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自动化生产线设计范文1
关键词：自动化生产线实验系统；物料搬运站；设计方案；可编程控制器
中图分类号：TP23 文献标识码：A
1引言
自动化生产线因其效率高，柔性好，已经成为现代制造业的重要发展方向。自动化生产线将机械工程与电子工程结合，使得待加工的产品能够自动的在机械加工装置上完成预定的各个工序和工艺过程，大大的提高了生产效率，降低了劳动成本。一个典型的自动化生产过程主要包括原料供给、自动加工装配、自动检测、自动包装等环节，在这些环节之间，物料（加工工件）的传输是依靠物料搬运站完成的，因此物料搬运的运行效率直接影响整个生产线的效率，本文以S7-200PLC作为物料搬运站的控制器，以气动元件作为执行机构，详细论述了以2-自由度机械操作手为核心的物料搬运站控制系统和执行系统的设计，实现工件的夹取搬运放置这三个工作环节。实验结果表明，该装置很好的模拟了实际加工生产环节中工件的运输过程，采用移位指令编写的梯形图程序，具有一定的创新性。该设计能让学生更好的接触实际工作中的整机设备，能够系统的培养电气设备的设计、组装、调试和维护等职业素养，并有效的训练了学生PLC程序设计的能力。
2物料搬运站硬件设计
2.1PLC系统设计
物料搬运站的结构示意图如图1所示，其主要功能是实现工件的抓取、搬运、放置，在这一环节中包含的动作有：气动手抓的打开与夹紧，提取模块的带动气动手抓的上升与下降，滑动模块的左移和右移。物料搬运站的结构如图1所示。
提取模块由气动手抓、薄型单活塞防转气缸组成，薄型单活塞防转气缸用于气动手爪机构的提升与下降；在其行程位置处安装有磁感应接近开关，用于判断其提升与下降运行的到位情况。气动手爪：用于夹取工件的执行机构，并在气动手爪上安装磁感应接近开关实现其张开的限位检测。 滑动模块主要由磁性耦合式无杆气缸和固定支架组成，其主要作用是在夹取工件完成后，将提取模块输送到行程位置。在无杆气缸的两个行程位置安装有磁感应接近开关，用于判断其左移与右移的到位情况。＼
2.2物料搬运站气动控制回路设计
物料搬运站的执行机构是气动控制系统，其方向控制阀的控制方式为电磁控制或手动控制。各执行机构的逻辑控制功能是通过PLC控制实现的。
从气源出来的气体经过二联件处理后进入到汇流板。通过相应的电磁换向阀可进入气动执行元件，分别驱动磁性耦合式无杆气缸的左右运动，薄型单活塞防转气缸的上升下降运动、气动手抓的抓料和松料动作。整个气动系统的3个气缸全部采用出气节流调速，电磁阀采用1个三位五通阀和2个二位五通阀。选用集装式电磁换向阀，将所有电磁换向阀由电磁阀岛集装在一起，以减小占用空间。物料搬运站气动控制回路原理图如图2所示。
2A为气动手抓控制回路，气动手抓的动作分为两种：2Y1得电2Y2失电，电磁阀处于左位工作，气爪处于松开状态；2Y2得电2Y1失电，电磁阀处于右位工作，气爪处于夹紧状态。
3A为薄型活塞杆防转气缸气动控制回路：3Y1得电，电磁阀切换到左位工作，薄型单活塞杆气缸伸出下降状态；3Y1失电，电磁阀自动切换右位工作，薄型单活塞杆气缸缩回上升状态。3物料搬运站软件系统设计
物料搬运站的控制要求是：当设备接通电源与气源、PLC运行后，首先执行复位动作，夹爪打开、提取模块上升到上限位处、无杆气缸驱动提取模块移动到最左端。接下来进入工作运行模式，按启动按钮，夹爪下降并夹取工件，上升后移向右工位，到达最右端后夹爪下降释放工件，之后夹爪上升并移动到最左端，等待下一个工作信号。在工作过程中设置复位、开始指示灯，用于指示系统当前的工作状态。3.1流程图设计
物料搬运站动作简单，动作主要由长行程无杆缸和气动夹爪部完成，当接受到工作指令后夹爪开始下降，下降到为后夹爪闭合，夹取工件后开始上升，上升到位后向右边横向移动到位后夹爪下降并打开，将工件放置到下一站后上升并横向左移至最左端。设计流程图如图3所示。
3.2PLC程序设计
物料搬运站的PLC程序设计，可采用顺序控制指令实现，也可采用移位指令实现，在此根据搬运站工作流程图，采用移位指令来实现，物料搬运站PLC控制程序如图4所示。
