自动化行业概述

分享内容概要：,工欲善其事，必先利其器：（树立目标，坚持理想-积极向上的心态是先决条件,1,a.自动化设备结构整体介绍b.自动化设备中主要机械部件的分享c.自动化设备中主要电气元件分享。,3,4,工程师所要具备的能力与修为。,4,总结,5,自动化行业概述,2,1.工欲善其事，必先利其器（a）（树立目标，坚持理想-积极向上的心态是先决条件）,心态：一个人在做事情时，如果是带着积极主动的心情去做的，那么在做事情时无论是速度还是质量都会是他的最佳状态，而如果是带着不情不愿的心情但是迫于压力不得不去做的，那么事情的结局是可想而知的，肯定是会被打折扣的。因此，这里首先要给同学们分享的第一点，也是后面所要讲的内容的基础的前提条件：无论做什么事情，如果已经在路上，不论是你自己选的，还是被选择的，一旦已经开始，那么一定要调整好的心态，时刻让自己保持在积极主动的状态，如此才会然自己处在高效的运转状态。积极向上的心态，是蕴藏在我们身体内的能高效率的工作学习的神兵利器梦想：我们一定要有梦想，并且为了实现自己的梦想，制定可执行的阶段性目标，让自己在制定的阶段性目标一个接着一个完成的同时，一步步接近自己的梦想，直到她实现。一个人一定要有自己的梦想（正能量），所谓梦想就是一种让你感到坚持就是幸福的东西（中国合伙人-成东青）。,1.工欲善其事，必先利其器（b）（树立目标，坚持理想-积极向上的心态是先决条件）,坚持自己的选择作为还处在青葱岁月，在人生中最美好的年华阶段的同学们，你们这个阶段就如同一年四季中，最重要的一个季节春季，在这个季节，我们播种了什么，秋天我们就收获什么。所以，不要浪费这个最美好的阶段，在这个无比美好的年华里，坚持自己的选择，好好的经营，为自己以后的丰收打好基础。选择：分两种，一种是自己所的选择，还有一种是被选择（比如父母帮你做的决定，让你来职成教中心学校，并且选择了现在在学习的专业），但是无论是你自己选择的还是被选择的。既然已经做了这样的选择，就必须要坚持自己的选择，更何况你们的选择其实正确的。因为我们的国家的各行业，尤其是做为国家实体经济支柱的制造业，正处在生产工艺，制造流程的转型阶段，在这个阶段，迫切需要招之能用，用之能见成效的拥有专业知识储备的人才。,1.工欲善其事，必先利其器（c）（树立目标，坚持理想-积极向上的心态是先决条件）,努力学习，夯实基础（在完成自己本专业学习目标的同时，多学点专业之外的东西）“术业有专攻”，这句话是用来形容在当今行业细分的大环境下，作为企业也好，一个开发团队也好，在团队中的成员，根据自己所学，发挥自己最擅长的部分，使得工作高效，完美的完成。而做为学生的我们，需要辩证的来理解这句话，首先，我们的职业是学生，我们的任务就是学习，并且是尽可能的汲取更多的知识。同时，作为选择了理工类专业的我们，无论你的专业是哪一个，在这个学习的最佳时间内，不要仅仅局限于你目前自己的专业，而是要尽可能的增加自己的知识面的广度和深度，为自己尽可能的多做知识上的储备。为自己进入企业能够尽快跟上企业的工作节奏打好扎实的基础。,2.自动化行业概述,自动化行业的概况：我国古代就有好几个自动化应用的典型代表作：1.指南车指南车是中国古代用来指示方向的一种具有能自动离合齿轮系装置的车辆。指南车是一种马拉的双轮独辕车，车箱上立一个伸臂的木人。宋史舆服志中对指南车的构造和各齿轮大小和齿轮数都有详细的记载。2.铜壶滴漏即漏壶，中国古代的自动计时装置，又称刻漏或漏刻。漏壶的最早记载见于周记。这种计时装置最初只有两个壶，由壶上滴水到下面的受水壶，液面使浮箭升起以示刻度（时间）。3.漏水转浑天仪公元2世纪，中国东汉的天文学家张衡创制的一种天文表演仪器。它是一种用漏水推动的水运浑象，和现在的天球仪相似，可以用来实现天体运行的自动仿真。公元一世纪古埃及和希腊的发明家页创造了教堂庙门自动开启、铜祭司自动洒圣水、投币式圣水箱等自动装置。17世纪以来，随着生产的发展，在欧洲的一些国家相继出现了多种自动装置，其中比较典型的有：法国物理学家B.帕斯卡在公元1642年发明的加法器;荷兰机械师C.惠更斯于公元1657年发明的钟表；英国机械师E.李在公元1745年发明带有风向控制的风磨；俄国机械师H.