自动化生产线及应用任务二 操作手单元
自动化生产线-课程教学大纲
自动化生产线-课程教学大纲引言概述：自动化生产线是现代工业领域中的重要组成部分，它通过引入自动化技术和设备，实现生产过程的高效、精确和可靠。
为了培养学生对自动化生产线的理解和应用能力，制定一套完整的课程教学大纲是非常必要的。
本文将从四个方面，即自动化生产线的基本概念、自动化控制系统、机器人技术和质量控制，详细阐述自动化生产线课程教学大纲的内容。
一、自动化生产线的基本概念1.1 自动化生产线的定义和特点- 解释自动化生产线的概念，即将各个生产环节通过自动化技术和设备连接起来，实现生产过程的连续化、自动化和高效化。
- 强调自动化生产线的特点，如高度集成、高效能、高可靠性和灵活性。
1.2 自动化生产线的组成和工作原理- 介绍自动化生产线的基本组成部分，包括传送系统、加工系统、控制系统和监测系统。
- 阐述自动化生产线的工作原理，即通过传送系统将工件从一个工序传送到另一个工序，通过加工系统对工件进行加工，通过控制系统实现对整个生产过程的控制和调节，通过监测系统对生产过程进行监测和反馈。
1.3 自动化生产线的应用领域和发展趋势- 介绍自动化生产线在各个工业领域的应用，如汽车制造、电子设备生产和食品加工等。
- 分析自动化生产线的发展趋势，如智能化、柔性化和可持续发展等。
二、自动化控制系统2.1 自动化控制系统的基本原理和分类- 解释自动化控制系统的基本原理，即通过传感器对生产过程进行监测，通过执行器对生产过程进行控制。
- 分类介绍自动化控制系统，如开环控制系统和闭环控制系统。
2.2 自动化控制系统的组成和功能- 详细介绍自动化控制系统的组成部分，包括传感器、执行器、控制器和通信网络等。
- 阐述自动化控制系统的功能，如监测和测量、控制和调节、故障诊断和报警等。
2.3 自动化控制系统的应用案例- 以工业生产过程中的自动化控制系统为例，如温度控制系统、压力控制系统和速度控制系统等。
- 分析自动化控制系统在提高生产效率、降低能耗和改善产品质量等方面的作用。
自动化生产线操作作业指导书
自动化生产线操作作业指导书第1章绪论 (3)1.1 自动化生产线概述 (4)1.2 操作安全规范 (4)1.3 设备维护与保养 (4)第2章设备组成及功能 (4)2.1 设备整体布局 (4)2.2 主要设备组件及功能 (5)2.2.1 进料区 (5)2.2.2 加工区 (5)2.2.3 检测区 (5)2.2.4 装配区 (5)2.2.5 包装区 (5)2.2.6 出料区 (5)2.3 辅助设备组件及功能 (5)2.3.1 电气控制系统 (5)2.3.2 液压气动系统 (6)2.3.3 传感器及检测系统 (6)2.3.4 物流系统 (6)第3章操作前准备 (6)3.1 操作人员要求 (6)3.1.1 操作人员应具备相应的技术资质和操作经验，经过专业培训并持有有效证书。
63.1.2 操作人员需熟悉自动化生产线的工艺流程、设备功能及操作规程。
(6)3.1.3 操作人员应具备良好的安全意识和责任心，严格遵守作业纪律，保证生产安全。
(6)3.1.4 操作人员应掌握基本的设备维护保养知识，保证设备正常运行。
(6)3.2 工艺文件准备 (6)3.2.1 根据生产计划，提前准备相关工艺文件，包括但不限于工艺流程图、作业指导书、操作规程等。
(6)3.2.2 保证工艺文件内容准确、完整、清晰，便于操作人员理解和执行。
(7)3.2.3 工艺文件应存放于便于查阅的地方，以便操作人员随时参考。
(7)3.3 设备开机检查 (7)3.3.1 在开机前，操作人员需对设备进行全面检查，保证设备处于正常工作状态。