4结论
搬运工作站设计完成后，先进性硬件的组装、电气线路和气动控制回路连接。然后用Step7编程软件编写程序并下载至PLC中进行单站调试运行。单站运行无误后，可采用PPI通讯方式与其他工作站进行联机调试。
经试验运行测试，基于PLC控制的物料搬运站能够实现将物料从上一工作站搬运到下一工作站的功能，并且能够实现物料的自动循环搬运。在调试运行时，应该有人守侯在设备旁，时刻注意设备的运行情况，一旦发生执行机构相互冲突的事件，应及时操作保护设施，如切断设备执行机构的控制信号回路、切断气源等，以避免造成设备的损坏。
参考文献
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自动化生产线设计范文2
[关键词]自动化生产线；操作手单元；机械结构；控制程序设计
中图分类号：TP278 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）22-0095-01
引言
至今时期，因为有着高速发展的科学技术为依托，机械制造业中的自动化生产技术也取得了更加广泛的运用，所据地位变得越来越重要。近年来各种各样的自动化生产线已经在汽车制造业、电子电气行业、食品行业、化工行业、冶金行业等领域研究和制造出并投入使用。随着自动化生产线投入的使用，不仅提高了产品品质和生产效率、同时也在改善作业员工作环境、减小能源消耗、降低原料成本等方面均取得了显著的成效。
1 自动化生产线设计
1.1 自动化生产线设计流程
自动化生产线的设计需要在熟悉产品生产工艺的基础上得以实现，首先只有在熟悉产品生产工艺的及产品特点的基础上来对自动化生产线进行设计，同时产品生产工艺也是一个产品装配过程的完整体现，产品生产过程中的每一道工序都对产品的每一步生产进行详细的要求与说明，并对相应的规格标准进行说明。因此，在对自动化生产线进行设计之前首先要对产品的生产工艺进行分析、熟悉。
1.2 自动化生产线的设计原则
在自动化生产线的设计过程中需要在满足使用功能的前提下尽可能的对工艺步骤进行优化，使设计过程最简化、设计成本最小化。在自动化生产线的设计过程中对于自动化生产线所使用的各个零件如传感器、PLC 等的部件应当尽量选择统一的标准，从而在降低自动化生产线成本的同时能够方便的对其进行管理、互换。
2 自动化生产线机械手发展概述
在科技日新月益的推进更新下，机械工作的灵活度与耐用度日益增强，机械手的出现促进了生产工作的进步。机械手可以惟妙惟肖地效仿人手和臂的部分行为功能，依设定程序进行拿取、搬送物品或操控工具的自动操作装置。只需我们利用编写程序来实现不同的预想动作，在结构和功能上就能同时拥有人和机械手种种的优点。常用的机械手一般由手部、活动机构两大部分组成。手部的首要任务就是实现工件的抓取，然后按照被抓取工件的材质、尺寸大小、形状、重量和动作需要设计成如托取型、吸贴型、夹持型等满足要求的各种结构类型。运动机构也就是让手部按照不同的角度不同运动轨迹进行翻转、转移或混合运动来满足产品的加工需要。运动机构的伸展与收缩、上升与下降、旋转等独自活动形式，被叫做机械手的自由度。要能够拿取任何地方或不同状态的工件，只要拥有 6 个或以上自由度的机械手就可以做到。因此机械手的自由度就最初设计时必须谨慎合理地考虑的重要参数。机械手的自由度越多，机械手的灵活性越大，通用性越广，其结构也越复杂。普通专用机械手有 2～3 个自由度。投入使用机械手，可以使生产线完全自动化，不仅能大幅削减人工，同时劳动强度也大大降低，而且系统稳定好、使用方便，同时还可以适时快速便捷地监控生产实际情况。当然对企业来讲最大的优势就是能够降低长期带来的人工成本，提高企业利润率。
3 自动化生产线操作手单元的机械结构及控制程序设计
3.1 操作手单元的机械结构
操作手单元主要由支架模块、滑槽模块、Pic Alfa 模块、I/O 接线端口，CPV 阀组、控制面板组成。
3.1.1 支架模块
接收上一个单元传送来的工件，并由漫射式光电传感器检测工件颜色。
