自动化生产线设计论文（最终版）

第一篇：自动化生产线设计论文（最终版）

论文是各专业学员都必须完成的集中实践性教学环节，不能免修。要求每位学员在学校指定的指导教师的指导下，独立完成论文的写作，下面小编带来的是自动化生产线设计论文，希望对你有帮助。

【摘 要】本文以通过自动化设计的实践过程对自动化设计做以简述，叙述了自动化设计的大致设计过程，设计过程中需要准备、注意的事项。

【关键词】自动化；装配线；设计

0.前言

近些年随着我国公民生活水平的不断提高，人们的消费水平也在不断提高，这也增长了人们对汽车、家电等工业制成品的需求。而同样经济危机也同样在影响着人们的消费行为，促使现代工业改变传统的粗放型生产模式，而取代的则是自动化高效率的精益生产方式。现代的自动化生产方式不但提高了生产效率，也节约了人力成本，改善了劳动条件。现代精益生产、工业机器人以及电子控制技术的高端结合也促使了自动化控制技术更好的工业生产中展开。本文则通过实例简要介绍自动化生产线的设计过程，并对设计过程中可能产生的问题进行举例，分析，解决。

自动化生产线多以全自动、半自动的形式体现，半自动化生产线会将一部分机器难以胜任或从成本上考虑并不经济的的操作由人工代替。以下对自动化生产线设计做以简要描述。

1.熟悉产品的生产工艺

熟知产品生产工艺才能更好的依据产品的特点、特殊性来设计生产线，同时生产工艺也是一个产品装配过程的完整体现，通常生产工艺会对产品生产过程中的每一步进行详细要求，说明，并规定相应的合格标准。因此熟知产品的生产工艺是设计前必做的准备。生产工艺多以工艺指导书的形式体现。

2.自动化生产线节拍分析

明确产品的生产节拍，并对生产线各工位进行节拍分析。产品的生产节拍决定产品的产量，生产线的效率是指生产线单位时间内生产出成品或半成品的时间，它是一个生产线验收合格的重要指标。需要对各个工位进行节拍分析，整合小节拍工位，消除瓶颈工位，减少不必要的操作。生产节拍是由工艺操作时间和辅助作业时间二者组成，首先要计算生产线的平衡率，公式为：

线体平衡率=（所有工序节拍之和×100%）/（瓶颈工序节拍×人员）

=（65+24+58+51.5+58.3+52.3+39.6+62+64.6+66.1）/10/66.1=81.9%

其次确定生产线节拍，因为自动化装配生产线中节拍最长的工位限制其他工位的运行，因此一个生产线的生产节拍就是运行时间最长的工位节拍。设计过程中需要考虑最长节拍工位能否缩短运行时间，减少节拍瓶颈，尽量使各个工位的运行节拍保持均衡。

3.确定产品的设计方案

通过多个方案对比，寻找最优方案，要求方案简单易用，易于实现，尽可能少的人工操作，并在满足所有功能工况的前提下考虑成本、效率。确定方案后进行生产线的三维模型设计，绘制二维工程图。

（1）根据产品的结构形式来确定生产线的传送方式及零部件的上下料方式。常用的主要有倍速链输送，皮带输送，转盘输送，滚轮输送，振动盘供料，机械手供料等；其次需要确定产品的分隔与换向，通常在工位上需要安装或检测零件时，对产品进行分隔且脱离传送并进行精确定位，以实现在没有其他外力干扰的情况下对产品进行装配、加工、检测。而产品的换向分为X、Y、Z三个自由度方向的变换，可通过转向气缸、分度盘、凸轮分度器及特定机械工装来实现旋转功能。分隔过程中由于各工位节拍不一致，会有等待现象，如果等待过长需要设计暂时存料的料垛。

（2）对于涉及到多个型号产品的自动化装备线需要考虑增加快换工装，对于日后更新新产品来说不仅可以节省生产成本，还可以快速反应产品的需求，以减少库存，降低累积成本。快换工装通过定位销及销套来实现精准定位。

（3）绘制气动原理图，确定各工位的举升、夹紧、直线运动、转动等方案后，需要依工作站的运行方式绘制气动原理图，对于举升等受重力因素影响或在紧急停电停气的情况下禁止工装运动的场合需要在气动元件进出气口增加气控单向阀，同样阀片需要选择三位五通中空阀，这样可以避免在停电停气的情况下气动元件误操作造成危险。