波尔祖诺夫于公元1765年发明了蒸气锅炉水位保持恒定用的浮子式阀门水位调节器。以上只是一些国内外，古代和近现代的一些自动化仪器，设备的例子，说明我们人类一直在孜孜不倦的研究可以用来解放双手的仪器，设备。,2.自动化行业概述,古代和近现代自动化装置的图片：,指南车,指南车机构图,铜壶滴漏图,铜壶滴漏原理图,漏水转浑天仪,这里是我们的祖先根据当时掌握的技能，开发和制作的自动化器械，只能称之为器械。,2.自动化行业概述,18世纪末至20世纪30年代是自动化技术真正形成的时期，由于第一次工业革命的需要，自动化调节有了更广泛的应用。公元1968年法国工程师J.法尔科发明反馈调节器；到了20世纪2030年代，美国开始采用PID调节器。这是一种模拟式调节器，现在还在许多工厂中采用。但是由于当时技术水平所限制，因此虽然这个时期形成的机理到现在还有在运用的，但是稳定性和整体效率是需要大幅度提高的。,2.自动化行业概述,20世纪4050年代局部自动化时期，第二次世界大战期间，为了防空火力控制系统和飞机自动导航系统等军事技术问题，各国科学家设计出各种精密的制动调节装置开创可防空火力系统和控制这一新的科学领域。第二次世界大战后工业迅速发展，随着高速飞行、核反应堆、大电力网和大化工厂提出的新控制问题：非线性系统、时滞系统、脉冲及采样系统、时变系统、分布参数系统和有随机信号输入的系统的控制问题的深入研究，经典控制理论在20世纪50年代有新的发展。,2.自动化行业概述,20世纪50年代末起至今进入综合自动化时期。复杂工业、复杂工业过程和航天技术的自动控制问题，都是多变量控制系统的分析和综合问题，迫切需要加以解决。单经典的控制理论的直接应用遇到了困难。20世纪70年代微处理器的出现对实现各种复杂的控制任务起了重大的推动作用。20世纪50年代末到60年代初，开始出现电子数字计算机控制化的化工厂，20世纪60年代末在制造工业中出现了许多自动生产线，工业生产开始由局部自动化想综合自动化方向发展。20世纪70年代出现专用机床组成的无人工厂，20世纪80年代初出现用柔性制造系统组成的无人工厂。20世纪60年代末至70年代初，美、英等国的科学家们注意到人工智能的所有技术和机器人结合起来，研制出只能机器人。智能机器人会在工业生产、核电站设备检查及维修、海洋调查、水下石油开采、宇宙探测等方面大显身手。从古到今，自动化技术有了很大的发展。自动化是新的技术革命的一个重要方面。自动化技术的研究、应用和推广，对人类的生产、生活的方式产生了很深远的影响。,2.自动化行业概述,机械计算器（纯机械）,2.自动化行业概述,恩尼格玛密码机（同样有机械结构保证）,2.自动化行业概述,捷克式轻机枪（一款很经典的自动武器，虽然是兵器，但是已经初具自动化的理念）,1.弹药自动发射。2.枪管等零部件，标准化，容易快速更换。,2.自动化行业概述,在我国改革开放后的初期，由于我们国家的人口红利优势，因此，在很长的一段时间里，我们国家的企业，基本上是劳动密集型的。但是随着时间的推移，在进入21世纪后，由于我们国家人口红利优势的逐渐削弱。从2006年开始，我们宁波地区的一部分企业，开始优化生产工艺，降低劳动强度。在逐步的改进中，慢慢的有了自动化组装的理念，非标自动化设备的名称由此诞生.而首先进入这个工艺改造的企业就先品尝到了自动化组装所带来的成本优势。,2.自动化行业概述,自动组装机,2.自动化行业概述,Ccd自动影像检测机,3.1自动化设备结构介绍,自动化的理念：自动化一词的含义十分广泛，它是指采用能自动开停、调节、检测、加工和控制的机器、设备进行各种作业，以代替人力来直接操作的措施。它是机械化的高级阶段。近年来由于电子技术、计算机技术和通信技术的迅速发展，自动化得到了长足的进步。自动化的原意就是设计一种控制设备来取代人力操作机械的动作，以达到各种机械自动、半自动运行的目的。自动化技术进展迅猛，主要依靠许多使能技术的进步和一些开发工具的扩大，将人们构思的自动操作付诸实现。如网络控制技术、可编程序控制器及工业控制机、组态软件、嵌入式芯片、数字信号处理器等都属于自动控制技术中的使能技术。这些使能技术在计算机、信息和电力电子技术的推动下，正发生巨大变化。