3.1.2 Pic Alfa 模块
该模块由气抓手、气动无杆气缸、漫射式光电传感器等组成。主要完成工件的提取和传送。该模块具有高度的灵活性，末端位置传感器的安装位置可以任意调节。在提取装置上装有气抓手，通过给不同的缸体送气，控制气抓手的打开和关闭。
3.1.3 滑槽模块
在本单元中有两个滑槽模块，可以存储多个工件，其倾斜角度可以任意调节。
3.1.4 CPV 阀组
本单元的阀组由 3 个阀组成，分别控制无杆气缸、提升缸和气抓手。在结构上，它们都是带手控装置的单控电磁阀。
3.2 操作手单元的程序设计
工件到达支架后，由支架上的漫射式光电传感器检测工件颜色。检测到工件后，气抓手打开，操作手臂下行，到达工件位置。当气抓手上的漫射式光电传感器检测到有工件后，气抓手闭合夹住工件，操作手臂上行提取工件。在水平轨道上移动到达下一个工位上方，操作手臂下行到工位，打开气抓手将工件放置在 ROBOTINO（机器人）单元的检测区域。操作手臂上升，气抓手闭合，手臂返回到初始的左限位置。
按图1的控制流程，应用 PLC 编程，将所编写程序通过通信电缆下载到 CPU 中，进行实际运行调试，经过调试修改完善控制程序。
结语
随着自动化生产线的广泛应用，随着自动化控制技术发展的日新月益，对自动化生产线操作手单元机械组成的分析，可以为今后设备的调试、维护与排故奠定良好的基础。对控制程序的设计及分析，可以有效扩展单元的功能，提高生产率。
参考文献
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自动化生产线设计范文3
关键词：项目教学法；自动化设备及生产线；机械手搬运站；MPS
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2012）12-0102-02
《自动化设备及生产线》是机电一体化专业、数控专业等必修的一门课程，涉及机械技术、电子技术、计算机技术、液压气动技术、传感器技术、可编程控制技术等相关知识，是一门综合应用能力较强的课程。学生通过课程的学习，要掌握各种自动化设备及生产线的运行控制原理、安装与调试的基本技能。要想教好、学好这门课程，必须让学生将相关基础专业课的知识有机融合在一起，构建一个完整的知识体系。教师采用的教学方法不得当，就不利于学生构建完整的知识体系，往往顾此失彼，不利于培养学生的综合技能，更不能满足企业的要求。有鉴于此，在《自动化设备及生产线》课程教学过程中采用项目教学法，能够调动起学生的学习兴趣，高质量地完成教学目标，增强学生的职业技能，并逐步培养学生的辩证思维能力、综合思考与动手能力、团队合作精神、创造能力和进取精神。同时，采用项目教学法，符合职业教育“以就业为导向、以能力为本位”的基本要求，符合职业教育的培养目标。笔者拟结合实际案例，阐述项目教学法在《自动化设备及生产线》课程中的应用。
项目教学法概述
项目教学法是以典型产品为载体设计学习项目，以工作过程为线索设置课程教学过程，按照工作的相关性来组织课程的教学内容，以职业能力的形成为依据选择课程内容并以完成工作任务为主要学习目的的教学模式。项目教学法的最大特点是“以用促学”，即以任务为驱动，将工作作为课程内容的载体，实现理论知识与实践技能的有效整合，以项目为主线、学生为主体，改变以往“教师讲，学生听”被动的教学模式，创造学生主动参与、自主协作、探索创新的教学模式。
笔者所阐述的项目教学法是在自动化柔性生产线MPS实训设备的基础上，以生产线的工作过程和工作站为依据，合理设置项目教学的各个工作任务，把理论知识与实践技能有效结合，实现自动化设备及生产线课程的一体化教学。
项目教学法的典型应用
自动化柔性生产线MPS实训设备是一种最为典型的机电一体化、自动化类产品，它是在接近工业生产制造现场基础上又针对教学进行了专门设计，强化了各种控制技术和工程实践能力。该实训设备由8个工作站组成，分别为上料检测站、机械手搬运站、工件加工站、工件分拣站、工件传输站、工件装配站、装配搬运站及立体仓库站，控制系统由西门子PLC完成，具有较好的柔性，即每站各有一套PLC控制系统独立控制，可以学习简单的基本工作站的安装与调试，也可以学习复杂系统的控制、编程、装配和调试技术。
