如何從零開始制造一臺非標自動化設備

什么是非標自動化?

顧名思義，“非標自動化”是對應所謂“標準自動化”的概念而出現的。在工程界，為了應對大批量定型產品的生產，設計了生產流水線，輔以標準化的工裝夾具和刀具，并制訂了嚴格的生產工藝SOP(標準作業指導書）、BOM表（零部件和物料清單）和品質管控模式SIP（產品檢驗標準作業指導書），對產品線的全制程進行有效管理。達到了生產效率高、成本低、品質好的效果。也就是采用了“標準自動化”的生產模式。但面對市場需求的急劇變化時，其負面效果就是很嚴重的了。當產品需要更新換代時，整條生產流水線就面臨著整體報廢的危險。

如何制作非標自動化設備?

1、標準作業指導書（簡稱SOP）-- 采用圖文并茂的紙檔（或電子檔）的形式，對制造、裝配中所有的具體動作、使用的工具、刀具和工裝夾具、需要加工

、裝配的原材料和零部件（含標準件）、以及每一個工序的具體要求，和先后加工順序做出明確無誤的規定。并采用‘防呆’的描述方式和相應的措施，使普通員工能使用‘按圖索驥’的簡單方法，對照SOP進行和完成加工、裝配的工作任務。

2、產品標準檢驗作業指導書（簡稱SIP）-- 采用圖文并茂的紙檔（或電子檔）的形式，對制造、裝配工序中所需要的原輔材料、所有的半成品、以及終端產成品，對照技術要求（即尺寸公差、表面粗糙度、形位公差、材質和外觀）定時或按一定的頻次，使用規定的檢測儀器、檢具和檢測方法，進行工序和工藝檢查。并采用‘防呆’的描述方式和相應的措施，使普通員工能使用‘按圖索驥’的簡單方法，對照SIP進行和完成所有原輔材料、加工、裝配等所有工序和產成品的檢測工作任務。

3、零部件和物料清單（簡稱BOM表）-- 將項目或生產、裝配過程中，所有需要用到的零部件、原輔材料、標準件以及所需的工具、刀具和工裝夾具，采用規范的表格形式，按照‘分門別類’的方式，將原輔材料、零部件、工具、刀具以及標準件的名稱、型號規格、數量、零部件序號、圖號和技術要求，以及供應商名稱等信息，（如果需要，可將相應補充說明性質的圖片放在備注欄）按照‘防呆’的要求，在BOM表中清晰、完整的記錄下來。

4、生產流水線（簡稱產品線）-- 是指將原輔材料通過加工、裝配的工藝和工序，經過必需的N道工序后，最終可以連續、穩定地生產出所需要產品的一種模式。一般是用輸送傳送帶將原輔材料和半成品，連續不斷地送到各個加工工位，直至送到最后一道工序，完成整個加工或裝配的工作。

5、全制程（簡稱制程）-- 簡而言之，就是指從原輔材料和零部件開始，到完成終端產成品的整個加工、裝配的制造過程。

“非標自動化”設計工作要達到的主要目的是什么？

1、一般是采用自動化部品如：電動滑臺、氣缸、各種電機（如：步進電機或伺服電機）等驅動單元，和感知元器件（如各種用途的傳感器），以及電動轉臺、皮帶輸送機、搬運機械手等輸送物料的機械裝置，再配上夾爪、真空吸盤、推桿等執行元器件，并輔以靈活的程序自動控制單元，取代原生產工序中相對應的人工或機械動作，提升產能；

2、通過提升機械動作運動和運動節拍的精準度，取代原生產工藝，提升品質；

3、主要是通過減少工序上的人工，降低勞動強度，降低生產成本。

很多朋友在初步方案設計階段，很容易忽視了這三個主要目的，最后往往造成整個已設計、并制作完成設備的整體報廢。形成很嚴重的后果。

“非標自動化”設計工作的主要工作是什么？

1、收集信息：詳細了解原有工序、生產工藝或生產設備的所有具體細節，和現有產能、人工數量、現有多少工序、工序品質（或產品品質）、原輔材料等情況。最好能到生產線上去向主管工程師和操作員工進行多層面的詢問、勘察和了解，并了解工作場地中的環境要求，以及是否有什么特殊的要求；