（4）绘制现场工艺布局图，依照产品的生产工艺，确定产品装配的各工位后，需要依照现场情况合理布局各工位位置，绘制现场工艺布局，将各个工位有序的串联或并联到一起。同时需要依据客户需要布局现场气源气路、电控线槽等的走线方式，大致分为地面布线和桥架上布线，需要计算气管、电线、线槽等的有效长度，在采购时通常需预留10%，以避免在实际生产过程中不能有效利用出现短缺。

（5）设计原则，在满足功能的前提下，需要考虑人工操作舒适化，工艺步骤最少化，设计过程最简化，设计成本最小化。通常设计过程中需要采购的定位销、销套、把手、传感器、plc等外购标准件尽量统一，便于统一管理、互换，且美观。

（6）特殊专机应用，对于拧紧螺钉需要采购专用的拧紧枪；铆接铆钉用专用的铆钉枪；特殊铆钉需要用专用的压机；助力需要用平衡吊；适时距离需要用伺服电机带动滚珠丝杠；这些特殊用途专机有专门厂家生产，可以直接采购，避免设计周期超时和经验上的不足。

4.绘制三维图和二维工程图

现代自动化工业对与三维软件的需求是与日俱增，当然并不强调对于软件的广泛性，因为对于软件的需求有一款能满足设计要求就可以，不必追求学习过多的三维软件，最重要的还是在设计过程中对于自动化设计的经验。自动化行业常用的设计软件有Solidworks、Proe等。二维工程图出图可以直接用三维软件出图，也可依各人习惯采用CAD或者CAXA等二维工程图软件。

5.结束语

以上是个人对于自动化生产线设计过程中的一点拙见，当然设计过程是复杂繁琐，且周期较短，需要不断的接触不同的项目来总结经验。

【参考文献】

[1]李绍炎.自动机与自动线.清华大学出版社出版社，2007/2/1.[2]丁加军，盛靖琪.自动机与自动线[J].机械工业出版社，2011/06/01.

第二篇：自动化生产线实习总结.

实训小结

时间过的真快, 转眼间两周的实训时间就过了, 在过去的两周内我们小组在自动化生产线实验 室进行了为期两周的实训练习。通过这段时间的切身实践,我们收获了很多,一方面学习到了许多以前没 学过的专业知识 与知识的应用, 另一方面还提高了自己动手做项目的能力;还令我学会了一些如何在社会 中为人处事的道理。

本次实训的指导老师是何老师和马老师。在实训拉开帷幕时,指导老师马老师首先给我们讲解了 一下本次实训的目的、要求、主要内容及任务安排。从他的讲解我们了解到本次实训分两个阶段进行,阶 段一是在第一周做好自动化生产线的前三个单元站——即供料单元、搬运单元和操作手单元,阶段二是在 第二周做好自动化生产线的后三个单元站——即检测单元、加工单元和提取安装单元,并完成实训报告和 实训小结。

实训开始后, 我们按照指导老师的要求, 每 5至 6人组成一个小组, 根据大家的工作习惯和相互了 解情况,我们团队共有 6位成员组成(钟 **、陈 **、陈 **、王 **、林 **和我 ,经过推举我作为小组组长。组成团队后,为了便于开展实训工作, 同时也能够使团队成员确定个人实训任务,根据指导老师给 定的要求我们的主要任务就是做好自动化生产线个单元站的编程调试工作,并写出此次实训各站的控制要 求和控制工艺流程,以及画好各站的机械简图、电气原理图、安装接线图和详细程序。因此,我根据整个 实训的安排进行了详细的任务分工,使团队成员在每个阶段工作时都能够各司其职,才尽其用。经过讨论 我安排钟 **、陈 **、王 **三人负责程序的设计编写;林 **和我负责程序的调试工作;陈 **则负责文本的书 写。整个实训过程中所有队员都应该参与到程序的设计当中随时做好对程序提供更好的解决方案。

本次实训,是对我们能力的进一步锻炼,也是一种考验。从中获得的诸多收获,也是很可贵的,是 非常有意义的。不过在进行当中困难是随处可见的。

就像刚开始做第一个单元的时候, 我们在编写好程序准备开始进行调试的时候。由于技术原因, 电 脑和 PLC 一直无法连接,在经过多种途径都无法解决问题的

时候我们求助于指导老师马老师,原来调节电 脑的搜索 PLC 波特率的大小才使得电脑能够正常连接到 PLC。

还有在供料单元的调试过程中,可能是由于人为的原因,摆动气缸在摆动到吸取工件位置的时候, 无法使真空吸盘吸取工件,检查其原因,发现原来是摆臂和工件位置没有准确对应。因此,在不得已的情 况下我们调整了摆臂和工件的位置,这才使得真空吸盘能够完全吸取工件。而在调试过程中,我们也发现 若摆动气缸摆臂在推料的同时还是处于工件位置,很容易就会造成机械碰撞,以至使器件损坏。因此,我 们在程序上添加了一条能够让摆臂在推料的同时向右旋转一定角度,避免发生机械碰撞。