机械手搬运站是MPS实训设备中的第二站，主要完成将工件从上料检测站搬运到工件加工站的待料工位。下面就以机械手搬运站的安装与调试为例阐述项目教学法在自动化设备及生产线课程中的应用。
创设情境，任务引入 首先教师通过播放MPS正常运行视频，并正确操作演示MPS工作流程，学生了解柔性加工生产线加工工艺，观察机械手搬运站的工作过程，并思考如何安装与调试，通过关键问题的引入，分析该工作站的结构组成与调试方法，明确工作目标，引入工作任务。教师活动与学生活动如表1所示。
明确目标，确定任务 通过情境设计，引导学生明确工作目标，布置工作任务，并下发工作任务单。机械手搬运站的安装与调试主要涉及机械装置、气动装置、控制系统和程序调试四部分，考虑到中职学生的特点和项目主要目标，在该次课设计了两个工作任务，如表2所示。
分析任务，制定计划 学生以小组为单位开展工作，每个小组3～4人，其中1名组长，每名成员都有自己的工作角色和工作岗位，组长接到工作任务单后，根据任务要求，进行工作任务细分并制定工作计划，教师可以指导其开展工作。根据机械手搬运站安装与调试的工作要求，学生制定的工作计划如表3所示。
任务实施，互动交流 在明确工作任务和制定工作计划后，学生在组长带领下，在教师指导下，协作完成任务，教师深入到学生之中，了解学生的工作情况，指导点拨并帮助学生处理难解决的问题。学生在完成任务之后，在教师引导下对完成的项目任务中所涉及的相关理论知识进行归纳总结，互相交流，并提出知识扩展和创新之处。表5展示了机械手搬运站安装与调试的任务实施过程。
任务考核，成果展示 任务考核和成果展示，是开展项目教学活动不可或缺的一个环节，考核内容分5S管理、成果展示、项目创新和工作记录四项。各项目小组将工作成果进行汇报交流与展示，教师对展示小组进行考核和点评，同时小组间互相交流和评价。通过成果展示，小组间互相交流任务完成过程中遇到的问题、困难及解决方法、收获和体会等。教师通过小组工作任务的验收和班组成员的表现，给各小组综合评价。评价的方式在项目汇报完成以后，由教师、组长及学生个人进行评价，让学生明确在项目学习中自己的优点，更好地激发学生学习的积极性，同时了解存在的问题，完善以后的项目学习。
任务延伸，知识汇总 工作任务完成后，为了项目学习的延续，教师根据下次工作任务，让学生利用业余时间研究机械手搬运站控制系统的安装与调试和PLC程序调试等内容，并将本次课所涉及的理论知识点汇总整理，为整个机械手搬运站的安装与调试做好准备工作。
通过项目教学法在《自动化设备及生产线》课程中的应用，有效地调动了学生的学习积极性，学生变被动学习为主动学习，突出了工作任务的完成，体现了以学生为主体，教师为指导，“做中学，做中教”的教学理念，同时注重开发培养学生的职业能力、强化团队协作精神、注重工程实践能力的提高应用，最终使学生具有较强的实践动手能力、独立分析问题能力与解决问题的能力，在这个过程中形成良好的职业习惯与职业素养，为今后走上工作岗位打下坚实的基础。
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自动化生产线设计范文4
【关键词】自动化生产线 安装 调试
随着我国社会经济的不断进步，制造业也得到了长足的发展。作为世界工厂的我国，在生产技术与设备的方面上也逐渐的从效率低下的人工生产线转变为集约程度高的自动化生产线。这样一来，生产效率与质量又促使自动化生产线不断的发展进步，而自动化生产线的安装以及调试的功能也在连续不断的开展着优化和完善的工作。
1 自动化生产线安装与调试内容