2、了解需求：向客戶方主管了解需要達到的主要目的和要求；

3、方案確認：根據上述兩個基本情況，結合可供選擇的條件，提出初步可行性方案，供團隊集體討論后，交付給客戶確認；（一般這會有幾個來回后才能初步定下來）

4、主要部件選型：在可行性方案經由客戶確認后，開始進行自動化部品選型；（一般在做可行性方案時，也需要進行初步的選型動作）

5、參數驗證：根據客戶對產能（一般是指整個循環過程所需的時間）的要求，進行全制程的工步設計，并對所初選的自動化部品的功能進行校核和確認；

6、常規設計：在以上工作完成后，就可以進行裝配總圖草圖的設計工作，進入常規的機械設計工作流程了。同時，由電氣工程師和程序編制人員，依據整體實施方案和工步流程圖，進行電氣原理圖和程序控制軟件的設計、編制工作；

7、審核與客戶確認：完成機械設計、外采自動化元器件、機械加工零部件、電氣圖和程控圖后，經過規范的審核和客戶再次確認后，即可進行制造、裝配、調試工作，完成后進入試運行階段；

8、現場調試：通過試運行和測試，在能達到設計要求并能實現客戶要求后，即可進行到客戶現場安裝、調試階段。直至完成整個項目。

以上八個主要方面的工作，視具體項目的實際情況，需做適當的調整。每個主要方面工作的具體內容，必須要嚴格地按照工作規范進行。避免造成重大失誤。

非標自動化設備設計制造流程

1、項目選定

“項目選定”是非標設備的根基，根據需要我們會要求非標設備主要實現的功能。

非標設備有個共性：只能適用于特殊用途，具有專一性。

2、設備設計

項目選定，預算作出后，開始具體的計劃安排。

各部分拆圖：將主體圖全部拆成小圖，分開加工。

1、設計時重要部分必須嚴格按照機械手冊進行設計：如軸承的選擇、齒輪的配合、油缸的最大壓力、皮帶摩擦力等。

2、盡量采用方便安裝、維修的設計方式：應給維修人員留有足夠空間，易損件應盡量安裝在設備便于拆卸位置。

3、盡量設計容易加工的組件，盡量設計容易修改的組件

4、安全方面的考慮：高壓部分安全要求；高電壓和高電流時絕緣性要求；接地要求。

工裝夾具：1、用于安裝工件的夾具（如托盤）；2、用于安裝夾具的夾具（如專用卡爪）。

工作臺面設計：非標設備實現功能的工作臺面，按照特定要求設計非標基準面（盡量設計便于調整和測量的方式）。

例：旋轉平臺對平面度的要求；旋轉平臺對垂直度的要求；壓頭與定位夾具的中心。

按照機械設計出圖后，設備的基本模樣就確定下來了，設備動作方式基本可以模擬出來。

3、設備制作

設備制作主要包括制作和調試兩個方面

1、設備制作是將各機械機體和電器元件組裝起來

這里主要有幾點注意事項：（主要細節請參考公司的相關規定）；機械安裝方面：

1）螺絲緊固后用記號筆標記

2）需要加油的油嘴口一定要裝在容易操作處

3）精密設備一定要先調整水平后再用地腳螺釘固定

4）有冷卻水的地方最好遠離動力線

電氣方面：

1）比較危險的部分一定要從一次配電處直接接地

2）大電流通過的地方一定要檢查絕緣性

3）通訊線和動力線一定要注意抗干擾的問題

2、設備調試是設備制作完成后按照設計好的流程圖進行調試

主要內容包括：

1、根據流程圖修正原有程序

2、改正接錯的通訊線路