我司工程部總經理張國平淺談“非標自動化”研發經驗

一、自動化設備概述

所謂自動化設備，是指在無人干預的情況下，能夠按既定的程序或指令實現機器代替人工的自動化生產的機器或裝置，它包括“標準設備”與“非標準設備”兩大類。

標準設備：常規的通用化設備，經過專業廠商不斷地標準化和模塊化后使其結構、功能相對成熟和穩定，通過選型應用即可（如激光打標機、車/銑/沖床、機器人、插件機、印刷機等）。

非標準設備：依據不同客戶的喜好、產品工藝、品質要求、現場條件等量身定制的設備。

大型車企實際應用的設備絕大部分都是根據自身需要量身定制的非標自動化設備（如KUS集團的戴姆勒/博士配件的半自動生產線、車載雷達/車載傳感器探頭自動組裝線、及其它單機組裝設備等）。

二、自動化設備類型

自動化設備的類型一般是根據機構布局、物料的流向、生產工藝來決定的。通?？煞譃?strong>工站型、直線型、圓周型、環形和混合型五大類。

工站型：適用于工藝單一或簡單的情形，可以是一臺獨立設備，也可作為整合到復雜的設備或流水線中去應用。

直線型：設備預設流道或輸送線，物料從線體一端進入，從另一端流出，中間經歷若干生產組裝工藝，布局簡單直接。

圓周型：產品不便走流道，或者散件組裝工藝較多的情形，常常采用圓周型布局，結構緊湊，空間利用較充分。

環型（回字型）：產品不便走流道的情形，常常通過載具或盛器來間接實現移動，柔性較好。

混合型：基于前面四種類型的組合，一般在自動化整線應用較多。

三、非標自動化設備機構組成

非標自動化設備一般是由供料機構、上料機構、移料機構、工藝機構、收料機構、標準件（機）等6個模塊機構組成，各個機構既是獨立的單元，相互之間又有著緊密的聯系，主要取決于如何合理地布局與細化。

供料機構：是指能夠實現物料整列和定向，并可連續性供給下工序的機構。從原理上看供料機構的實現方式有很多種，常規的如：振動式、氣壓式、旋轉式、往復式、彈夾式等。

要實現自動化供料需要從以下四個方面來評估考量：

上料機構：可歸屬為搬運類機構。上料機構可把物料從A點搬運到B點或更多的位置，故可定位為拾放機構或移栽機構。上料機構核心部件包含了執行機構、導引機構、動力源、機架、附件等部分。

機構的負載能力、運行速度和精度是上料機構正常工作的硬性指標，主要決定于動力類型和導引方式。

我們在設計上料機構時，通常要把機構的負載能力、速度、精度、平穩性、調整性和經濟性考慮進去

移料機構：物料的加工一般會經歷多道工序，這就需要有一個機構將其進行多個位置的搬移或輸送，直到最后的成品，這個機構就是移料機構。

如何移料一般是設備的設計重點，對各個工藝、機構合理的排配和布局以此來確定物料流向，即也是機構布局的確定。

常見的移料機構可分為線性機構和非線性機構，線性機構其效率較高，通常一個移料周期可做到1S以內，而非線性機構的移料周期通常在1S以上。

工藝機構：是指具體行業和特定工藝緊密關聯的機構，專業度高，常見的工藝機構有：鎖螺絲、激光打標、點膠、超聲波焊接、插件、檢測等，不同產品對應不同的技術要求并采用不同的工藝機構。

工藝機構是自動化設備最基礎、最核心設計模塊，在其它機構的輔助下，完成對產品最終的組裝和檢測工藝，產品的技術要求（品質、功能、尺寸等）均需由該機構來實現。

收料機構：是指對已經加工完畢的產品進行收集或包裝的機構。下料方式的設計主要取決于后工序的需求，一般應用較多的有：料盤收集、料帶收集、膠框收集等，各種收集方式對應不同的下料機構，如采用傳送帶、機械手、載具、料管等。

標準機/件：非標自動化設計的過程中往往會用到很多標準件，諸如機器人、視覺、氣缸、電機、伺服模組、絲桿導軌、螺絲供料器、電批、超聲波、點膠機等，這些標準機/件配合其它機構實現各種功能，可以節省成本，同時縮短設計周期。

傳感器: 傳感器選型應用可有效輔助機構對產品進行檢查有無、檢測尺寸、精準定位、安全確認等功能的實現。

常見的傳感器有：接觸式傳感器、激光測距傳感器、光電傳感器、光纖傳感器、光幕傳感器、光線式啟動開關、光纖/雷達傳感器等。

四、自動化設備評估條件

自動化項目的評估及導入往往是一項綜合性工作，其可行性與成功率需要諸多因素條件來滿足，具體可歸納為以下幾個方面。

五、自動化設備投資回報的計算

投入自動化設備之前，企業通常會對設備進行投資回報的計算，以評估設備投入是否會產生經濟效益。

一般情況下，投入自動化設備都是為了節省人力，同時提高產品品質和生產效率。因此，人力成本、設備占地成本等方面是評估設備投資回報率必不可少的一部分。