自动化生产线广义上是一种较为典型的机电一体化装置，它涉及到机电自动化和机电一体化等有关专业的教学和实习。自动化生产线所采用的结构是型材结构。自动化生产线的安装过程分为：多工位装配、井式供料、切削加工、气动机械手工搬运工作站、相应的电源模块、PLC模板、按钮模板和工业专用传感器检测单元。自动化生产线系统采用的通信技术是PLC工业网络通信技术，通过这种技术能够实现系统的联动。真实客观的再现了工业自动化生产线中的检测、供料、装配、搬运、分拣和运输的过程。自动化生产线接近工业制造的现场，并且在此基础上专门对教学和培训进行了科学的设计。以此能够强化自动化生产线的安装跟调试，更好的满足工业制造的需求，也可以更好的满足机电一体化和自动化专业学生实习培训的现场条件。
通过这种模拟学习，可以锻炼工作人员的团队能力和安装跟调试的能力，还能提高工作人员的工作能力和安全意识，通过自动化生产线的模拟学习还能满足自动化技术专业核心技能培训的要求，突出技术的综合运用。
自动化生产线的安装跟调试与工业城市的要求比较贴合，它是比较常见的自动生产线。能够从实际的工业现场出发，充分考虑了工业设计和美学的规范要求，融合了机械、气动、电气、传感设备等诸多技术。
自动化生产线的整体结构采用拆装式跟开放式，它具有比较明显的拆装的培训功能。可以拆装到每个零部件以及细小的螺丝，这样就很好的锻炼了工作人员和实习学生的动手能力，从而让他们更快的适应工作。自动化生产线具有比较强的重组能力，可以根据不同的工业需求用不同的模块进行拼装组合。
2 自动化生产线的组成部分与功能介绍
自动化生产线的整体是由十三个部分组成的。具体分为工料站、加工站以及装配站，另外还有搬运站、成品分拣站、变频器模块、电源模块、PLC模块，以及按钮模块和电机驱动器模块，还配备各种传感器等、最后还分配有电磁阀以及进出口的接口等等。通过这些部分，自动化生产线既可以进行生产的上料和加工过程，还能够完成分拣、装配以及运输的过程。
2.1 搬运站的组成以及具体功能
搬运站的主要功能是：搬运需要进行加工的各种配件。搬运站的组成部分一般有步进电机驱动器、机械零部件、直线导轨，定位以及形成开关，在配备方面包括支架和四自由度的搬运机械手等。
2.2 工料站的组成以及具体功能
工料站的主要作用是：为自动化生产线的生产活动提供原材料。一般是由井式工件库、物料台、推料气缸，以及电磁阀、光电传感器和支架及各种机械部件组成。
2.3 加工站的组成以及具体功能
加工站主要作用是：对工件进行模拟的钻孔与切屑的加工工作。一般是由物料台以及物料的夹紧装置和二维运动装置组成主体部分，再添加上主轴电机、步进电机、相应的传感器，刀具以及驱动器、磁性开关、电磁阀、支架、滚珠丝杆等等来实现具体的加工功能。
2.4 装配站的组成与功能介绍
装配站的主要作用是：完成工件的紧合装配。装配站有以下几个主要的部分：供料单元、旋转工作台以及电感传感器、平面轴承、冲压装配单元、磁性开关、光电传感器、交流电机跟旭东器、电磁阀、警示灯、支架以及机械部件。
2.5 分拣站的组成与功能介绍
分拣站的主要作用是：完成材料的检测、分类和入库。分拣站由以下几个部分组成：变频器、光纤广安器、交流减速电机、磁性开关、传送带、调压过滤器、电磁阀、光电、对射传感器、旋转气缸、支架、机械零部件。
3 安装与调试
3.1 供料单元的安装跟调试
供料单元式自动化生产线中的起始单元。供料单元最为主要的作用是给其他的生产单元提供原料。供料单元的结构比较简单，工作原理也比较简单，代表性很强。经过供料单元的安装跟调试工作，能让工作人员和实习学生在工作中学会使用仪表和电工工具，并且熟练的掌握电气工作原理和气路控制图的阅读。
3.2 加工单元的安装跟调试
加工单元的一般组成部分可分为：手爪、伸缩气缸、磁感应开关、气动手指、漫反射式光电传感器。加工单元的最为主要的作用是把准备加工的物件从物料台运送到冲压气缸正下方，然后对物件进行冲压加工，并且在物件加工完成后将其重新运送回物料台。通过实践加工单元安装跟调试这项工作，可以让工作人员和实习学生了解到自动化生产中冲压操作的流程。从中学会气动手指的基本工作原理与运行方式，同时熟练安装以及调试的技术。
4 结束语
工业生产中采用自动化生产线所生产的产品应当由足够大的生产数量，产品在设计以及生产工艺的方面，要保持前瞻性和稳定的特质，并且需要在一段期间中保持其特质。采用自动化生产线的技术就可以在大批量的工业产品的生产中减少工作人员的工作压力，降低工厂占用面积，稳定提高产品质量并且减少生产的必要成本。采用自动化生产可以有效的缩短生产周期，并且能够保证生产的均衡性，这样就比较有效的带来可观的经济效益。
