以佈置2臺裝置,這樣A、B兩工序的節拍就匹配了,不存在資源浪費的現象。

工藝流程和裝置數量確定後,整個生產線的節拍也就確定下來了,這時候就要考慮各個工序上下料、工序間銜接等如何實現,比如可以採用機器人、機械手、輸送線等。

2.3.2 節拍計算注意事項

首先,找出哪個工序和哪個機器人動作時間最長,直接分析最長的這個裝置或機器人的節拍。

其次,分析節拍時一定盯著一臺機器(裝置或機器人),不要受其他機器的影響,列出這臺機器在一個迴圈內的所有動作,並計算出各個動作所需要的時間。

最後,就是對比不同機器(裝置或機器人)的時長,看是否滿足整線節拍要求。

未完待續