淺談機(jī)械裝配過程中的自動(dòng)化

張建博　施克輝　杜克宇

摘　要：在日常生產(chǎn)中，裝配環(huán)節(jié)是機(jī)械制造過程中至關(guān)重要的一環(huán)。人工操作的裝配過程是一個(gè)勞動(dòng)密集型的過程，生產(chǎn)率代表工人執(zhí)行某一具體操作所花費(fèi)時(shí)間與數(shù)量的比值，其勞動(dòng)量在產(chǎn)品制造總勞動(dòng)量中占有中流砥柱的作用。隨著先進(jìn)制造技術(shù)走上生產(chǎn)線，制造零件勞動(dòng)量的下降速度遠(yuǎn)超裝配勞動(dòng)量下降速度，如果生產(chǎn)方式上不做出改進(jìn)，必將落后于其他先進(jìn)技術(shù)的工廠。有人曾經(jīng)做過統(tǒng)計(jì)，一些典型產(chǎn)品的裝配時(shí)間占總生產(chǎn)時(shí)間的一半以上，是花費(fèi)Z多的生產(chǎn)過程，因此提高裝配效率是制造工業(yè)中急需解決的關(guān)鍵問題之一。

關(guān)鍵詞：裝配；自動(dòng)化；優(yōu)點(diǎn)

0　引言

近十年來，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們更加廣泛地使用和推廣，自動(dòng)化漸漸在整個(gè)機(jī)械制造行業(yè)普及開來，大多數(shù)工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)朝著全自動(dòng)的方向更新更快地發(fā)展。但是，我國(guó)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)起步相對(duì)晚一些，相對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家存在一定差距。我們所說的裝配，就是通過搬送、聯(lián)接、調(diào)整、檢查等操作把具有一定形狀的物體拼裝到一起，在裝配過程，整個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)過程中各個(gè)階段的工藝和組織的因素都匯集到一起。由于機(jī)械裝配在現(xiàn)代化生產(chǎn)中廣泛地使用，因而裝配機(jī)械特別是自動(dòng)化裝配機(jī)械得到前所未有的發(fā)展。

1　機(jī)械裝配自動(dòng)化的發(fā)展

1.1 發(fā)展機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)首先要結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際

所有先進(jìn)生產(chǎn)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主旨。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)該結(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。

1.2 發(fā)展投資少、見效快的低成本自動(dòng)化技術(shù)

低成本自動(dòng)化技術(shù)相比于高成本，具有潛力大，前景廣，投資省，見效快的優(yōu)點(diǎn)，所以提高自動(dòng)化程度，可以收到事半功倍的經(jīng)濟(jì)效果，這恰恰適合我國(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，添加一小部分的數(shù)控設(shè)備，引入了CAD/CAM技術(shù)，就能有力的發(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、以自動(dòng)化為先導(dǎo)、樹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)用新道路。

1.3 配套發(fā)展機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)

現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)中已經(jīng)開始應(yīng)用新材料開發(fā)技術(shù)、感應(yīng)技術(shù)、信息管理技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及自動(dòng)化技術(shù)等多種技術(shù)，而且貫穿整個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)過程，因此配套性很強(qiáng)。機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)在產(chǎn)品的整個(gè)生命周期中都發(fā)揮著極其重要的作用，機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)在產(chǎn)品 生命周期中需要高效整合傳統(tǒng)的生產(chǎn)過程，如何在產(chǎn)品生產(chǎn)中應(yīng)用科 學(xué)技術(shù)是提高制造技術(shù)水平的重中之重。發(fā)展機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)，必須主要地關(guān)注電子學(xué)、電子計(jì)算機(jī)技術(shù)、零件檢測(cè)和機(jī)床裝料自動(dòng)化，廣泛采用程序數(shù)控機(jī)床，以及研制高效的和可靠的自動(dòng)化生產(chǎn)線、計(jì)算機(jī)應(yīng)用于生產(chǎn)的信息系統(tǒng)和自動(dòng)化控制系統(tǒng)等。發(fā)展應(yīng)用機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)，要扎扎實(shí)實(shí)地抓好自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用項(xiàng)目的基礎(chǔ)工作和從實(shí)際出發(fā)的推廣應(yīng)用工作，既要發(fā)展主機(jī)，也要配套發(fā)展自動(dòng)化元件及控制系統(tǒng)?？删幊炭刂破?、微處理機(jī)、各種傳感器、新型刀具、控制系統(tǒng)及系統(tǒng)軟件、電子計(jì)算機(jī)等，這些都將是今后機(jī)械自動(dòng)化的主要技術(shù)基礎(chǔ)。

2　自動(dòng)化裝配所具備優(yōu)點(diǎn)

，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)裝配大部分過程在流水線上進(jìn)行，采用各種機(jī)械化設(shè)備來完成勞動(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。

3　裝配自動(dòng)化的應(yīng)用

裝配機(jī)械不同于?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，具有較高的開發(fā)成本，而在使用中只有很少的具有柔性，所以Z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)用于中小批量生產(chǎn)還是Z近幾年的事。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。

4　結(jié)語

機(jī)械自動(dòng)化在機(jī)械制造工業(yè)中占據(jù)著無可替代的地位，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)械制造過程的Z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。

來源：《藝術(shù)科技》