自动机和夹治具设计概要.docx

一.流程 

　　工厂自动化部门的设计流程大致上是: 
　　A.产品设计或管理部门提供产品图纸,和各部门一起开会讨论,作设计检讨,然后拟定 
　　各自任务和交期; 
　　B.根据新产品信息(图档/要求/交期等)设计新机具,一般是先画3D,等老板审定OK后就 
　　出2D,然后发包到加工部门; 
　　C.工件回来后,对重要件重要尺寸作些检验,同时进行组装和调试,对NG工件要立即退货 
　　或返修,发现设计纰漏更要及时补救; 
　　D.物料齐备后,马上对装好机具进行试做,如果情况顺利,则通知产品管理部门,安排做 
　　样品,当然,此前一些文件如PI和SOP是应该同时完成的;送样可能要好几次,有时会拖上 
　　一年半载,甚至夭折,无论时间长短,都需要跟进; 
　　E.做完样品或者做样品前,如果物料机具都无问题,会有个试产动作,主要是对该产线 
　　的各项生产指标(PPM,产能,停机时间等)作一个初步总结,同时也是设计部门将机具转 
　　移给生产部门的依据; 
　　F.收到客户订单,则会开始量产,此阶段由生产部主导,如无大问题,基本不会烦劳设计 
　　部门,而如果有问题,将是一件非常棘手的事,所以量产前有任何问题,最好提前解决. 
　　 以上流程中,设计部门需跟进到哪个阶段,不同公司有不同规定,一般是到量产初期, 
　　当然,前提是机具没有明显或生产部门无法接受的问题,否则有得受的,产线生产异常 
　　随时都会找上门,那时会非常累,甚至郁闷J 
　　 BCD是重点,也是设计人员花时间较多的部分,做样前留给设计人员的时间,机具大. 
　　概不超过1个月(如果有多台,并且不太复杂),而自动机通常是2-3个月,所以需要分配好, 
　　产品交期耽误不起,样品同样不能延误,很多时候,送样快,意味着抢得先机. 

　　二.形式

　　自动机形式: 
　　 从动力上看,可分为气动电动两种,各有优缺点,因此混用(同时需要电气驱动)反而更多见.一 
　　般,气动自动机效率低,稳定性较差,噪声也较大,适合一些要求不高的普通产品;电动自动机运 
　　转平缓,效率高,稳定性好,声音也小,适合精密微小产品.个人倾向于以电为主辅之以气或不要气 
　　动的设计方向,理由有三个: 
　　1.既然电动机适应面更广,且优势明显,没理由不做为重点,当然,花钱可能会多些,但对能开发自动 
　　机的产品来说,这点成本不是问题,也完全可以在产能和稳定设计上加以弥补; 
　　2.电动机的技术成分相对高点,通常应用马达带动,会涉及一些较为复杂的机构设计,如凸轮机构/ 
　　蜗轮蜗杆机构/摆动机构等,而气动机则往往只是单纯的滑块机构, 几乎不懂的人都可以看大概,那 
　　么老板还能认为你的东西有多少设计价值呢?J 
　　3.电动机的机构设计虽然较有挑战性,但控制方面,反而比气动机要来得好搞,因为气缸多了,控制 
　　点越多,程序就不好编写;电动机则将很多复杂的动作,通过机构浓缩到一个旋转周期上了,一旦旋 
　　转周期上每个细节得到电控配合,效率和稳定性将会大大提高. 
　　 尽管电动机值得推广,但目前用得较普遍的还是气动机,最主要原因,是其价格低廉,一台气动机 
　　月5万RMB,而电动机是其几倍以上;其次是开发周期快,做个气动机,大概1个半月以内就能完成,而 
　　电动机一般需要3个月左右;还有一个原因,就是多数公司和设计人员还不具备做电动机的技术和实 
　　践,因此也无从做起,除非有新生力量加入或购买新机参考,否则靠原班人马创新和设计,可能会是 
　　个吃力不讨好的局面. 

　　夹治具形式: 
　　 除了电动/气动,夹治具还有手动形式.生产技术总在进化中,代表落后生产力的手动形式, 
　　现在已经越来越少用了.现在的话,偶尔有些临时治具会采用手动形式,即只做简单的关键部分,装 
　　在手动机上,用来做些临时或一次性作业,因此略去不说. 
　　 关于气动和电动夹治具差别,大体和自动机的差不多.但是需要说明下:现在工厂产线,绝大多 
　　数都是气动夹治具,电动的较少.原因主要是夹治具动作简单,因此具有成本优势的气动方式理所当 
　　然成为首选;电动夹治具,则大都是采用标准的电动冲床,出力大,稳定性好,虽然不多见,但有些场 
　　合,确实还有它的用武之地,完全淘汰也几乎不太现实. 
　　 应对全球市场cost down和推出新产品周期日益加快的迫切形势,很多具有战略眼光的公司,已 
　　经在工厂实行夹治具标准化.在程度高的公司,一条生产线的夹治具,不到一周时间就可完成;而未 
　　实现标准化的公司,至少需要一个月,落差是多么的大,标准化的意义由此可见一斑!还有成本投入 
　　少,简化设计,高效利用机具…可以预测,夹治具标准化是大势所趋. 
　　 那么在这个背景下,将来的夹治具设计会是什么样的形式呢?会呈现3个特点: 
　　1.简单化,设计重点在关键的执行部分,普通技术员或工人就可以轻松驾驭; 
　　2.低成本,在共用机具动力和辅助部分后,需要重新投入的,将是很少的一部分; 
　　3.长寿命,回收循环使用,最大限度地提高标准化部分. 
　　 因此,作为机具设计人员,应该在做机具设计一段时间后,作些层次提高或者角色变动(如尝试 
　　设计自动机或者转其他职位),否则对个人发展而言,可能机遇不大. 