,3.1自动化设备结构介绍,纲要：,自动化定义,设备主要机构以及部件,设备主要机构,3.1自动化设备结构介绍,自动化设备的定义,是指机器设备、系统或过程（生产、管理过程）在没有人或较少人的直接参与下，按照人的要求，经过自动检测、信息处理、分析判断、操纵控制，实现预期的目标的过程,自动化设备的关键技术,3.1自动化设备结构介绍,自动化产品对机械系统部件的基本要求,自动化产品对机械系统部件的基本要求,高精度,快速响应特性,高稳定性,3.1自动化设备结构介绍,设备整体图片,B-2,C-3,C-2,A,C-1,B-1,A:分割器组件B:振动盘C：各工位动作部件,3.1自动化设备结构介绍,分割器组件,由分割器，分割器驱动电机，分割盘（装在分割器搭载加工工位的盘体），加工工位（工位数根据实际需要确定）功能：将多工位集成在一个台面上，实现加工工位的连续顺序运动。,C,B,A,A:加工工位B：分割盘C：分割器驱动电机,3.1自动化设备结构介绍,动作机构组件：,A:气动手指B：滑块+导轨组件C：X向驱动气缸（SCJ系列）D：Z向驱动气缸（SDA系列）E:液压缓冲,A,B,C,D,C,D,E:由两个气缸和1个气动手指通过结构件连接在一起，组成一个三轴物料移栽装置，实现物料从待取工位转移到加工工位。B:滑块+导轨：由气缸驱动的部件通过此部件，保证在移动过程中位置的稳定性和精确性E:液压缓冲：保证气缸驱动部件运行到指定位置时，保证在停止过程中不会出现过分剧烈的放置因为过大的抖动导致物料跌落或者影响定位精度。,B,E,E,3.1自动化设备结构介绍,振动盘组件,A,A：振动盘组件：功能：把原本杂乱无序的零部件，导入振动盘后，通过振动盘盘体中的构件，将零部件正序，排列，最终保证产品按照既定的方向整齐，规则的输送到预定的待取料的工位。,振动盘送料只是自动送料方式一种，在实际的应用中，需要根据产品的实际情况为自动化设备选择最合适的供料方式。,3.1自动化设备结构介绍,结构件,前面介绍的部件或者组件，是实现机器动作的驱动部分或者稳定部分同时这些部件或者组件基本上是标准品或者是准标准品，可以从专业供应商处订购。而右图所示的结构件，才是真正意义上的非标零件，需要机械工程师根据产品的特性，要求，加工方式进行设计，这也是真正考验一个工程师实力的地方。非标结构件的加工方式有很多：如线切割加工，车床车制，铣床，或者精雕机等等。需要机械工程师在设计时综合考虑加工工艺和加工成本。,3.2自动化设备主要电气元器件,电气控制部分介绍所有的自动化设备，从简单的机构到复杂的组合式流水线，均需要电气控制部分来控制设备的动作。电气控制部分包括：中央控制部分：PLC人机交互界面：1.由机械按钮组成的控制面板（目前已经逐渐淘汰）2.触摸屏（目前的主流）外围电路器件：空气开关，漏电保护器，交流接触器，小型继电器，电磁阀，开关电源等。,3.2自动化设备主要电气元器件,电气控制部分样例,A,B,C,E,D,F,I,H,G,A:空气开关B:多功能插座C：PLCD：光纤控制器E：小型继电器F：步进电机控制器G：交流接触器H：开关电源I：伺服控制器,3.2自动化设备主要电气元器件,主要电气功能元器件介绍：1.PLC,PLC（ProgrammableLogicController），是可编程逻辑控制器。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。,3.2自动化设备主要电气元器件,Plc的作用：在目前的非标自动化设备中，PLC充当整台机器的大脑，机器所有的动作部件的运行，复位，暂停等的所有指令均有plc发出。PLC实现与外围部件交互信息的有以下几种接驳口：a.输入端：是外围部件信息传输给PLC的通道，如气缸动作时的到位和原位信号；由光纤控制器与光纤组成的检测装置，在检测到物料到位信号后，传输给PLC的物料到位信号等。三菱PLC，台达PLC以及其他一些国内不知名的品牌，均把这类端子命名为Xn端子，其中n为端子的序号，采用8进制（X0X7，X10X17）欧姆龙plc的命名方式跟三菱PLC有所不同，输入端子的编号采用10进制（00.0000.11）不同品牌的plc输入端子的命名方式有所不同，需要在实际操作中查询对应品牌plc的技术手册以及编程手册（这也是需要不断学习的原因之一）,3.2自动化设备主要电气元器件,b.