淺析工廠自動化生產和自動化生產線

近年來，中國電子制造業(yè)長久以來依靠的勞動力優(yōu)勢正在逐步消失。廉價的勞動力大軍，曾是中國制造業(yè)發(fā)展的主動力，如今已不如往昔那么龐大和廉價，企業(yè)還面臨不斷惡化的用工短缺問題。因此，對于大規(guī)模制造生產，想在全球競爭的企業(yè)而言，提高生產力的出路只有依靠技術提升、引進自動化、智能化技術。自動化也是工廠發(fā)展的必經途徑。

工廠自動化（Factory Automation  簡稱：FA），也稱車間自動化，指自動完成產品制造的全部或部分加工過程的性質。整個工廠實現綜合自動化，它包括設計制造加工等過程的自動化，企業(yè)內部管理、市場信息處理以及企業(yè)間信息聯系等信息流的全面自動化。

自動化第一級：使用快速裝夾定位夾具

使用快速裝夾定位夾具，是工廠邁向自動化的第一步。在不同的機床與工序中使用統一的夾具基準，使得工件與電極的換裝不再需要人工打表，幾秒即可實現換裝，重復定位可達2μm以內的高精度。

?降低工件準備時間

?增加生產時間

?容許在生產工序間脫機檢測

自動化第二級：機床集成了自動交換裝置

在使用快速裝夾定位夾具的基礎上，機床上選配了自動更換電極、工件的裝置，從而實現較長時間的自動加工。但這種自動交換裝置實現的自動化加工能力很有限。

?經濟的一體化設計

?投資較少

自動化第三級：配置工件/電極復合系統

通過配置工件/電極復合系統，可支持更多數量的工件/電極換裝，可處理多種類不同托盤系統，中央預設數據及數控程式確保了加工流程的高透明度。

?連續(xù)自動化能力提升

?加工流程高透明

自動化第四級：制造單元

用一個處理設備，服務多臺機床及設備，通過不同的機床及輔助設備實現無人值守加工，加工流程具有高透明度，實時獲取工件及工序的資料，通過三坐標測量儀實現在線測量，確保高質量生產。

?實現無人值守加工

自動化第五級：柔性制造系統

用一個處理設備，服務多臺機床及設備，把所有機床和相關資料聯系在一起，實現數據流和物流的統一管理，并且設備數量可根據需求延伸，適用于大批量生產。

?設備數量可根據需求延伸

對于自動化的投資，客戶通常會擔憂不同設備之間的兼容性！而GF加工方案最突出的優(yōu)勢是可以為客戶提供真正的一站式解決方案。從加工設備的提供，到自動化方案的制定，到自動化軟件的應用，都能滿足客戶的需求。

工業(yè)生產中，自動化智能化普及度越來越高，看看一個自動化工廠標配是什么。

1.控制器

--自動化工廠的大腦

控制器（英文名稱：controller）是指按照預定順序改變主電路或控制電路的接線和改變電路中電阻值來控制電動機的啟動、調速、制動和反向的主令裝置。由程序計數器、指令寄存器、指令譯碼器、時序產生器和操作控制器組成，它是發(fā)布命令的“決策機構”，即完成協調和指揮整個計算機系統的操作。

自動化工廠中常用的控制器有PLC，工控機等。

可編程邏輯控制器（ProgrammableLogicController，PLC），它采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數與算術操作等面向用戶的指令，并通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程。

機器人--自動化工廠的執(zhí)行者

Robot，機器人是自動執(zhí)行工作的機器裝置。它既可以接受人類指揮，又可以運行預先編排的程序，也可以根據以人工智能技術制定的原則綱領行動。

它的任務是協助或取代人類工作的工作，例如生產業(yè)、建筑業(yè)，或是危險的工作。機器人一般由執(zhí)行機構、驅動裝置、檢測裝置和控制系統和復雜機械等組成。

伺服電機--自動化工廠提供動力的肌肉

伺服電機（servomotor）是指在伺服系統中控制機械元件運轉的發(fā)動機，是一種補助馬達間接變速裝置。伺服電機可使控制速度，位置精度非常準確，可以將電壓信號轉化為轉矩和轉速以驅動控制對象。

