1.自動機械的工作流程
在熟悉自動機械的基本結構組成之后，接下來就要了解它是如何工作的，即了解它們的典型工作流程。自動機械各部分的機構是按一定的流程進行工作的，理解它們的工作流程對于深入認識自動機械的結構規律非常有幫助。以典型的自動化裝配為例，可以將自動化專機（或自動生產線）的工作流程分為以下幾個環節。

1.1輸送與自動上料

輸送與自動上料操作就是在具體的工藝操作之前，將需要被工序操作的對象（零件、部件、半成品）從其他地方移送到進行工序操作的位置。上述被工序操作的對象通常統稱為工件，進行工序操作的位置通常都有相應的定位夾具對工件進行準確的定位。輸送通常用于自動化生產線，組成自動化生產線的各種專機按一定的工藝流程各自完成特定的工序操作，工件必須在各臺專機之間順序流動，一臺專機完成工序操作后要將半成品自動傳送到下一臺相鄰的專機進行新的工序操作。

1.2分隔與換向

分隔與換向屬于一種輔助操作。以自動化裝配為例，通常一個工作循環只裝配一套工件，而在工件各自的輸送裝置中工件經常是連續排列的，為了實現每次只放行一個工件到裝配位置，需要將連續排列的工件進行分隔，因此經常需要分料機構，例如采用振盤自動送料的螺釘就需要這樣處理。換向也是在某些情況下需要的輔助操作，例如：當在同一臺專機上需要在工件的多個方向重復進行工序操作時，就需要每完成一處操作再通過定位夾具對工件進行一次換向。當需要在工件圓周方向進行連續工序操作時，就需要邊進行工序操作邊通過定位夾具對工件進行連續回轉，例如回轉類工件沿圓周方向的環縫焊接就需要這樣處理。某些換向動作是在工序操作之前進行，某些則在工序操作之后進行，而某些情況下則與工序操作同時進行。

1.3定位與夾緊

當工件經過前面所述的輸送、可能需要的分隔與換向、自動上料而到達工序操作位置后，在正式工序操作之前，還要考慮以下問題：·如何保證每次工作循環中工件的位置始終是確定而準確的？·工件在具體的工序操作過程中能保持固定的位置不會移動嗎？上述問題實際上就是在任何加工、裝配等操作過程中都需要考慮的兩個問題：定位與夾緊。為了使工件在每一次工序操作過程中都具有確定的、準確的位置，保證操作的精度，必須通過定位夾具來保證，定位夾具可以保證每次操作時工件位置的一致性，實際上通常都是將工件最后移送到定位夾具內實現對工件的定位。在某些工序操作過程中可能產生一定的附加力作用在工件上，這種附加力有可能改變工件的位置和狀態，所以在工序操作之前必須對工件進行自動夾緊，保證工件在固定狀態下進行操作。因此在很多情況下都需要在定位夾具附近設計專門的自動夾緊機構，在工序操作之前先對工件進行可靠的夾緊。

1.4工序操作

工序操作就是完成自動化專機的核心功能，前面講述的所有輔助環節都是為工序操作進行的準備工作，都是為具體的工序操作服務而設計的。

工序操作的內容非常廣泛，例如機械加工、裝配、檢測、標示、灌裝等，僅裝配的工藝方法就有許多，例如螺釘螺母連接、焊接、鉚接、粘接、彈性連接等。這些工序操作都是采用特定的工藝方法、工具、材料，每一種類型的工藝操作也對應著一種特定的結構模塊。

1.5卸料

完成工序操作后，必須將完成工序操作后的工件移出定位夾具，以便進行下一個工作循環。卸料的方法多種多樣：例如在自動沖壓加工操作中，依靠工件的自重使工件自動落入沖壓模具下方的容器內，對于材料厚度及質量極小的沖壓件，通常采用壓縮空氣噴嘴將其從模具中吹落。在一些小型工件的裝配中，經常采用氣缸將完成工序操作后的工件推入一個傾斜的滑槽，讓工件在重力的作用下滑落。對于一些不允許相互碰撞的工件經常采用機械手將工件取下。還有一些工序操作直接在輸送線上進行，通過輸送線直接將工件往前輸送。

2.自動化生產線設計制造流程

由于自動化生產線包括各種各樣的自動化專機，所以自動化生產線的設計制造過程比自動化專機更復雜。下面以典型的自動化裝配檢測生產線為例，說明其設計制造流程。目前國內從事自動化裝備行業的相關企業通常是按以下步驟進行的：

（1）總體方案設計

設計時要考慮既要實現產品的裝配工藝，滿足要求的生產節拍，同時還要考慮輸送系，統與各專機之間在結構與控制方面的銜接，通過工序與節拍優化，使生產線的結構最簡單、效率最高，獲得最佳的性價比。因此總體方案設計的質量至關重要，需要在對產品的裝配工藝流程進行充分研究的基礎上進行。①對產品的結構、使用功能及性能、裝配工藝要求、工件的姿態方向、工藝方法、工藝流程、要求的生產節拍、生產線布置場地要求等進行深入研究，必要時可能對產品的原工藝流程進行調整。②確定各工序的先后次序、工藝方法、各專機節拍時間、各專機占用空間尺寸、輸送線方式及主要尺寸、工件在輸送線上的分隔與擋停、工件的換向與變位等。