(7)3.3.2 检查设备的外观，确认无损坏、漏油、漏气等现象。
(7)3.3.3 检查设备的电气系统，确认电缆、插座、开关等电气元件无异常，绝缘功能良好。
(7)3.3.4 检查设备的机械部分，包括传动带、链条、齿轮、轴承等，确认润滑良好，无磨损、松动、异响等情况。
(7)3.3.5 检查设备的传感器、执行器等，确认其工作正常，信号传输准确。
自动化生产线-课程教学大纲
自动化生产线-课程教学大纲引言概述：自动化生产线是现代工业生产中的重要组成部分，它通过自动化设备和系统实现生产过程的自动化和智能化，提高生产效率和质量。
为了培养具备自动化生产线设计、运行和维护能力的专业人才，制定了相应的课程教学大纲。
一、自动化生产线概述1.1 自动化生产线的定义和特点自动化生产线是指利用自动化设备和系统，实现生产过程中的自动化操作和控制，提高生产效率、降低成本、提高产品质量的生产方式。
其特点包括高效、高精度、高稳定性和高可靠性等。
1.2 自动化生产线的组成自动化生产线通常由传送设备、加工设备、工件夹持装置、控制系统和监控系统等组成。
传送设备用于运输工件，加工设备用于加工工件，工件夹持装置用于固定工件，控制系统用于实现自动化控制，监控系统用于监测生产过程。
1.3 自动化生产线的应用领域自动化生产线广泛应用于汽车制造、电子制造、机械制造、食品加工等领域，可以实现生产过程的高度自动化和智能化，提高生产效率和产品质量。
二、自动化生产线设计与优化2.1 自动化生产线设计原理自动化生产线设计包括工艺设计、设备选型、布局设计、控制系统设计等内容，需要考虑生产工艺、生产能力、生产效率等因素，以实现生产过程的自动化和智能化。
2.2 自动化生产线优化方法自动化生产线优化包括工艺优化、设备优化、布局优化、控制系统优化等内容，通过优化生产线的各个方面，提高生产效率、降低成本、提高产品质量。
2.3 自动化生产线设计与优化案例以汽车生产线为例，通过设计和优化生产线的工艺流程、设备配置、布局设计和控制系统，实现汽车生产过程的高效、稳定和可靠，提高汽车生产效率和产品质量。
三、自动化生产线运行与维护3.1 自动化生产线运行原理自动化生产线运行包括生产计划编制、生产调度、设备运行、故障处理等内容，需要实现生产过程的自动化控制和监控，保证生产过程的稳定和可靠。
3.2 自动化生产线维护方法自动化生产线维护包括预防性维护、故障诊断、故障排除等内容，通过定期检查、保养和维修，保证设备和系统的正常运行，提高生产线的可靠性和稳定性。
自动化生产线装调综合实训教程(第2版)任务工单
工作任务单班级组别组长成员项目一YL－335B自动线认识实训内容1、现场认识YL－335B自动线的整体结构，包括哪些工作站？各工作站的基本结成结构？熟悉整个生产线的整体运行工艺流程。
2、现场认识YL－335B的供电系统结构，正确理解其电路原理，熟悉各个开关的控制功能。
实训报告1、简述YL－335B自动线的整体结构，各工作站的基本组成结构？2、写出整个生产线的整体运行工艺流程。
完成时间完成情况（评分）其它班级组别组长成员项目2 供料站的原理、安装与调试实训内容1. 安装机械部件；2. 安装光电传感器、金属传感器和磁性开关、电磁阀；3. 安装、调试气路；4. 根据电气原理图连接电气线路；5. 编写、下载、调试与运行程序。
实训报告1. 写出安装机械部件的方法及要点；2. 写出安装、调试光电传感器、金属传感器和磁性开关的方法及要点；3. 写出安装、调试气路的方法及要点；4. 用CAD画出供料站的电气控制线路图；5. 写出供料站的I/O分配表；6. 根据工艺流程、顺序功能图、I/O分配表编写程序；7. 写出调试供料站的过程及心得体会。