参考文献
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作者简介
张宋文（1979-），男，广东省紫金县人。现为广东省岭南工商第一技师学院高级技师、一级实习指导教师。研究方向为电气自动化。
自动化生产线设计范文5
关键词：自动化生产线 安装 调试 工作过程系统化 学习情景
一、工作过程系统化的课程开发思路
企业中为完成某个产品的制造所进行的一系列完整的工作程序称为工作过程，是一个复杂的，时刻处于动态变化但组成相对不变的系统，工作过程的意义在于一个职业之所以成为职业是因为其具有特殊的工作过程，即在工作的内容、方式、方法、组织以及加工工具的历史演进方面有其自身的独到之处。基于工作过程的学习情境特色在于：第一，基于工作过程的学习情境立足于培养学生职业岗位能力基础之上，学生主动实践，教师指导实践，是职业教育所提倡的教学方式；第二，基于工作过程的学习情境是基于实际工作过程，学生在真实或接近真实工作过程的学习情境中获得完成工作所需的知识与技能，教师帮助学生构筑、完善新的知识与能力结构，是基于就业导向教学的核心；第三，基于工作过程的学习情境是存在于真实的工作场景中的，就是在工作过程中存在的真实情景，可以是经过一定的加工而成为具有教学意义的实际工作情境；第四，基于工作过程的学习情境具有肯定性、标准性、系统性的特点，每一个学习情境都是一个完整的工作过程；第五，基于工作过程的学习情境体现学生的职业特点，培养学生的各个方面职业能力及素质。
二、基于工作过程系统化的“自动化生产线安装与调试”课程开发的过程
1.教学条件建设
建设能够适合于进行情境教学的理论实践一体化教学实训室，是实施理论实践一体化教学的硬件条件，是实现教学模式转变的重要条件。主要应从以下几方面入手：营造实验实训的职业氛围，以接近真实自动化生产线的教学实训设备为教学载体，建设满足项目化教学要求的理论实践一体化教室，将专业实训室建设成为融讲解、实训、实验等于一体、能满足理论与实践一体化教学需求，拓展一体化教室的多媒体教学功能，将理论实践一体化教室建设成为能够实现“做中学，学中做”的教学车间。
2.自动化生产线安装与调试课程培养目标的确定
自动化生产线安装与调试课程培养学生的实际工作能力，使学生能够对自动化生产线进行设计、安装、调试和维护。学生能够根据自动化生产线项目任务要求，进行气动及电气器件选型，制定安装步骤，能够根据项目要求通过阅读设备器件使用说明书，进行设备机械、气动、电气系统的安装和调试，最后按功能和规范要求对系统进行检查与评价。在这个过程中，学生的专业能力、方法能力和社会能力得到培养和锻炼，提升其职业素养，学生能够掌握自动生产线系统设备的设计、安装、调试与维护的方法。
3.自动化生产线安装与调试课程体系的确定
理实一体化教学实践的重点是按照实际工作过程设计课程内容。自动化生产线系统设备当中主要涉及传感器检测技术、PLC控制技术、机械系统安装与调试、电气安装与调试、气动系统安装与调试和工业网络通信等方面知识的综合运用。由于企业中实际自动化生产线中的设备种类繁多，要引进各种企业的自动化生产线设备进行教学显然不现实，为了使得学生掌握自动化生产线所涉及到的各项技术，把具有典型性、常用的知识提炼出来，如常见的机械结构、驱动装置、气压传动、电气控制、PLC控制、传感器等工业设备上常用到的技术组合在一起、选用能够反映实际工业生产线结构及运行过程的的教学设备进行教学，教学设备应具有模块化的特点，整个系统由一个个相对独立的设备模块组成，每个模块可以作为一个系统，可以灵活对多个模块进行组合。根据基于工作过程的课程开发思路，针对工作岗位对知识、能力、素质要求，选取上料检测站的安装与调试、操作手站的安装与调试、加工站的安装与调试、安装站的安装与调试，安装搬运站的安装与调试，立体存储站的安装与调试等几个学习情境作为本课程的教学内容。教学中将知识与技能的传授在一个个教学情境的实施中进行，培养学生设备的安装与调试、PLC的编程和组网、故障的诊断与维修等方面的能力。针对企业的人才需求和岗位需求，把岗位所需的知识与技能融入到课程内容中，实现课程内容与实际工作内容的紧密贴合。自动线教学系统是模拟产品生产过程所经过的路即从原料进入生产现场开始，经过搬运、加工、检验、装配、入库等一系列步骤。所以，学习领域课程教学内容设计的核心任务是根据工作过程确定学习情境及其对应的工作任务。