实训中遇到的问题是无奇不有, 但在我们的努力下一个个都迎刃而解。在解决问题的时侯我也感受 到,只要平时细心一点就可以避免很多不必要的错误;同时,洞察能力也是发现错误,并解决问题的关键。所以这也提高了我们的洞察能力。

在此次实训中我们学到了许多新的知识。原来我认为刚学的时候学的内容太难懂很难学, 现在想来, 有些其实并不难,关键在于理解。在这次实训中还锻炼了我们其他方面的能力,提高了我们的综合素质, 也使我们更加有团队精神。最后,我要感谢学院安排这次十分有意义的实训。同时,也要感谢为这次实训 默默付出的老师。

第三篇：集团内部非标自动化生产线设计流程

一个非标自动化设备开发流程

一、确定开发项目、了解客户需求 1.产品品质要求

2.设备生产效率要求 3.设备工作环境

二、分析产品

1.了解产品生产工艺

2.了解产品各方面尺寸要求及来料情况 3.与技术员沟通产品生产过程中的注意事项 4.设备使用地点的技术参数

三、拟定方案

工程人员讨论、分析作出设备方案，方案包括： 1.设备示意图（整体示意图，局部示意图）2.各部分机构简介 3.动作说明 4.设备技术参数

四、方案审核评估

由工程人员组成审核组，对方案进行审核，审核内容包括： 1.设备可行性评估 2.设备成本评估

3.设备生产效率的评估 4.各部分结构可行性评估

五、方案整改对方案审核中讨论出的问题进行整改。

六、客户确定设计方案

设计方案交由客户，客户根据需求，对方案进行最后确定。

七、设计开发由工程部安排工程师进行机构设计，作出机器装配图、零件图（零件标注按国家标准）选出执行元器件、电控配件并列出加 工零件清单和标准件请购单，动作说明书。

八、机构审核由工程人员组成审核组，对所设计出的图纸进行审核，审核内容包括：（1）机器结构配合是否合理：功能性（能力和精度）、稳定性、安全性、人性化（操作的便利性）和外观性。

（2）所设计机器生产效率是否符合客户需求。（3）机器造价。

（4）各部分机构应简单易于调试、维修。（5）各部分零件应尽量简单易于加工。（6）各执行元件选用是否合理。

九、零件加工及标准件采购

1.零件加工部零件图进行机器零件加工（零件加工必须严格按照 零件图上所示，零件精度，加工工艺进行加工，保证零件精度及零件加工工艺）2.采购人员按照标准件清单，联系供应商进行标准件采购

检人员按照零件图及标准件清单，检验加工零件的尺寸精度，加工工艺，标准件的型号、安装尺寸进行检验，合格后交由仓管人员入库

十、机器组装

1.由装配部安排人员进行机器组装调试，装配人员按照加工零件清单及标准件清单，到仓库领取加工零件及标准件。

2.装配人员严格按照装配图，进行机器组装，各部分零件，执行元件组装是否正确，各活动部件活动顺畅，无干涉所有的紧固件和接头联结，确保紧固到位，联结可靠。3.工控部安排电气工程师按照动作说明书进行机器配电，机器程序编写及调试

十一、机器调试

装配人员按照客户提供的产品工程图进行机器调试，调试完成后打样，交生产部确定其产品品质

十二、生产使用

1.检查所有的紧固件和接头联结，确保紧固到位，联结可靠 2.清洁设备外表，粘贴必要的标牌和标示

3.标明拆分位置，理顺拆分管线路，合理拆分设备 4.必要的防护（防锈、防潮）措施。

5.准备好机器备件，操作说明书，接线图及其他技术资料

第四篇：PLC 自动化生产线学习总结

《自动化生产线系统的安装与调试》学习总结

这个学期，开了一门课程叫《自动化生产线系统的安装与调试》。上课的地点全都是在实训楼。这一点很好，因为，在实训楼里面有与该课程配套的设备。我们在课堂上，先听完老师讲完一段理论内容后，就动手做实验。理论结合实践，这样，我们的能力提高得很快。