完成时间完成情况（评分）序号实训内容评价要点配分教师评分1 机械部分安装与调试安装正确、动作顺畅、紧固件无松动102 气路安装与调试气路连接正确、美观、无漏气现象、运行平稳103 电路设计电路设计符合要求104 电路接线接线正确、布线整齐美观105 程序编制及调试根据工艺要求完成程序编制和调试，运行正确。
506 职业素养与安全意识操作是否符合安全操作规程和岗位职业要求；工具摆放是否整齐；团队合作精神是否好；是否保持工位清洁，爱惜实训设备等。
10合计100其它班级组别组长成员项目3 加工站的原理、安装与调试实训内容1. 安装机械部件；2. 安装光电传感器和磁性开关、电磁阀；3. 安装、调试气路；4. 根据电气原理图连接电气线路。
5. 编写、下载、调试与运行程序。
实训报告1. 写出安装机械部件的方法及要点；2. 写出安装、调试光电传感器和磁性开关的方法及要点；3. 写出安装、调试气路的方法及要点；4. 用CAD画出加工站的电气控制线路图；5. 写出加工站的I/O分配表。
自动化生产线认知
知识与能力目标
1
了解自动化生产线作用和产生背景
2 理解自动化生产线的运行特性与技术特点
3 了解自动化生产线在实际工程中的应用
4 了解典型自动化生产线各组成单元及其基本功能 5 认识典型自动化生产线的系统运行方式
项目一 自动化生产线认知
任务一 了解自动化生产线及应用
1.了解自动化生产线
任务二 认识典型的自动化生产线
（6）提取安装单元
组成部分: 传送带模块、
提取安装模块、滑槽模块、
组 成
工件阻挡模块、电气控制 板、操作面板、I/O转接 端口模块、CP阀岛、过滤
部
减压阀等
分 及
基本功能: 检测到有新工件 到位信息之后，通过传送
功
带模块将工件输送到阻挡
能
模块位置，提取安装模块 将滑槽上小工件装配到传
2.初知自动化生产线应用
包括丝印、贴装、固化、 回流焊接、清洗、检测等工 序单元，其功能:
（1）生产线上每个工作单 元都有相应独立的控制与执 行等功能；
（2）通过工业网络技术将 生产线构成一个完整的工业 网络系统，确保整条生产线 高效有序运行，实现大规模 的自动化生产控制与管理 。
某电子产品生产企业的自 动化焊接生产线
任务二 认识典型的自动化生产线
1.认知典型自动化生产线各工作单元
检测单元
加工单元
搬运单元
供料单元
典型自动化 生产线
分拣单元
立体储 存单元
操作手 单元
提取安 装单元
任务二 认识典型的自动化生产线
（1）供料单元
组成部分: 送料模块、转 运模块、报警装置、电 气控制板、操作面板、 I/O转接端口模块、CP 阀岛、过滤减压阀等
自动化生产线操作规程
自动化生产线操作规程自动化生产线操作规程是为了规范和指导工作人员在自动化生产线上的操作，确保生产安全、提高生产效率而制订的一系列操作准则。
本规程适用于各类自动化生产线的操作人员，旨在确保操作的准确性、规范性和安全性。
一、操作前准备在进行自动化生产线操作前，操作人员应进行以下准备工作：1. 了解产品：熟悉所生产产品的特点、规格和工艺要求，以确保操作的正确性和高效性。
2. 安全检查：检查设备、工具和工作区域是否符合安全规范，确保操作环境安全无隐患。
3. 材料准备：准备所需的原材料、辅助工具和配件，确保供应充足且符合质量标准。
4. 设备检测：检查自动化生产线及相关设备的工作状态和运行情况，确保设备正常运转。
二、操作流程1. 开机启动：按照设备操作手册的要求，正确启动自动化生产线，包括开启电源、调整设备参数等。
2. 校准设备：根据产品要求，对各个设备进行校准操作，确保设备工作精度和稳定性。
3. 调试设备：根据产品工艺要求，对自动化生产线进行调试，包括调整传感器、调节工作速度等。
