現(xiàn)代化機(jī)械裝配自動(dòng)化的應(yīng)用與發(fā)展

韓東旭

摘 要：裝配自動(dòng)化是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程及自動(dòng)化的重要組成部分，其意義在于提高生產(chǎn)效率、降低成本、保證產(chǎn)品質(zhì)量，尤其在減輕或取代特殊條件下的人工裝配勞動(dòng)效果極為突出。于加工技術(shù)而言，我國(guó)裝配技術(shù)較為落后，裝配工藝已成為現(xiàn)代生產(chǎn)的薄弱環(huán)節(jié)。因此，實(shí)現(xiàn)裝配過(guò)程自動(dòng)化越來(lái)越成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中迫切需要解決的一個(gè)重要問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代化機(jī)械裝配；自動(dòng)化；概況

工業(yè)是國(guó)家發(fā)展的主要支柱之一，工業(yè)的發(fā)展和繁榮直接關(guān)系到國(guó)民經(jīng)濟(jì)、國(guó)家建設(shè)等的發(fā)揮狀態(tài)和進(jìn)步。而隨著現(xiàn)代化生產(chǎn)的到來(lái)，工業(yè)生產(chǎn)裝配機(jī)械化、自動(dòng)化甚至智能化的到來(lái)，給我國(guó)生產(chǎn)制造帶來(lái)巨大的變化。機(jī)械裝配在制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中占據(jù)著不可忽視的地位，無(wú)論重工產(chǎn)業(yè)還是中、輕工、其他制造類的產(chǎn)業(yè)對(duì)機(jī)械裝配的自動(dòng)化應(yīng)用和發(fā)展就優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、提高裝配效率，進(jìn)而提升產(chǎn)業(yè)效益等方面具有十分明顯的優(yōu)勢(shì)和不可估量?jī)r(jià)值。因而，隨著這些年我國(guó)的大力發(fā)展和投資建設(shè)，我國(guó)的現(xiàn)代化機(jī)械裝配的自動(dòng)化水平顯著提高，對(duì)于我國(guó)的建設(shè)和發(fā)展具有很大的推動(dòng)作用。在現(xiàn)代機(jī)械化的生產(chǎn)制造過(guò)程中，機(jī)械裝配自動(dòng)化具有十分顯著的優(yōu)勢(shì)。

1 現(xiàn)代化機(jī)械裝配自動(dòng)化的概況

現(xiàn)代化機(jī)械裝配簡(jiǎn)單地講就是在現(xiàn)代化的機(jī)械生產(chǎn)制造的基礎(chǔ)上，對(duì)產(chǎn)品的自動(dòng)加工過(guò)程，而整個(gè)加工工藝流程貫穿整個(gè)產(chǎn)品的從零部件到產(chǎn)品成型的全程。所以每一部分的裝配都是其中的一部分，就目前而言，產(chǎn)品的裝配過(guò)程仍離不開(kāi)人工。機(jī)械裝配的自動(dòng)化技術(shù)雖然廣泛應(yīng)用于各個(gè)產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程，但也只是實(shí)現(xiàn)局部裝配的自動(dòng)化。目前世界上最為先進(jìn)的裝配工藝的確可以實(shí)現(xiàn)某些產(chǎn)品裝配的全程機(jī)械化和自動(dòng)化，只需要極少數(shù)的工作人員進(jìn)行相關(guān)的監(jiān)測(cè)和管理。

目前大多數(shù)的企業(yè)生產(chǎn)都實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化，以機(jī)械代替人工或者人工控制機(jī)械進(jìn)行生產(chǎn)和裝配。多數(shù)的企業(yè)在產(chǎn)品裝配工藝過(guò)程中，大都可以實(shí)現(xiàn)部分裝配的自動(dòng)化，就是說(shuō)使用機(jī)械進(jìn)行正確、合理地安裝。這不僅是技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀，也是零部件配合安裝的現(xiàn)實(shí)局限，因?yàn)橛行┚芘浼仨毴斯そ柚鷥x器去操作和安裝，同時(shí)很多環(huán)節(jié)也需要人工去檢驗(yàn)、校核和調(diào)整產(chǎn)品的裝配狀況。所以，現(xiàn)代化機(jī)械裝配自動(dòng)化并不是所有產(chǎn)品裝配過(guò)程全程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化（無(wú)人工參與裝配，是未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)和研究方向），只是就目前的技術(shù)、條件而言，是指實(shí)現(xiàn)大部分裝配流程的機(jī)械化和自動(dòng)化，從而提高人工裝配的生產(chǎn)效率、減少工作人員和勞動(dòng)強(qiáng)度，從而降低生產(chǎn)成本。其優(yōu)點(diǎn)如下：

