淺析工廠自動(dòng)化生產(chǎn)和自動(dòng)化生產(chǎn)線

近年來(lái)，中國(guó)電子制造業(yè)長(zhǎng)久以來(lái)依靠的勞動(dòng)力優(yōu)勢(shì)正在逐步消失。廉價(jià)的勞動(dòng)力大軍，曾是中國(guó)制造業(yè)發(fā)展的主動(dòng)力，如今已不如往昔那么龐大和廉價(jià)，企業(yè)還面臨不斷惡化的用工短缺問(wèn)題。因此，對(duì)于大規(guī)模制造生產(chǎn)，想在全球競(jìng)爭(zhēng)的企業(yè)而言，提高生產(chǎn)力的出路只有依靠技術(shù)提升、引進(jìn)自動(dòng)化、智能化技術(shù)。自動(dòng)化也是工廠發(fā)展的必經(jīng)途徑。

工廠自動(dòng)化（Factory Automation  簡(jiǎn)稱：FA），也稱車間自動(dòng)化，指自動(dòng)完成產(chǎn)品制造的全部或部分加工過(guò)程的性質(zhì)。整個(gè)工廠實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化，它包括設(shè)計(jì)制造加工等過(guò)程的自動(dòng)化，企業(yè)內(nèi)部管理、市場(chǎng)信息處理以及企業(yè)間信息聯(lián)系等信息流的全面自動(dòng)化。

自動(dòng)化第一級(jí)：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(dòng)化的第一步。在不同的機(jī)床與工序中使用統(tǒng)一的夾具基準(zhǔn)，使得工件與電極的換裝不再需要人工打表，幾秒即可實(shí)現(xiàn)換裝，重復(fù)定位可達(dá)2μm以內(nèi)的高精度。

?降低工件準(zhǔn)備時(shí)間

?增加生產(chǎn)時(shí)間

?容許在生產(chǎn)工序間脫機(jī)檢測(cè)

自動(dòng)化第二級(jí)：機(jī)床集成了自動(dòng)交換裝置

在使用快速裝夾定位夾具的基礎(chǔ)上，機(jī)床上選配了自動(dòng)更換電極、工件的裝置，從而實(shí)現(xiàn)較長(zhǎng)時(shí)間的自動(dòng)加工。但這種自動(dòng)交換裝置實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)化加工能力很有限。

?經(jīng)濟(jì)的一體化設(shè)計(jì)

?投資較少

自動(dòng)化第三級(jí)：配置工件/電極復(fù)合系統(tǒng)

通過(guò)配置工件/電極復(fù)合系統(tǒng)，可支持更多數(shù)量的工件/電極換裝，可處理多種類不同托盤系統(tǒng)，中央預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)及數(shù)控程式確保了加工流程的高透明度。

?連續(xù)自動(dòng)化能力提升

?加工流程高透明

自動(dòng)化第四級(jí)：制造單元

用一個(gè)處理設(shè)備，服務(wù)多臺(tái)機(jī)床及設(shè)備，通過(guò)不同的機(jī)床及輔助設(shè)備實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守加工，加工流程具有高透明度，實(shí)時(shí)獲取工件及工序的資料，通過(guò)三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x實(shí)現(xiàn)在線測(cè)量，確保高質(zhì)量生產(chǎn)。

?實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守加工

自動(dòng)化第五級(jí)：柔性制造系統(tǒng)

用一個(gè)處理設(shè)備，服務(wù)多臺(tái)機(jī)床及設(shè)備，把所有機(jī)床和相關(guān)資料聯(lián)系在一起，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流和物流的統(tǒng)一管理，并且設(shè)備數(shù)量可根據(jù)需求延伸，適用于大批量生產(chǎn)。

?設(shè)備數(shù)量可根據(jù)需求延伸

對(duì)于自動(dòng)化的投資，客戶通常會(huì)擔(dān)憂不同設(shè)備之間的兼容性！而GF加工方案最突出的優(yōu)勢(shì)是可以為客戶提供真正的一站式解決方案。從加工設(shè)備的提供，到自動(dòng)化方案的制定，到自動(dòng)化軟件的應(yīng)用，都能滿足客戶的需求。

工業(yè)生產(chǎn)中，自動(dòng)化智能化普及度越來(lái)越高，看看一個(gè)自動(dòng)化工廠標(biāo)配是什么。

1.控制器

--自動(dòng)化工廠的大腦

控制器（英文名稱：controller）是指按照預(yù)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(lái)控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng)和反向的主令裝置。由程序計(jì)數(shù)器、指令寄存器、指令譯碼器、時(shí)序產(chǎn)生器和操作控制器組成，它是發(fā)布命令的“決策機(jī)構(gòu)”，即完成協(xié)調(diào)和指揮整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的操作。

自動(dòng)化工廠中常用的控制器有PLC，工控機(jī)等。

可編程邏輯控制器（ProgrammableLogicController，PLC），它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。

機(jī)器人--自動(dòng)化工廠的執(zhí)行者

Robot，機(jī)器人是自動(dòng)執(zhí)行工作的機(jī)器裝置。它既可以接受人類指揮，又可以運(yùn)行預(yù)先編排的程序，也可以根據(jù)以人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動(dòng)。

它的任務(wù)是協(xié)助或取代人類工作的工作，例如生產(chǎn)業(yè)、建筑業(yè)，或是危險(xiǎn)的工作。機(jī)器人一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)裝置、檢測(cè)裝置和控制系統(tǒng)和復(fù)雜機(jī)械等組成。