4. 运行生产：将待加工的原材料放置到指定位置，启动自动化生产线开始生产作业。
5. 监控与调整：实时监控自动化生产线的工作状况，如发现异常，及时调整和处理，确保生产质量和效率。
6. 故障处理：一旦发生设备故障或异常情况，立即停机处理，并进行必要的维修和保养。
三、安全注意事项在自动化生产线操作过程中，操作人员应注意以下安全事项：1. 佩戴防护设备：操作人员应佩戴符合规定的个人防护设备，如安全帽、安全眼镜、防护手套等。
2. 熟悉紧急停机装置：熟悉自动化生产线的紧急停机按钮和装置的位置和使用方法，以便在紧急情况下及时停机。
3. 避免操作失误：遵循操作规程，确保操作人员冷静、集中注意力，并防止疲劳作业和不当操作。
4. 定期检修保养：按照生产线设备的维护保养计划，定期进行设备的检修、清洗和保养工作。
5. 安全回收材料：对于废料、副产品等材料，操作人员应按照规定进行安全回收和妥善处理。
自动化生产线教案
自动化生产线教案第一章：自动化生产线概述1.1 教学目标了解自动化的概念及其在生产线上的应用。
掌握自动化生产线的基本组成和原理。
理解自动化生产线的主要优点和挑战。
1.2 教学内容自动化定义：自动化是什么，为什么需要自动化。
自动化生产线：基本组成，如传感器、执行器、控制系统的功能和作用。
自动化生产线的工作原理：信号传递、控制算法、执行操作。
自动化生产线的优点：提高效率、减少人工、降低成本。
自动化生产线的挑战：技术复杂性、初始投资高、维护困难。
1.3 教学活动引入讨论：自动化的概念及其在现代工业中的应用。
观看自动化生产线的视频，了解其工作原理和实际应用。
分组讨论：学生分组探讨自动化生产线的优点和挑战。
小组报告：每组选择一个自动化生产线的优点或挑战，进行报告和分享。
1.4 教学评估小组报告评估：评估学生的报告质量和讨论参与度。
课后作业：要求学生写一篇关于自动化生产线优缺点的短文。
第二章：自动化生产线的设计与规划2.1 教学目标掌握自动化生产线的设计原则和步骤。
了解自动化生产线的规划方法和工具。
2.2 教学内容自动化生产线的设计原则：模块化、标准化、可扩展性。
自动化生产线的设计步骤：需求分析、方案设计、详细设计、实施计划。
自动化生产线的规划方法：时间安排、资源分配、风险评估。
自动化生产线的规划工具：PLC编程、仿真软件、生产线布局设计工具。
2.3 教学活动案例分析：分析一个自动化生产线的设计案例，了解设计原则和步骤。
小组讨论：学生分组讨论自动化生产线的规划方法和工具。
小组报告：每组选择一个规划方法和工具，进行报告和分享。
2.4 教学评估小组报告评估：评估学生的报告质量和讨论参与度。
课后作业：要求学生设计一个简单的自动化生产线流程图。
第三章：自动化生产线的传感器与执行器3.1 教学目标了解自动化生产线中传感器和执行器的作用和分类。
掌握传感器和执行器的选型和应用。
3.2 教学内容传感器的作用：检测和测量生产过程中的各种参数。
自动化生产线安装与调试项目二+供料单元安装与调试
02
对于供料单元供料不稳定的问题，可以调整气压、更换 灵敏度更高的传感器、更换磨损的机械部件等。
03
对于供料单元定位不准确的问题，可以检查编码器、传 动系统是否正常，更换磨损的机械部件等。同时，在平 时的使用过程中，要注意定期维护和保养供料单元，保 证其正常运行和使用寿命。
05 项目总结与展望
项目成果回顾
进一步优化控制算法
我们可以进一步优化控制算法，提高供料单元的响应速度和稳定 性。
引入新技术
随着技术的发展，我们可以引入新的技术，如人工智能、大数据等 ，对供料单元进行更深入的优化和改进。