4.自动化生产线安装与调试课程学习情境的实施
在教学实施过程中，按照实际工作的进行顺序进行开展“教、学、做”一体化方式的教学。理论教学与实践教学紧密结合，让理论指导实践，提高学生的学习兴趣和积极性，做中学，学中做，不断充实和巩固理论知识，不断加强实践技能的训练，真正做到“教、学、做”一体化。根据工作过程系统化教学模式，进行六步教学法，教学实施由资讯、计划、决策、实施、检查和评估等6个步骤组成。
（1）资讯：学生需要进行项目分析，查阅相关资料，明确教学情境中教学载体的结构及功能，教师要引导学生搜集相关资料或提供给学生部分资料，培养学生对信息的获取能力和归纳处理能力。
（2）计划：学生通过研究资讯阶段获取的相关资料，提出若干个完成任务的方案；教师指导学生，引导学生提出自己的方案。
（3）决策：学生对提出的方案进行综合比较研究，找出每个方案的优缺点，经权衡后选定一个方案；教师指导学生选择最优方案，保证任务的完成。
（4）实施：学生根据选定的方案将任务的完成过程进一步明确，并进行组内分工，然后具体完成任务，教师需要为任务的完成提供必要的指导。
自动化生产线设计范文6
【关键词】 王传福 比亚迪 半自动化生产 中小企业 生存发展
1 关于王传福和比亚迪
1.1 王传福
1966年，生于安徽芜湖;
1987年，毕业于中南工业大学，同年进入北京有色金属研究总院攻读研究生;
1990年，硕士毕业后留院工作;
1992年，时年26岁的王传福，被破格任命为北京有色金属研究总院301室副主任，同年被评为国家级高级工程师、副教授;
1993年，被任命为由总院在深圳成立的比格电池公司总经理;
1994年，了解到日本将不再在日本本土生产镍镉电池;
1995年，借款250万，在深圳成立“比亚迪”，自此“比亚迪神话”的序幕被拉开;
2003年，收购秦川汽车77%的股权，进军汽车行业;
2009年，以总资产350亿荣登中国内地首富;
今天，王传福继续着他的比亚迪神话。
1.2 比亚迪
1995年，比亚迪科技有限公司，注册资金450万，人员20多个;
1996年，比亚迪取代三洋成为台湾大霸电子的电池供应商;
1997年，成立中央研究部，研发镍氢电池和锂电池;
1998年，比亚迪欧洲分公司、比亚迪美国分公司成立;
2003年，镍镉电池销量4亿只，稳坐镍镉电池的第一把交椅;
2006年，研发出具有世界领先水平的铁电池;
2008年，成为全球最大的锂电池生产商;
今天，比亚迪仍旧在一步一个脚印地“成就梦想”。
2 比亚迪成功的关键
一家成功的企业，是由正确的选择、良好的运气和不懈的努力以及出色的问题解决能力等共同作用所造就的。比亚迪创始人王传福的选择是正确的――选择了最具竞争优势的充电电池核心部件――“电芯”作为其发展方向;比亚迪的运气是很棒的――首先日本决定不再在其本土生产镍镉电池，其次国内的充电电池企业几乎都是没有任何竞争力的电池组装车间;比亚迪面对问题的解决能力是出色的――在比亚迪仅从最初的镍镉电池生产线上拥有60%的自主研发设备，就可以看出比亚迪人的工作态度是多么的有韧性有钻劲;王传福出色地把资金密集型企业巧妙地转化为劳动密集型企业，是比亚迪最初生存下来，并最终在世界商海占有一席之地的关键。