伺服電機轉子轉速受輸入信號控制，并能快速反應，在自動控制系統中，用作執(zhí)行元件，且具有機電時間常數小、線性度高、始動電壓等特性，可把所收到的電信號轉換成電動機軸上的角位移或角速度輸出。

分為直流和交流伺服電動機兩大類，其主要特點是，當信號電壓為零時無自轉現象，轉速隨著轉矩的增加而勻速下降。

傳感器--自動化工廠的觸覺

傳感器（英文名稱：transducer/sensor）是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。

它是實現自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。

在現代工業(yè)生產尤其是自動化生產過程中，要用各種傳感器來監(jiān)視和控制生產過程中的各個參數，使設備工作在正常狀態(tài)或最佳狀態(tài)，并使產品達到最好的質量。因此可以說，沒有眾多的優(yōu)良的傳感器，現代化生產也就失去了基礎。

變頻器--自動化工廠的交換器

變頻器（Variable-frequencyDrive，VFD）是應用變頻技術與微電子技術，通過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制設備。

變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波、逆變（直流變交流）、制動單元、驅動單元、檢測單元微處理單元等組成。

變頻器靠內部IGBT的開斷來調整輸出電源的電壓和頻率，根據電機的實際需要來提供其所需要的電源電壓，進而達到節(jié)能、調速的目的，另外，變頻器還有很多的保護功能，如過流、過壓、過載保護等等。

電磁閥--自動化工廠的開關

電磁閥（Electromagneticvalve）是用電磁控制的工業(yè)設備，是用來控制流體的自動化基礎元件，屬于執(zhí)行器，并不限于液壓、氣動。

用在工業(yè)控制系統中調整介質的方向、流量、速度和其他的參數。電磁閥可以配合不同的電路來實現預期的控制，而控制的精度和靈活性都能夠保證。

電磁閥有很多種，不同的電磁閥在控制系統的不同位置發(fā)揮作用，最常用的是單向閥、安全閥、方向控制閥、速度調節(jié)閥等。

工業(yè)相機--自動化工廠的眼鏡

工業(yè)相機是機器視覺系統中的一個關鍵組件，其最本質的功能就是將光信號轉變成AFT-808小型高清工業(yè)相機為有序的電信號。

而工業(yè)相機一般安裝在機器流水線上代替人眼來做測量和判斷，通過數字圖像攝取目標轉換成圖像信號，傳送給專用的圖像處理系統。

圖像系統對這些信號進行各種運算來抽取目標的特征，進而根據判別的結果來控制現場的設備動作。

儀器儀表--自動化工廠的調節(jié)系統

儀器儀表（英文：instrumentation）儀器儀表是用以檢出、測量、觀察、計算各種物理量、物質成分、物性參數等的器具或設備。真空檢漏儀、壓力表、測長儀、顯微鏡、乘法器等均屬于儀器。

自動化工廠中需要應用各種儀器儀表，比如測量壓力、液位、流量、溫度等一些控制過程所需要的參數值，就需要相關的儀器儀表。

自動化軟件--自動化工廠的心臟

AutomationSoftware,由于工業(yè)控制系統的管控一體化趨勢控制工程網版權所有，使得工業(yè)控制系統與傳統IT管理系統以及互聯網相連通，內部也越來越多地采用了通用軟件、通用硬件和通用協議。

比較常見的是SCADA自動化軟件。SCADA自動化系統（supervisorycontrolanddataacquisition），就是我們所說的數據采集與監(jiān)控系統。它主要是受計算機技術得支撐，對各種生產過程進行調度自動化控制的系統。

SCADA自動化軟件，可以在無人看管的情況下，自動化的對生產進行長時間的精準監(jiān)椌，并且從中獲取有效的信息數據，為監(jiān)管的管理者提供有力的評價參考。

控制柜--自動化工廠的中樞系統

ControlPanel,控制柜又包括許多種，有電氣控制柜、變頻控制柜、低壓控制柜、高壓控制柜、水泵控制柜、電源控制柜、防爆控制柜、電梯控制柜、PLC控制柜、消防控制柜、磚機控制柜等等。

自動化工廠中涉及到電氣、變頻、電源、水泵等等控制柜，根據不同的需求選擇不同的控制柜，實現不同的控制功能。