拓展应用领域
我们可以将此项目经验应用于其他自动化生产线中，拓展应用领域 ，提高生产效率。
与其他设备的兼容性和集成可能性
03 供料单元调试
调试流程
准备工作
1.A 确保供料单元的硬件和软件已经安装完成，并 具备调试条件。准备好调试工具和测试设备。
通电测试
1.B 将供料单元接通电源，检查电源是否正常
，各部件是否工作正常。
功能测试
1.C 按照供料单元的功能要求，逐一测试各项功 能是否正常。例如，测试供料装置的送料是 否准确、稳定。
1 2
兼容性评估
我们需要对供料单元与其他设备进行兼容性评估 ，确保它们能够顺利地集成在一起。
集成方案设计
根据兼容性评估结果，我们可以设计出合理的集 成方案，实现不同设备之间的无缝连接。
3
未来拓展
随着技术的不断发展，我们可以将供料单元与其 他设备进行更深入的集成，实现更高级别的自动 化生产。
1.谢谢聆 听
故障排除
当供料单元出现故障时，需要及时排除，确保生产线的正常运行。
项目目标和期望成果
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子任务一 操作手单元结构与功能分析
转动模块
双活塞杆气缸 转动气缸
双活塞 杆气缸
用于实现水平方向上的伸出、缩回动作,拥有 两个压力腔和两个活塞杆的双联气缸。
转动气缸
叶片式的摆动气缸，用于实现气动机械手的左 右转动，其转动角度为0°-180°。转动模块的安装 支架上分别安装有两个阻尼器，用于缓冲转动模块 的冲击和限制摆动范围。
双活塞杆气缸气动控制回路
2Y1得电2Y2失电，电磁阀 处于左位工作，双活塞杆气缸处 于缩回状态
2Y2得电2Y1失电，电磁阀 处于右位工作，双活塞杆气缸处 于伸出状态
子任务三 操作手单元气动回路分析、安装与调试
操作手单元气动回路的安装
1.按照操作手单元气动控制回路安装连接图连接关系，依次用气管将气泵 气源输出快速接头与过滤减压阀的气源输入快速接头连接； 2.过滤减压阀的气源输出快速接头与CP阀岛上汇流板气源输入的快速接头 连接； 3.将汇流板上的直线防转气缸、气动手爪 、双活塞杆气缸、转动气缸电磁 阀上的快速接头分别用气管连接到这些气缸节流阀的快速接头上。
子任务二 操作手单元机械及气动元件安装与调整
机械及气动元件安装与调整步骤
步骤一
1.将I/O转接端口模块和CP电磁阀岛等安装于35mm的标准导 轨上；
2.用内六角螺钉和T形螺母将标准DIN导轨安装到铝合金面板 的下方位置；
3.把气源处理装置固定在安装支架上； 4.将安装支架固定在铝合金面板的右上角位置。
机械及气动元件安装与调整步骤
步骤四
直线气缸
双活塞杆气缸
1.把两个夹具手指固定到手指气缸 上，两夹具手指应平行安装、不出现 相对摇动；
2.将手指气缸与连接块连接固定；
3.装入一“L”形连接安装板于直线 防转气缸的端部；
4.将手指气缸整体安装到直 线气缸的活塞杆上，并用活塞 杆上的螺母锁紧；
5.将双活塞杆气缸杆端部与“L” 形连接安装板连接。
机械及气动元件安装与调整步骤
步骤三
阻尼器
将摆动气缸用两连接块连接安装于 两垂直支撑架的顶端。
检测装置
限位防护板 摆动气缸
注意：由于其摆动范围为0°～180°，
所以安装时要调整好摆动范围所对应的工 作区域。限位与阻尼装置要对称定位，保 证转动模块的转动行程对称。
子任务二 操作手单元机械及气动元件安装与调整
子任务一 操作手单元结构与功能分析
提取模块 直线防转气缸
直线防转气缸
活塞杆限位型直线气缸，它的活塞杆呈六边形，
能有效避免直线圆柱形气缸活塞的周向转动。直线 防转气缸垂直安装在双活塞杆气缸的气缸杆 前端，用于实现气动手爪垂直方向的升降运动。