伺服電機(jī)--自動(dòng)化工廠提供動(dòng)力的肌肉

伺服電機(jī)（servomotor）是指在伺服系統(tǒng)中控制機(jī)械元件運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)，是一種補(bǔ)助馬達(dá)間接變速裝置。伺服電機(jī)可使控制速度，位置精度非常準(zhǔn)確，可以將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象。

伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速受輸入信號(hào)控制，并能快速反應(yīng)，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，用作執(zhí)行元件，且具有機(jī)電時(shí)間常數(shù)小、線性度高、始動(dòng)電壓等特性，可把所收到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電動(dòng)機(jī)軸上的角位移或角速度輸出。

分為直流和交流伺服電動(dòng)機(jī)兩大類，其主要特點(diǎn)是，當(dāng)信號(hào)電壓為零時(shí)無(wú)自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。

傳感器--自動(dòng)化工廠的觸覺(jué)

傳感器（英文名稱：transducer/sensor）是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)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(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。

它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。

在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)尤其是自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中，要用各種傳感器來(lái)監(jiān)視和控制生產(chǎn)過(guò)程中的各個(gè)參數(shù)，使設(shè)備工作在正常狀態(tài)或最佳狀態(tài)，并使產(chǎn)品達(dá)到最好的質(zhì)量。因此可以說(shuō)，沒(méi)有眾多的優(yōu)良的傳感器，現(xiàn)代化生產(chǎn)也就失去了基礎(chǔ)。

變頻器--自動(dòng)化工廠的交換器

變頻器（Variable-frequencyDrive，VFD）是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過(guò)改變電機(jī)工作電源頻率方式來(lái)控制交流電動(dòng)機(jī)的電力控制設(shè)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(dòng)單元、驅(qū)動(dòng)單元、檢測(cè)單元微處理單元等組成。

變頻器靠?jī)?nèi)部IGBT的開斷來(lái)調(diào)整輸出電源的電壓和頻率，根據(jù)電機(jī)的實(shí)際需要來(lái)提供其所需要的電源電壓，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能、調(diào)速的目的，另外，變頻器還有很多的保護(hù)功能，如過(guò)流、過(guò)壓、過(guò)載保護(hù)等等。

電磁閥--自動(dòng)化工廠的開關(guān)

電磁閥（Electromagneticvalve）是用電磁控制的工業(yè)設(shè)備，是用來(lái)控制流體的自動(dòng)化基礎(chǔ)元件，屬于執(zhí)行器，并不限于液壓、氣動(dòng)。

用在工業(yè)控制系統(tǒng)中調(diào)整介質(zhì)的方向、流量、速度和其他的參數(shù)。電磁閥可以配合不同的電路來(lái)實(shí)現(xiàn)預(yù)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(tǒng)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(diào)節(jié)閥等。

工業(yè)相機(jī)--自動(dòng)化工廠的眼鏡

工業(yè)相機(jī)是機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中的一個(gè)關(guān)鍵組件，其最本質(zhì)的功能就是將光信號(hào)轉(zhuǎn)變成AFT-808小型高清工業(yè)相機(jī)為有序的電信號(hào)。

而工業(yè)相機(jī)一般安裝在機(jī)器流水線上代替人眼來(lái)做測(cè)量和判斷，通過(guò)數(shù)字圖像攝取目標(biāo)轉(zhuǎn)換成圖像信號(hào)，傳送給專用的圖像處理系統(tǒng)。

圖像系統(tǒng)對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行各種運(yùn)算來(lái)抽取目標(biāo)的特征，進(jìn)而根據(jù)判別的結(jié)果來(lái)控制現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備動(dòng)作。

儀器儀表--自動(dòng)化工廠的調(diào)節(jié)系統(tǒng)

儀器儀表（英文：instrumentation）儀器儀表是用以檢出、測(cè)量、觀察、計(jì)算各種物理量、物質(zhì)成分、物性參數(shù)等的器具或設(shè)備。真空檢漏儀、壓力表、測(cè)長(zhǎng)儀、顯微鏡、乘法器等均屬于儀器。

自動(dòng)化工廠中需要應(yīng)用各種儀器儀表，比如測(cè)量壓力、液位、流量、溫度等一些控制過(guò)程所需要的參數(shù)值，就需要相關(guān)的儀器儀表。

自動(dòng)化軟件--自動(dòng)化工廠的心臟

AutomationSoftware,由于工業(yè)控制系統(tǒng)的管控一體化趨勢(shì)控制工程網(wǎng)版權(quán)所有，使得工業(yè)控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)IT管理系統(tǒng)以及互聯(lián)網(wǎng)相連通，內(nèi)部也越來(lái)越多地采用了通用軟件、通用硬件和通用協(xié)議。

比較常見(jiàn)的是SCADA自動(dòng)化軟件。SCADA自動(dòng)化系統(tǒng)（supervisorycontrolanddataacquisition），就是我們所說(shuō)的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)。它主要是受計(jì)算機(jī)技術(shù)得支撐，對(duì)各種生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行調(diào)度自動(dòng)化控制的系統(tǒng)。

SCADA自動(dòng)化軟件，可以在無(wú)人看管的情況下，自動(dòng)化的對(duì)生產(chǎn)進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的精準(zhǔn)監(jiān)椌，并且從中獲取有效的信息數(shù)據(jù)，為監(jiān)管的管理者提供有力的評(píng)價(jià)參考。

控制柜--自動(dòng)化工廠的中樞系統(tǒng)

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(jī)控制柜等等。

自動(dòng)化工廠中涉及到電氣、變頻、電源、水泵等等控制柜，根據(jù)不同的需求選擇不同的控制柜，實(shí)現(xiàn)不同的控制功能。