一、作品提出的背景及目的

近年来，“招工难”、“用工贵”背后凸显的中国制造业“人口红利”弱化的残酷现实，劳动力供求关系正从过去的“买方市场”逐步转为“卖方市场”，结构性短缺问题日益显现。“机器换人”已经是制造业企业想要进一步发展的必然趋势，“机器换人”成为越来越多企业转型升级的共识。

针对一款市场用量大的记号笔，设计并研制一条自动化生产线用于笔帽的组装，有效降低产品用工成本，提高产品生产的效率及合格率，大大加强产品生产中的可控性。

本作品针对的记号笔的笔帽产品由2个配件组成。

针对该产品，企业在传统的制造生产中，采用的生产模式是以单件流水线人工组装的模式进行，这种生产线模式的最大缺点是通常会在工序间积压大量半制成品，需要大量的周转容器和场地，需要的劳动力多，且工序繁复且生产环节多，效率低下，成本高。

二、作品的主要结构

作品的组成，主要包括下列机构：

1.伺服电机

2.床身

3.立柱

4.传动系统

5.曲轴与连杆

6.垂直导轨和滑块

7.旋转进料系统

8.振动选料系统

9.输送装置

10.防护装置

三、作品设计的技术原理

作品的设计从冲压生产得到启发，将冲床的工作原理引入到组装设备的自动化中。其主要原理是，装配时通过带传动将动力传递到装在立柱上的曲轴，曲轴带动连杆使滑块上下运动进行压盖工作。
四、作品的创新点

1.作品整体创新

本产品打破传统的生产模式，设计了一条自动化加工设备，专门针对记号笔的笔帽自动装配，解决了传统手工操作流水线作业效率低和成本高、消耗劳力大的问题。而且可实现不同形状及尺寸产品的组装，即实现产品的系列化生产，达到了适用范围广的目的。

2.作品创新了结构设计

（1）进料系统采用旋转进料系统，相当于自动冲压生产中的送料机构，由上下两层分别以圆周运动方式对2个配件进行送料，同时包括作定位的外圈及作支承的垫板。轮盘上设计有12个U形槽，具有对零件的定位功能，通过伺服电机驱动做恒速回转运动，且转速可调整。

（2）将冲床的工作原理灵活有效的运用到智能自动化设备上，拓宽了冲压原理的内涵。

本作品项目研究的自动化生产设备，其按压机构从冲床原理中得到启发，把按压机构设计成一台微型冲床，但与五金冲压的冲床结构不同的是，采用了偏心轮机构代替曲轴，结构的刚性更好，装配时通过带传动将动力传递到装在立柱上的偏心轮，偏心轮带动连杆使滑块上下运动进行两个零件的压装工作，拓宽了冲压原理的应用范围。

五、作品的效果

1. 实现了从产品的输送到装配全部由一台机床独立完成，是一种高效率、高自动、高精度、低能耗的自动化生产模式。且产品的安装误差可控制在0.05毫米之内，可将盖子的使用寿命延长，安装废品率低，控制在千分之一以内。

2. 本生产线可代替60人（20人三班倒）流水线作业，按珠三角装配工月3000元计算，每年共为企业节约216万元。