这门课程一共开了十个星期，课程比较紧凑。转眼间十个星期的实训时间就过了，在过去的十周内我们小组在自动化生产线实验室进行了为期十周的实训练习。通过这段时间的切身实践，我们收获了很多，一方面学习到了许多以前没学过的专业知识与知识的应用，另一方面还提高了自己动手做项目的能力；还令我学会了一些如何在社会中为人处事的道理。这门课程的指导老师是刘老师。在实训拉开帷幕时，指导老师刘老师首先给我们讲解了一下这门课程的目的、要求、主要内容及任务安排。从他的讲解我们了解到这门课程主要是针对THJDQG-3型光机电气一体化控制进行实验，这个机器是自动化生产线的模型。该自动化生产线是由四个单元站，即上料单元、传动单元和机械手单元和仓储单元组成。我们的目的是实现自动化生产线整机的上料、传动、机械手、仓储等4个工作单元的联调功能，并完成课程学习总结。

课程开始后，我们按照指导老师的要求，每9至11人组成一个小组，根据大家的工作习惯和相互了解情况，我们团队共有11位成员组成，每个小组都有一个组长。组成团队后，为了便于开展实训工作，同时也能够使团队成员确定个人实训任务，根据指导老师给定的要求，我们的主要任务就是做好自动化生产线每个单元站的编程调试工作。经过我小组的讨论后，决定三人负责程序的设计编写；三人负责程序的调试工作；三人负责设备的接线；两人负责检查接线是否正确。整个实训过程中所有队员都应该参与到程序的设计当中随时做好对程序提供更好的解决方案。

这门课程，是对我们能力的进一步锻炼，也是一种考验。从中获得的诸多收获也是很可贵的，是非常有意义的。不过在进行当中困难是随处可见的。就像刚开始做第一个单元的时候，我们在编写好程序准备开始进行调试的时候。由于技术原因，电脑和PLC一直无法连接，在经过多种途径都无法解决问题的时候我们求助于指导老师刘老师，原来调节电脑的搜索PLC波特率的大小才使得电脑能够正常连接到PLC。还有在传动单元的调试过程中，发现步进电机不能工作，我检查相关的接线，接线完全正确；我又检查变频器的相关参数，参数也符合指导说明书要求。经过团队的努力探索与分析，最后发现是PLC的输出触点已经击穿。接着，马上更换触点，修改程序的继电器地址，重新下载程序并调试。最后，成功了，上料单元做好了，我们很开心。

实训中遇到的问题是无奇不有，但在我们的努力下一个个都迎刃而解。在解决问题的时侯我也感受到，只要平时细心一点就可以避免很多不必要的错误；同时，洞察能力也是发错误，并解决问题的关键。所以这也提高了我们的洞察能力。在此这门课程中我们学到了许多新的知识。原来我认为刚学的时候学的内容太难很难学，现在想来，有些其实并不难，关键在于理解。在这门课程中还锻炼了我们其他方面的能力，提高了我们的综合素质，也使我们更加有团队精神。最后，我要感谢学院安排这门十分有意义的课程。同时，也要感谢为这门课程默默付出的刘老师。

随着社会的发展，现在生活中自动化的东西越来越多，如家用的洗衣机、空调、电梯、自动清洁机、洗碗机等，工业上的机械手、各种自动化的机床等，军事上的无人机等，智能楼宇、智能手机、智能相机等，这些东西中都是各种自动化的综合体，所以我认为在以后可能发展成智能化生产线，综合性更加的强，几乎不需要人来管理，机器就可以自行处理从原料加工成产品，从而降低了成本。所以，我们要努力学习，为工业的发展贡献一份力量。

第五篇：热轧带钢生产线自动化控制系统

热轧带钢生产线自动化控制系统

摘 要 本文通过对西南不锈1450mm热轧带钢生产线自动化控制系统的分析，详细阐述了热轧带钢生产线自动化控制系统的基本结构、控制功能等方面的内容，为以后类似工程提供借鉴。

关键词 基础自动化级 过程自动化级 网络

西南不锈钢有限责任公司1450热轧不锈带钢生产线，是我公司设计的一条较为先进的带钢生产线。在设计过程中，本着对客户认真负责的宗旨，对整个热轧生产线的自动化控制系统不断优化，精益求精，使西南不锈1450热轧生产线的自动化程度达到了国内领先水平。

一、系统的总体配置

近年来，随着对轧制的最终产品的要求越来越严格，人们对轧制工艺、控制技术的要求也相应提高，因此，有必要采用多级自动化控制系统对生产过程进行全面有效控制。而各级控制系统之间大量的信息交换需要通过更先进的组织管理，所以，设备的特点和功能配置需要几个自动化级之间相互配合。西南不锈1450热轧带钢自动化控制系统可分三级，即：传动级（0级），基础自动化级（1级），过程自动化级（2级），并留有同加热炉、连铸自动化系统和三级自动化系统接口

