自動生產線零件加工工藝分析

       通常自動生產線零件加工工藝分析是如何進行的？以下是節選自朱金權《機器人自動生產線的工藝分析與總體設計》，可以很好的解答這一問題，對自動生產線設計有很好的參照價值。
       

自動生產線

       零件加工工藝性分析，是機械加工制造業至關重要的技術準備，它是決定零件加工方法、加工質量、加工成本的重要指導性文件，是自動化生產線設計不可缺少的工藝性文件。
加工零件工藝分析
        規劃設計自動化生產線之前，設計人員必須對加工加工零件的材料、加工內容、加工精度、加工質量等進行詳細的工藝分析，制定詳細的零件加工工藝線路，編寫零件加工過程工藝卡片，明確零件加工時的定位面、夾緊點，制定有效的加工切削參數，包括切削速度、進給量和切削深度?？紤]零件加工時所采用的夾具、刀具、量具及零件加工后的檢測方法，工件在各工序之間流轉時需要的清洗、儲存、翻轉、搬運等中間工位，零件流轉過程中所需的輸送平面、輸送方式，導向定位、信號檢測及機械手抓取工件時的定位、夾緊、松開、檢測等，這些工藝參數的確定，對設計自動化生產線具有非常重要的作用。

生產節拍的計算
        節拍是指連續完成相同的兩個產品（或兩次服務，或兩批產品）之間的間隔時間。即指完成一個產品所需的平均時間。

（1）系統理論節拍計算：
計算公式：

R-----節拍 （單位：秒/件），是系統所需的理論節拍；
Q-----計劃期內所制造的產品的產量（單位：件），除計劃中規定的任務外，還包括不可避免的廢品；
F%-----不合格產品占有率；
T效-----計劃期有效工作時間 （單位：秒）；
i------時間利用系數，計劃期制度工作時間內設備的實際開動時間；
T效 =計劃期制度工作時間T×時間利用系數i；

（2）所需設備計算：
計算公式：

T j-----單臺設備完成單個零件所需的實際工作時間（單位：秒）；
R-----節拍 （單位：秒/件）。計算結果一般為小數，實際使用設備臺數S需將計算結果元整。

（3）桁架式機器人上下料時間計算：

重型桁架機械手（100公斤）

1.初始條件：
機器人勻速運行距離S0：（單位：米）
機器人啟動加速運行距離S1；（單位：米）
機器人停止減速運行距離S2：（單位：米）
機器人啟動、停止的加速度a：（單位：米/秒2）
機器人勻速運行速度v：（單位：米/秒）
機器人運行的所有距離S=S0+S1+S2

2.計算公式：



3.機械人總運動時間T1=t1+t2+t3 （單位：秒）
4.機械手換爪時間T2：機械手上安裝的兩個夾持工件的夾爪相互轉換90°或180°所需的時間，其中一個手爪從機床夾具上取出已加工完成的工件（成品），另一個手爪上將已抓取的工件（毛坯）放置到夾具上。兩個手爪轉換的時間一般?。篢2 = 2～3秒。
5.機械手取料與裝料時間T3：機械手上一只手爪從機床夾具上取出已加工完成的工件（成品）與將另一手爪上已抓取的工件（毛坯）放置到夾具上所需的時間。一般根據所加工零件的大小取T3=5～10秒。
6.機器人上下料的總時間T= T1+ T2+ T3

（4）關節式機器人上下料時間計算：
        在自動化生產線中所用到的關節機器人一般采用日本FANUC機器人或德國KUKA機器人，這些機器人樣本中均有相關軸的動作范圍Ji（°）和最高轉動速度Si（°/S），根據這些參數就可以方便的計算出機器人關節轉動過程中所需的時間Ti（單位：秒）。 （i是關節機器人相應軸號）
機器人形式的確定
        根據零件加工工藝流程分析，結合零件的加工節拍、上下料時間、生產線的平面布置區間、加工設備、中間工件物流所需的清洗、儲存、翻轉、搬運等工位及生產線的制造成本等，考慮采用桁架式機器人還是關節式機器人。選擇桁架式機器人上下料的條件如下：
（1）加工設備具有自動開關門且工作臺上部具有開闊的上料空間；
（2）加工設備工作臺沿某一直線布置；
（3）加工設備工作臺上部無固定主軸、換刀系統等，如數控車床、數控磨床、臥式加工中心等；
（4）加工設備具有自動關門且設備工作臺沿直線在某一區域內有規則布置；
        不具備上述條件的加工設備如：立式加工中心、數控立車等，在工作臺上方沒有有效的上料空間，只能采用關節式機器人從加工設備正面前門上下料。