第一，裝配工作效率高，相同時(shí)間內(nèi)，相比以往生產(chǎn)更多產(chǎn)品，由此提高了生產(chǎn)速率。尤其是在當(dāng)前機(jī)械加工自動(dòng)化程度不斷得到提高的情況下，裝配效率的提升對(duì)產(chǎn)品的生產(chǎn)效率提高具有很重要的意義。

第二，自動(dòng)裝配大部分過(guò)程在流水線上進(jìn)行，采用各種機(jī)械化設(shè)備來(lái)完成勞動(dòng)量大而繁瑣的工作，公認(rèn)的勞動(dòng)強(qiáng)度被大大降低。

第三，機(jī)械一般聽(tīng)命于電腦，不會(huì)疲倦，產(chǎn)品生產(chǎn)中生產(chǎn)效率不會(huì)因工人疲勞、疏忽、情緒、技術(shù)不熟練等因素而受影響。

第四，自動(dòng)化裝配相比于流水線的工人所需要的占地更小，從而節(jié)省空間。

第五，在電子、化學(xué)、宇航、國(guó)防等行業(yè)中，許多裝配操作需要在危險(xiǎn)，高溫，輻射等特殊環(huán)境中進(jìn)行，人類難以進(jìn)入或非常危險(xiǎn)，只有自動(dòng)化裝配才能保障生產(chǎn)安全。從而實(shí)現(xiàn)了安全生產(chǎn)。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，在機(jī)械制造業(yè)，CNC、FMC、FMS的出現(xiàn)逐步取代了傳統(tǒng)的制造技術(shù)，它們不僅具備高度自動(dòng)化的加工能力，而且具有對(duì)加工對(duì)象的靈活性。如果只有加工技術(shù)的現(xiàn)代化，沒(méi)有裝配技術(shù)的自動(dòng)化，F(xiàn)MS就成了自動(dòng)化孤島。裝配自動(dòng)化的意義還在于它是CIMS的重要組成部分。

2 現(xiàn)代化機(jī)械裝配自動(dòng)化的應(yīng)用

裝配機(jī)械不同于其他機(jī)械，它更不同于普通用于加工的各種機(jī)床。裝配機(jī)械是為流水線上特定的產(chǎn)品而設(shè)計(jì)定制的，具有較高的開(kāi)發(fā)成本，而在使用中只有很少的具有柔性，所以最初的裝配機(jī)械只是為大批量生產(chǎn)而設(shè)計(jì)的。自動(dòng)化的裝配系統(tǒng)可用于中小批量生產(chǎn)，這種裝配系統(tǒng)一般都由可以自由編程的機(jī)器人作為裝配機(jī)械。除了機(jī)器人以外，其他部分也要能夠改裝和調(diào)整。此外，還要具有柔性的外圍設(shè)備。例如零件倉(cāng)儲(chǔ)，可調(diào)的輸送設(shè)備，聯(lián)接工具庫(kù)、抓鉗及它們的更換系統(tǒng)。

自動(dòng)化裝配機(jī)械，特別是經(jīng)濟(jì)的和具有一定柔性的自動(dòng)化裝配機(jī)械，被稱為高技術(shù)產(chǎn)品。按其不同的結(jié)構(gòu)方式常被稱為“柔性特種機(jī)械”或“柔性節(jié)拍通道”。較高的運(yùn)轉(zhuǎn)速度和可控的加速度的圓形回轉(zhuǎn)臺(tái)式自動(dòng)化裝配機(jī)受到重視。環(huán)臺(tái)式裝配機(jī)械，無(wú)論是環(huán)內(nèi)操作還是環(huán)外操作或二者兼?zhèn)涞慕Y(jié)構(gòu)，都是很實(shí)用的結(jié)構(gòu)方式。