　　三.要求

　　机具设计的最终目的只有一个:服务生产,因此具体要求都是围绕这个目标展开的. 
　　如果细分,比较重要的,大致上有以下几个: 
　　1.精度:机具精度超过产品精度,机具才能正常作业;精度并非越高越好,否则会造成浪 
　　费,也许实际很多设计都是这样的,但作为设计人员自我要求来看,是应该极力避免的. 
　　2.稳定:只有大量生产,这个指标才能体现出来,因此也可以说,量产前,设计人员还有 
　　机会做些检查或补救工作,以提高自己设计的作品稳定性.稳定性表现为效率长时间维持 
　　在较高水平,停机故障时间少,不良率波动不大或者略有下降… 
　　3.高效:能超越设计时定目标产能,是让人满意的结果,起码也要达到既定产能或者能 
　　够满足现有产能要求,否则可能会遭人垢病或被生产相关单位追债,这就要求设计人员 
　　在设计之初就拟出合理或者有余地的产能目标,同时在设计时充分考虑到高效问题. 
　　4.安全:重要性不言而喻,关呼安全性问题,是设计者必须贯彻到设计中去的.只要有疏失 
　　或隐患,生产中就极可能发生安全事故,届时埋单的固然是公司,但从道义上从责任上,设 
　　计者都不应该成为肇事者. 
　　5.价格:由于不是外售,用于服务生产,价格不是最重要的,但在诸项指标得以保证的前提 
　　下,低成本将是考验设计者水平高低的一个因素,也是一个坚守职业操守的设计者应该 
　　有意识去努力的. 
　　6.人性化:这是近年来比较流行的一个词语,不仅在机具上,各行各业,社会百科,均如此. 
　　呼声越多越高,一方面表明社会或行业人性化不足,另一方面昭示着人性化之重要性和时 
　　代意义.与时俱进的设计者,不应当逆势而为,事实上,设计时多点设身处地考虑,多点人文 
　　关怀,多点思考和投入,这不会是一个问题. 

　　四.设计观
　　 既然是一种观念,当然是因人而异,主要和设计者人生观/受教育程度/工作环境和背景/再 
　　学习意识等有关.散漫/消极/悲观,反映在设计上,往往是随便/凑和或者乱七八糟;积极/进取/乐观, 
　　则设计多具有新意/活力/严谨.认知程度高的,可能设计重于理论,有细致/可靠/技术含量高特点, 
　　认知程度低的,则经验成分占优势,设计倾向粗糙/实用/简约.待遇福利差,上司是外行,混日子同事 
　　多…处身其中,可想而知,设计者即使有心,也是难以做真正意义上的设计;如果是在研究院里,设计 
　　是一项责任和使命,有动力和压力,还可能是种乐趣,特别是当有新专利问世时.学习意识强,设计 
　　就会不断推陈出新,反之,则固守陈规流于俗套. 
　　 什么样的设计观值得推崇?这不是只言片语可以论述的,但工厂设计观,大致上可总结为: 
　　1.以人为本,使用维修保养等,应处处考虑到人,设身处地,贯以责任心和使命感,设计人性化/经济 
　　/环保/低耗... 
　　2.简约实用,这不是空洞口号或功能打折,是在满足性能前提下,提高机具性价比可用性优化度; 
　　能体现设计者水平和技巧差异的指标,这应该是最重要的一个. 
　　3.严谨细致,设计不是公关,更非儿戏,无论案子巨细多少,设计者均应保持这样一个态度,没有任何 
　　借口和理由,如果缺乏,请重视和培养,如果鄙视,请转行或下岗J 
　　4.经验为主理论为辅,和学术设计专利设计不同,工厂机具设计更多的是经验设计,因此,在日常 
　　工作和设计实践中,应该注意积累经验和善用经验,当然,理论力量仍然强大,所有经验几乎都为理 
　　论制约,强调注重经验,是为了减少或直接跳过理论分析和验证罢了. 
　　 更多内容,请参考<我的机械设计观>.