（2）總體設計方案評審

組織專家對總體方案設計進行評審，發現總體方案設計中可能的缺陷或錯誤，避免造成更大的損失。

（3）詳細設計

總體方案確定后就可以進行詳細設計了。詳細設計階段包括機械結構設計和電氣控制系統設計。

①機械結構設計

詳細設計階段耗時最長、工作量最大的工作為機械結構設計，包括各專機結構設計和輸送系統設計。設計圖紙包括裝配圖、部件圖、零件圖、氣動回路圖、氣動系統動作步驟圖、標準件清單、外購件清單、機加工件清單等。由于目前自動機械行業產業分工高度專業化，因此在機械結構設計方面，通常并不是全部的結構都自行設計制造，例如輸送線經常采用整體外包的方式，委托專門生產輸送線的企業設計制造，部分特殊的專用設備也直接向專業制造商訂購，然后進行系統集成，這樣可以充分發揮企業的核心優勢和競爭力。從這種意義上講，自動化生產線設計實際上是一項對各種工藝技術及裝備產品的系統集成工作，核心技術就是系統集成技術，可見總體方案設計在自動機械設計制造過程中的重要性。

②電氣控制系統設計

電氣控制系統設計的主要工作為：根據機械結構的工作過程及要求，設計各種位置用于工件或機構檢測的傳感器分布方案、電氣原理圖、接線圖、輸入輸出信號地址分配圖、PLC控制程序、電氣元件及材料外購清單等，控制系統設計人員必須充分理解機械結構設計人員的設計意圖，并對控制對象的工作過程有詳細的了解。

（4）設計圖紙評審

詳細設計完成后，必須組織專家對詳細設計方案及圖紙進行評審，對于發現的缺陷及錯誤及時進行修改完善。

（5）專用設備及元器件訂購、機加工件加工制造

由于目前產業分工高度專業化，在自動機械行業，大量的專用設備、元器件、結構部件都已經由相關的企業專門制造生產，設計階段完成后馬上就要進行各種專用設備、元器件的訂購及機加工件的加工制造，二者是同步進行的。

由于基礎部件制造商都逐步將制造廠移近市場地區，許多國外的部件制造商都先后在國內開辦生產廠，因此自動機械元器件的訂購周期已經逐步縮短，方便了自動機械制造企業進一步縮短制造周期。

（6）裝配與調試

在完成各種專用設備、元器件的訂購及機加工件的加工制造后，就可以進入設備的裝配調試階段了，一般由機械結構與電氣控制兩方面的設計人員及技術工人共同進行。在裝配與調試過程中，既要解決各種有關機械結構裝配位置方面的問題，包括各種位置調整，又要進行各種傳感器的調整與控制程序的試驗、修改。

（7）試運行并對局部存在的問題進行改進、完善

由于種種原因，通常許多問題只有通過運行才能暴露出來，因此，試運行是非常重要的環節，只有將問題暴露后才能找出方法去解決，甚至包括設計上的錯誤。需要在積累經驗的基礎上逐步提高設計水平，減少設計缺陷或錯誤。更好的作法是在設計階段就利用相關的設計軟件對所設計方案或程序進行模擬，及早發現問題，而不要全部依賴在設備裝配調試時才發現問題，進行事后修改。

（8）編寫技術資料

技術資料的整理是保證設備使用方能夠正確掌握機器性能并用好設備的重要條件，資料的完整性也體現了企業的素質和服務水平，一項優秀的設計與服務同時還包括了完整的技術資料。需要編寫的技術資料包括設備使用說明書、圖紙、培訓資料等。

（9）試生產、技術培訓

有些問題可能在試運行過程中仍然難以暴露出來，因此在實際生產過程中仍然可能有問題出現，此類問題通常既可能是設備或部件的可靠性問題，也可能包括設計上的小缺陷。設備移交后還要對使用方人員進行必要的技術培訓，使其不僅能夠熟練地使用設備，還能夠對一般的故障進行檢查和排除。

（10）雙方按合同組織驗收

雙方按合同組織驗收是整個項目合作的最后環節。

3.自動化專機設計制造流程

由于自動化專機的設計制造都已經包含在自動化生產線的設計制造過程中，所以自動化專機的設計制造過程較自動化生產線簡單，通常按以下步驟進行：

（1）產品研究

對產品的結構、使用功能、性能、裝配工藝要求、要求的生產節拍等進行深入研究，對相關的工藝方法進行研究，最終確定一種合適的工藝操作方法。

（2）總體方案設計

總體方案包括：確定工件的輸送、上料、卸料方法與機構；確定工件的定位夾具及可能需要的夾緊機構；驅動元件、傳動系統；節拍時間；傳感器與控制方法等。

（3）總體方案設計評審

發現總體方案設計中可能的缺陷或錯誤。

（4）詳細設計

包括機械結構設計與電氣控制系統設計。機械結構設計包括總裝配圖、零件圖、外購件清單、標準件清單、機加工件清單、氣動原理圖、氣缸動作步驟圖等。

（5）設計圖紙評審

（6）外購件訂購、機加工件加工

（7）裝配、調試

（8）機器試運行，對可能存在的問題進行改進、完善

（9）機器及技術資料驗收移交