現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展使得人們能夠?yàn)閺?fù)雜的裝配功能找到解決的方法。盡管如此，全自動(dòng)化的裝配至今仍然只是在有限的范圍是現(xiàn)實(shí)的和經(jīng)濟(jì)的。由于裝配機(jī)械比零件制造機(jī)械具有更強(qiáng)的針對(duì)性，因而裝配機(jī)械的采用更需要深思熟慮，需要做大量的準(zhǔn)備工作，不能簡(jiǎn)單片面地追求自動(dòng)化，而應(yīng)本著實(shí)用可靠而又能適應(yīng)產(chǎn)品的發(fā)展的原則，采用適當(dāng)?shù)淖詣?dòng)化程度，應(yīng)用現(xiàn)代的計(jì)劃方法和控制手段。

3 現(xiàn)代化機(jī)械裝配自動(dòng)化發(fā)展

1、發(fā)展機(jī)械自動(dòng)化配套技術(shù)

現(xiàn)代化機(jī)械裝配自動(dòng)化技術(shù)是指，以機(jī)械控制理論為指導(dǎo)，綜合研究與生產(chǎn)相關(guān)的人流與物流的作用，并涉及計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制體系、微電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)等。這就表明，發(fā)展現(xiàn)代化機(jī)械裝配自動(dòng)化技術(shù)，應(yīng)關(guān)注機(jī)床裝料、零件檢測(cè)、電子學(xué)等方面的自動(dòng)化發(fā)展，并在廣泛選用數(shù)控程序機(jī)床的基礎(chǔ)上，研制出可靠、高效的自動(dòng)化機(jī)械裝配線、自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)與信息系統(tǒng)。此外，發(fā)展機(jī)械裝配自動(dòng)化技術(shù)，需在發(fā)展主機(jī)的前提下，配套發(fā)展與機(jī)械裝配自動(dòng)化相關(guān)的元件，諸如：可編程監(jiān)控器、各種傳感器、微處理機(jī)、新型刀具等。

2、發(fā)展投資少、見(jiàn)效快的低成本自動(dòng)化技術(shù)

發(fā)展低成本自動(dòng)化技術(shù)，潛力大，前景廣，投資省，見(jiàn)效快，提高自動(dòng)化程度，可以收到事半功倍的經(jīng)濟(jì)效果，適合我國(guó)現(xiàn)階段的發(fā)展需要和國(guó)情。我國(guó)機(jī)械裝配業(yè)各企業(yè)有大量的通用設(shè)備，在發(fā)展現(xiàn)代機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)時(shí)，若以原有的設(shè)備為主，合理調(diào)整機(jī)床布局，添加少量的數(shù)控設(shè)備，引入 CAD/CAM 技術(shù)，就能充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)自動(dòng)化管理的優(yōu)勢(shì)和人的創(chuàng)造性，共同構(gòu)成一個(gè)以人為中心、以信息自動(dòng)化為先導(dǎo)、樹(shù)立自主的單元化生產(chǎn)系統(tǒng)，為我國(guó)機(jī)械裝配業(yè)自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展應(yīng)用提供了一條投資少、見(jiàn)效快、效益高、符合我國(guó)國(guó)情的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展應(yīng)用新途徑。

3、結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際發(fā)展機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)

先進(jìn)裝配技術(shù)的全部真諦在于應(yīng)用。發(fā)展機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)，應(yīng)以企業(yè)的生產(chǎn)和技術(shù)發(fā)展的實(shí)際需要及具體條件為導(dǎo)向。只有對(duì)合適的產(chǎn)品采用與之相適應(yīng)的自動(dòng)化方式進(jìn)行生產(chǎn)，才能收到良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。我國(guó)發(fā)展機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)，應(yīng)結(jié)合實(shí)際，注重實(shí)用，即對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生實(shí)際效益。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，機(jī)械自動(dòng)化在機(jī)械制造工業(yè)中占據(jù)著無(wú)可替代的地位，是影響機(jī)械制造工業(yè)的整體發(fā)展水平的主要因素。機(jī)械自動(dòng)化不僅可以推動(dòng)社會(huì)總體經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，還可以促進(jìn)我國(guó)綜合實(shí)力的穩(wěn)步提高。機(jī)械制造業(yè)是制造業(yè)的核心，而裝配是機(jī)械制造過(guò)程的最后環(huán)節(jié).機(jī)械裝配的自動(dòng)化合理性更是核心中的重點(diǎn)，對(duì)產(chǎn)品的成本和生產(chǎn)效率有著重要影響，自動(dòng)化裝配的實(shí)現(xiàn)將使我國(guó)生產(chǎn)力進(jìn)一步提升。

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