输出端：将PLC的指令传输给对应动作部件的通道，如控制小型继电器吸合和分开，控制电磁阀动作，控制分割器转动与停止，控制电机动作等。三菱，台达plc，以及一些国内其他品牌的plc输出端子命名为Yn（Y0Y7,Y10Y17）.不同品牌的plc输入端子的命名方式有所不同，需要在实际操作中查询对应品牌plc的技术手册以及编程手册（这也是需要不断学习的原因之一）,3.2自动化设备主要电气元器件,3.PLC的工作原理：外围部件的信号通过输入端口进入PLC内部，PLC根据预先编写好的程序，对输入信号处理后，发出控制指令，根据编写好的程序通过对应的输出端口输出，控制对应机构的动作，实现自动化控制,PLC外接实物图,按钮,传感器,行程开关,接触器,发光管,指示灯,扬声器,电磁阀,3.2自动化设备主要电气元器件,外围部件与PLC的连接简图,3.3PLC的编程软件以及编程思想,PLC的编程方式：基本梯形图当设备动作很多时，采用此种方式编程，很考验编程人员的逻辑思维能力和长时间保持头脑清晰的能力。但是对于初学者，建议采用此种方式编程，对锻炼自己的逻辑思维能力很有好处步进梯形图（三菱plc有两条指令）此种方式编写设备控制程序，相比较基本梯形图来说，方便的多，可以节省不少时间,3.3PLC的编程软件以及编程思想,编程软件介绍：不同品牌的PLC，编程软件会有所不同，但是其基本的编程原理是一样的，无非是输入输出端口的命名方式不同，然后实现逻辑控制的方式有稍微的不同，这需要查询不同品牌PLC各自的技术手册来决定，如内部的定时器，计数器，辅助继电器等，即便是同一品牌不同型号内部的辅助继电器也会有不通过，因此在设计前期要详细了解对应plc的技术参数。现在以三菱PLC为主介绍使用的编程软件GXDeveloper是三菱plc的编程软件。Plc的编程软件可以到对应品牌的plc的官网上下载到。,3.3PLC的编程软件以及编程思想,控制面板（也叫人机交互界面）：在机器运行阶段，操作工需要排除设备机械故障时，需要调试机器的各个工位的动作，以及启动，暂停，急停等功能，需要给plc发送指令而设置的面板。控制面板的种类：,1.根据自动化设备的实际状况，设计与实际控制按钮数量相适应的电气盒子，在面板上开孔并装上按钮开关，通过电线与plc的输入相连，实现控制功能。,2.使用触摸屏，并通过触摸屏生产厂家提供的二次开发程序，设计好相应的控制按钮，同时对控制按钮设置好与PLC内部继电器的对应方式，通过改变内部继电器的状态，来控制plc发出对机器的动作，停止，复位的指令等,3.3PLC的编程软件以及编程思想,机械按钮组成的控制面板与触摸屏的对比图,机械控制按钮组成控制面板,触摸屏组成的控制面板,3.3PLC的编程软件以及编程思想,由机械按钮组成的控制面板正在淡出我们的视线，因为这种控制面板其实先天不足：1.机械按钮只能通过电线与plc的外部输入点相连，才能通过外部输入点向plc发出指令，一个动作就要占两个点位（动作指令，复位指令），一旦机器动作一多，就意味着要占用很多plc的输入点。2.同样由于机器动作一多，就会导致控制面板的布线非常多，在原材料成本日益增长的今天，电线作为电流的载体，一般都会选用内芯是铜丝的电线，这就导致电线的用料成本会很大。3.一旦控制面板出现问题，如果是机械按钮本身出问题还要修理，如果所布的电线出了问题，维修就会比较麻烦。以上原因，导致了由机械按钮组成控制面板的设计逐步淘汰。,3.3PLC的编程软件以及编程思想,由触摸屏做为控制面板的优势：1.触摸屏所使用的电线与通讯线非常少！1根与plc连接的通讯线1根与电脑相连的数据下载线2根电源线用来与24v直流电源相连接，为触摸屏的运行提供电源。然后在安装触摸屏的电气盒上开3-4个机械按钮的安装孔，分别装电源按钮，启动按钮，手动/自动选择按钮，急停按钮2.由于触摸屏使用通讯线与plc相连，在触摸屏的控制按钮或者其他功能键等，所占用的是plc内部的点位，如内部继电器，寄存器等，不会占用plc珍贵的外部输入点。3.在触摸屏上可以按照自己的需求设计计数器，时间继电