镍镉电池生产的自动化生产线，在日本建一条需要七八千万人民币。而当时的王传福只借来了250万，即使是后来组建了比亚迪科技有限公司，其注册资金也才450万，在资金方面可以说是杯水车薪。加之日本处于垄断保护的目的，禁止向中国出口技术和设备，甚至不允许在中国投资建厂，这使得比亚迪想拥有一条日系的镍镉电池自动化生产线成为不可能的事情。王传福通过自己多年的电池研究的经验，发现将电池生产线分解为多个步骤，每个步骤由员工操作半自动化设备完成，就可以在保证电池品质的前提下，有效地解决资金不足和设备禁售的难题。基于此想法，比亚迪有了“人+夹具=机器人”的生产法则，在这个法则的指引下，王传福仅用100多万，就建成了一条日产4000只电池的半自动化生产线。而王传福也是通过“人+夹具=机器人”，一步步建成了他的“比亚迪帝国”。
3 为什么半自动化生产是王传福和比亚迪成功的关键？
3.1 半自动化生产的投资小
半自动化生产无论是设备投资、设备折旧与维护费用，还是员工培训的成本，都远远小于全自动生产的投入，而生产投入的成本直接影响到产品的成本。1997年，三洋生产一块成本为4.9美元的锂电池，比亚迪只需1.3美元，且两公司的产品品质不分伯仲。
3.1.1 设备投资小
王传福曾说过“我们经常算这样的账，一套进口设备20万美元。按60个月折旧，一个月两万元人民币。如果这笔钱用来雇佣工人，2万元可以请多少人，十几个人难道还顶不上一个机械手么？”比亚迪人通过自己设计半自动化生产设备，使得比亚迪拥有的第一条日产4000只镍镉电池的半自动化生产线，仅投入了100多万。而同期的日系全自动化生产线则需要七八千万。
3.1.2 设备折旧和维护维修费用低
“人+夹具=机器人”的模式，使得比亚迪的折旧成本非常的低，仅为3%～4%。而日系的全自动生产线的折旧成本则为30%～40%。
当时国内也有一些厂商赤巨资，购买国外企业淘汰的全自动生产线，以期望在短时间内实现全自动化生产。其结果就是设备维修时更换任何零部件，都需要高价求助于国外企业，可谓处处受制于人。
3.1.3 员工培训周期短
借助于半自动化生产，王传福将电池的生产流程，分解为多个独立的环节。所以比亚迪的员工只需掌握一两个操作技能，就能够胜任他所在的岗位。这是全自动生产线所无法企及的。
基于上述优势，比亚迪自产品上市以来，就有着其他厂商所无法比拟的价格优势和利润空间，为日后比亚迪的腾飞奠定了基础。
3.2 半自动化生产的产品品质有保障
在长期的研究和实践中，比亚迪人发现，如果能利用简单易操作的工具，辅助装配，那么所生产的产品品质，将会得到很大的提升。所以他们就研制了一些专用夹具，使得在装配环节能够将不达标的零配件剔除，从而有效的保障产品的品质。
半自动化生产还有一个全自动生产所不具备的优势，那就是一般不会发生全自动生产线批量出错的问题，也就尽可能避免了大批次问题产品召回的生产事故。
产品的品质保障，一次次的为比亚迪赢得了信誉。为比亚迪的做大做强奠定了基础。
3.3 半自动化生产的灵活度大
生产线的自动化程度越高，不仅起步资金的投入越大，而且一条全自动生产线只对应一个产品，所以一旦产品需要更新换代，那么对应的生产线也需要更新换代，而这样做的结果就是在时间和资金上的进一步的投入。
产品更新的时间成本对比：在比亚迪，一条年产1000万只电池的半自动化生产线，只需3个月就可投入生产;而日系的全自动生产线，从设备引进到调试完毕至少需要一年。
产品更新的费用对比：半自动化生产线的产品更新，只需要更换部分的关键环节，并对对员工做相应的培训，即可实现新产品的批量生产;而全自动生产线的更换，进设备就需要几千万甚至上亿元的投入，如果生产设备变更较大，那么员工还需要再次进行系统的培训，培训费用也是笔不小的开支。
生产灵活度大，有利于满足更多客户的不同需求，这无论是对眼前的生存，还是对日后的发展，都大有裨益。
4 比亚迪对中小企业生存发展的启示
中小企业资金链薄弱，信誉度不高，且缺少固定的大客户，因此要克服资金短缺、信誉度低、产品种类不稳定等问题，就成了中小企业生存发展的关键。半自动化生产线恰巧可以完美的解决这些问题：半自动化生产线可以将生产由资金密集型转化为劳动密集型――解决资金薄弱的问题;半自动生产线可以出色的保障产品品质――解决信誉度低的问题;半自动化生产线可以灵活且低成本的改变产品类型或种类――解决产品种类不稳定的问题。进而半自动化生产线可以成为中小企业生存发展的关键助推力。
参考文献：
[1]叶青，肖素均.《中国新首富王传福》.2009.