气动手爪
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。
细长连接板 L型连接安装板
气动手爪
子任务二 操作手单元机械及气动元件安装与调整
机械及气动元件安装与调整步骤
转动模块
步骤五
支架
再将上步安装好的部件通过一
细长连接板安装于摆动气缸的输出 轴上。
注意：由于提取模块和双活塞杆气缸自重 的作用，摆动气缸输出轴此时会受较大的 横向力矩作用。因此在安装时，尽量不要 在提取模块端再加上其他的力作用，避免 摆动气缸损坏。
摆动气缸
双活塞杆气缸
平行气爪
直线防转气缸
子任务三 操作手单元气动回路分析、安装与调试
摆动气缸气动控制回路
1Y1和1Y2均失电，电磁阀处于中位工作，摆动气缸停止摆动； 1Y1得电1Y2失电，电磁阀切换到左位工作，摆动气缸左摆； 1Y1失电1Y2得电，电磁阀切换到右位工作，摆动气缸右摆。
子任务三 操作手单元气动回路分析、安装与调试
子任务二 操作手单元机械及气动元件安装与调整
机械及气动元件安装与调整步骤
步骤二
在铝合金面板的中上方位置处用 直角外铰链固定好垂直和水平支撑架。
注意：两垂直支撑架要相互 平行，为后续的转动模块安 装提供可靠定位。还有两支 撑架与铝合金面板左右两边 距尽量对称相等。
子任务二 操作手单元机械及气动元件安装与调整
子任务二 操作手单元机械及气动元件安装与调整
操作手单元气动元件的选择
提升与下降
选用直线防转气缸：
保证了气动手爪在 抓取工件时定位准 确，不会发生偏移 或转动。
水平伸缩
选用双杆活塞气缸：
因为其运动过程比 较平稳、驱动力大、 抗扭能力强。
左右转动
选用摆动气缸：
因为转动气缸与双杆 活塞气缸配合，具有 较大的运动范围，能 方便的承担工件前后 单元之间中转任务。
子任务四 操作手单元电气系统分析、安装与调试
搬运单元的PLC I/O接线原理图
子任务四 操作手单元电气系统分析、安装与调试
电感应式接近开关的安装
黑色的信号线
棕色电源线
电感式接近开关
I/O转接端口 模块输入端对 应的信号接口
Байду номын сангаас
（三线制传感器）
蓝色接地线
I/O转接端口 模块输入端的 24V电源接口
I/O转接端口 模块输入端
子任务二 操作手单元机械及气动元件安装与调整
机械及气动元件安装与调整步骤
步骤六
1.在整体结构安装完成之后，根据各运动机构之间的 运动空间要求，进行局部的位置调整与加固；
2.调整好各模块之间的相对位置，保证各模块安装稳 固，防止发生干涉。
子任务三 操作手单元气动回路分析、安装与调试
操作手单元气动控制回路
任务二 操作手单元安装与调试
知识与能力目标
1
熟悉操作手单元机械结构与功能
2
正确安装与调整操作手单元机械及气动元件
3
正确分析操作手单元气动回路，并对其进行安装与调试
4
熟练掌握电感式传感器的安装与调试方法
5
掌握采用置位/复位指令设计控制程序的方法
任务二 操作手单元安装与调试
子任务一 操作手单元结构与功能分析 子任务二 操作手单元机械及气动元件安装与调整 子任务三 操作手单元气动回路分析、安装与调试 子任务四 操作手单元电气系统分析、安装与调试 子任务五 操作手单元控制程序设计与调试
子任务一 操作手单元结构与功能分析
提取模块 I/O转接端口模块 操作面板 电气控制板
转动模块 气源处理装置
CP阀岛
操作手单元整体结构 操作手单元配置柔性3-自由度的运动装置，通过转动、伸缩、 气动抓取等动作，在整个自动化生产线中承担着将上一单元已准备 就绪的工件转移搬运到下一执行单元的任务。模拟实际生产线中的 产品的搬运转移工件的过程，如图所示操作手单元的整体结构。