该分类的一个重要特点就是各级中本身包括的功能范围。本身包括的功能范围是指：各级安装后，操作员就可以按照其相对应的等级进行设备操作。该术语还意味着各级之间的接口是最少的。在生产过程中维修人员操作的简化和这种设计方式带来的优越性是不可低估的。该配置方式还为将来设备的扩建和改造带来更多的益处。

本项目自动化功能包括热带轧制生产线上从板坯运输辊道开始到钢卷运输结束的各段的功能，以确保各项工作以正确的、协调的方式进行。

本系统配置的总体原则：先进、可靠、开放、经济、合理。

我们为西南不锈1450热轧生产线自动化系统作了SIEMENS PLC+TDC配置方案。

西南不锈1450热轧生产线自动化系统在纵向分过程控制级（L2级）、基础自动化级（L1级）和传动级（L0级），在横向划分为加热炉区、粗轧区、精轧区、卷取区四个区域。

在热轧的过程控制级和基础自动化级，各个区域均设置一个子网，将本区域的过程机、HMI服务器和PLC等控制设备连接起来，使得同一区域的PLC之间可以快速交换资料，同时过程机和HMI服务器也可以很方便地与本区的PLC交换资料。而各区域的过程机及其终端、HMI服务器和HMI设备是通过主干网实现互连的，以形成一个完整的整体。通过主干网，各区域的过程机以及过程控制级的终端设备可以相互交换资料，各区域的过程机和HMI服务器也可以相互交换资料，同时，基础自动化级的HMI设备也可以和本区域的HMI服务器交换资料。

二、网络系统

西南不锈热连轧自动化控制系统的网络设备采用具有极高可靠性的工业以太网产品。具体而言，系统采用具有高速冗余环功能的交换机，在控制设备相对集中的加热炉区、粗轧区、精轧区和卷取区构筑4个100M冗余环以太网，这些交换机分布在各个区域的操作室与主电室。同时，采用一个高性能的以太网交换机作为主交换机，放置在过程机房。位于机房的二级交换机使用双绞线与主交换机相接，而位于调度室的二级交换机和4个区域环网由于距离远或者布线环境恶劣需要通过光纤与主交换机相接，这些连接的速率均为100M。这样，网络系统就成为一个统一的整体。

网络系统使用TCP/IP协议。过程机放置在计算机房，直接与主交换机相接，它们配置有两块网卡，一块用于上主干网，另一块用于上相应的区域子网。HMI服务器放置在区域操作室，与操作室的交换机相接。它们也配置有两块网卡，一块用于上主干网，另一块用于上相应的区域子网。分布在系统中各个地方的HMI和网络打印机可以就近连接到任何交换机中，它们都连接到主干网上。由于绝大多数基础自动化级的HMI和它们需要频繁访问的HMI服务器处于同一个交换机中，因而这种内部的资料交换不会增大主干网的负担。放置在各个区域的主电室的PLC将分组连接到主电室的交换机上。位于精轧机出口测宽仪、测厚仪、凸度仪（预留）、平直度仪（预留）将直接连接到精轧区域的以太网上，通过TCP/IP协议实现仪表与自动化控制系统之间的资料交换。上述网络终端设备与交换机的连接均采用双绞线，速率为100M。

对于彼此之间关系密切、资料交换量较大、实时性要求非常严格的精轧及卷取两个区域，系统采用通讯速度高达640Mb/s的GDM网络将相关PLC连接起来。另外还可采用12M Profibus-DP总线实现粗轧和精轧、卷取3个区域的PLC的相互构通。

三、其他部分

过程控制级采用5台高性能服务器作为过程机。其中3台用于粗轧、精轧/卷取、层流冷却的过程监控，1台用作资料中心处理机，还有1台是备用机兼作应用开发。5台过程机的操作系统均采用Windows 2003 Server，数据库采用Oracle 9i。

本系统所使用的人机交互设备包括L2终端、HMI服务器、HMI客户机（简称HMI）和打印机。过程控制级（L2级）终端采用P4微机，一共有7台，均放置在过程机房。系统在每个区域各配置一台HMI服务器，它们分别安装在粗轧操作室、精轧操作室和卷取操作室。

在整个自动化控制系统中，主轧线上共使用9套西门子公司的SIMATIC TDC和6套S7-400 PLC，由于这些控制系统包括轧线上的传动系统以及人机接口的WinCC同属西门子公司产品，所以，从以太网、Profibus-DP网、MPI网的网络连接上具有通讯比较简单、容易维护的特点。各个区域的PLC设备分别安装在本区域的主电室。

（作者单位：中冶东方工程技术有限公司秦皇岛研究设计院）