浅析工厂自动化生产和自动化生产线

近年来，中国电子制造业长久以来依靠的劳动力优势正在逐步消失。廉价的劳动力大军，曾是中国制造业发展的主动力，如今已不如往昔那么庞大和廉价，企业还面临不断恶化的用工短缺问题。因此，对于大规模制造生产，想在全球竞争的企业而言，提高生产力的出路只有依靠技术提升、引进自动化、智能化技术。自动化也是工厂发展的必经途径。

工厂自动化（Factory Automation  简称：FA），也称车间自动化，指自动完成产品制造的全部或部分加工过程的性质。整个工厂实现综合自动化，它包括设计制造加工等过程的自动化，企业内部管理、市场信息处理以及企业间信息联系等信息流的全面自动化。

自动化第一级：使用快速装夹定位夹具

使用快速装夹定位夹具，是工厂迈向自动化的第一步。在不同的机床与工序中使用统一的夹具基准，使得工件与电极的换装不再需要人工打表，几秒即可实现换装，重复定位可达2μm以内的高精度。

•降低工件准备时间

•增加生产时间

•容许在生产工序间脱机检测

自动化第二级：机床集成了自动交换装置

在使用快速装夹定位夹具的基础上，机床上选配了自动更换电极、工件的装置，从而实现较长时间的自动加工。但这种自动交换装置实现的自动化加工能力很有限。

•经济的一体化设计

•投资较少

自动化第三级：配置工件/电极复合系统

通过配置工件/电极复合系统，可支持更多数量的工件/电极换装，可处理多种类不同托盘系统，中央预设数据及数控程式确保了加工流程的高透明度。

•连续自动化能力提升

•加工流程高透明

自动化第四级：制造单元

用一个处理设备，服务多台机床及设备，通过不同的机床及辅助设备实现无人值守加工，加工流程具有高透明度，实时获取工件及工序的资料，通过三坐标测量仪实现在线测量，确保高质量生产。

•实现无人值守加工

自动化第五级：柔性制造系统

用一个处理设备，服务多台机床及设备，把所有机床和相关资料联系在一起，实现数据流和物流的统一管理，并且设备数量可根据需求延伸，适用于大批量生产。

•设备数量可根据需求延伸

对于自动化的投资，客户通常会担忧不同设备之间的兼容性！而GF加工方案最突出的优势是可以为客户提供真正的一站式解决方案。从加工设备的提供，到自动化方案的制定，到自动化软件的应用，都能满足客户的需求。

工业生产中，自动化智能化普及度越来越高，看看一个自动化工厂标配是什么。

1.控制器

--自动化工厂的大脑

控制器（英文名称：controller）是指按照预定顺序改变主电路或控制电路的接线和改变电路中电阻值来控制电动机的启动、调速、制动和反向的主令装置。由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器和操作控制器组成，它是发布命令的“决策机构”，即完成协调和指挥整个计算机系统的操作。

自动化工厂中常用的控制器有PLC，工控机等。

可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController，PLC），它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。

机器人--自动化工厂的执行者

Robot，机器人是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。

它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。机器人一般由执行机构、驱动装置、检测装置和控制系统和复杂机械等组成。

伺服电机--自动化工厂提供动力的肌肉

伺服电机（servomotor）是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。

伺服电机转子转速受输入信号控制，并能快速反应，在自动控制系统中，用作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性，可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。

分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降。

传感器--自动化工厂的触觉

传感器（英文名称：transducer/sensor）是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。

它是实现自动检测和自动控制的首要环节。

在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。因此可以说，没有众多的优良的传感器，现代化生产也就失去了基础。

变频器--自动化工厂的交换器

变频器（Variable-frequencyDrive，VFD）是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。

变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。

变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。

电磁阀--自动化工厂的开关

电磁阀（Electromagneticvalve）是用电磁控制的工业设备，是用来控制流体的自动化基础元件，属于执行器，并不限于液压、气动。

用在工业控制系统中调整介质的方向、流量、速度和其他的参数。电磁阀可以配合不同的电路来实现预期的控制，而控制的精度和灵活性都能够保证。

电磁阀有很多种，不同的电磁阀在控制系统的不同位置发挥作用，最常用的是单向阀、安全阀、方向控制阀、速度调节阀等。

工业相机--自动化工厂的眼镜

工业相机是机器视觉系统中的一个关键组件，其最本质的功能就是将光信号转变成AFT-808小型高清工业相机为有序的电信号。

而工业相机一般安装在机器流水线上代替人眼来做测量和判断，通过数字图像摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统。

图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。

仪器仪表--自动化工厂的调节系统

仪器仪表（英文：instrumentation）仪器仪表是用以检出、测量、观察、计算各种物理量、物质成分、物性参数等的器具或设备。真空检漏仪、压力表、测长仪、显微镜、乘法器等均属于仪器。

自动化工厂中需要应用各种仪器仪表，比如测量压力、液位、流量、温度等一些控制过程所需要的参数值，就需要相关的仪器仪表。

自动化软件--自动化工厂的心脏

AutomationSoftware,由于工业控制系统的管控一体化趋势控制工程网版权所有，使得工业控制系统与传统IT管理系统以及互联网相连通，内部也越来越多地采用了通用软件、通用硬件和通用协议。

比较常见的是SCADA自动化软件。SCADA自动化系统（supervisorycontrolanddataacquisition），就是我们所说的数据采集与监控系统。它主要是受计算机技术得支撑，对各种生产过程进行调度自动化控制的系统。

SCADA自动化软件，可以在无人看管的情况下，自动化的对生产进行长时间的精准监椌，并且从中获取有效的信息数据，为监管的管理者提供有力的评价参考。

控制柜--自动化工厂的中枢系统

ControlPanel,控制柜又包括许多种，有电气控制柜、变频控制柜、低压控制柜、高压控制柜、水泵控制柜、电源控制柜、防爆控制柜、电梯控制柜、PLC控制柜、消防控制柜、砖机控制柜等等。

自动化工厂中涉及到电气、变频、电源、水泵等等控制柜，根据不同的需求选择不同的控制柜，实现不同的控制功能。