機械裝配過程自動化之我見

李濤（沈陽機床股份有限公司，遼寧沈陽　110142）

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機械裝配過程自動化之我見

李濤
（沈陽機床股份有限公司，遼寧沈陽110142）

【摘 要】機械制造業是制造業的核心，而裝配是機械制造過程的最后環節。機械裝配的自動化合理性更是核心中的重點，對產品的成本和生產效率有著重要影響。機械裝配是按照設計的技術要求實現機械零件或部件的連接并把機械零件或部件組合成機器，研究和發展新的裝配技術實現裝配過程的自動化已成為現代工業生產中迫切需要解決的一個重要問題。

【關鍵詞】機械裝配自動化

裝配過程是農業機械、動力機械、運輸機械和礦山機械等機械產品制造過程中必不可少的環節，包括機器裝配、調整、檢驗和試驗等工作。人工操作的裝配是一個勞動密集型的過程，既使是全部合格的零件如果裝配不當也不能形成質量合格的產品。勞動量在產品制造總勞動量中占有相當高的比例，當勞動量過多時容易造成零件或部件進行配合和連接不當。隨著先進制造技術的應用，提高裝配效率是制造工業中急需解決的關鍵問題。常用的裝配工藝有：清洗、平衡、螺紋聯接、過盈配合聯接、校正等，如果仍舊采用人工裝配的方式制造零件勞動量的下降速度比裝配勞動量下降速度快得多。機械裝配是機械制造中決定機械產品質量的重要工藝過程，大幅度提高裝配質量和整理裝配生產效率是機械制造工程的一項重要任務。

1　機械裝配過程自動化概括

（1）在機械加工自動化程度不斷得到提高的情況下，國民經濟如冶金設備、化工設備和工作母機等設備的部門的機械裝配就是其中的核心。自動化裝配具備裝配效率高，保證裝配質量和使用性能的優點。使產品生產成本下降，并且可以滿足各種不同產品結構的需要。自動裝配過程一般在流水線上進行，根據規定的技術要求使之成為半成品或成品。采用各種機械化裝置來完成勞動量最大和最繁重的工作，是機器制造過程中最后一個環節。降低工人的勞動強度，為人們的生產生活帶來了很多便利。不會因工人疲勞、疏忽、情緒、技術不熟練等因素的影響而造成產品質量缺陷或不穩定，更加趨向于微型化、虛擬化和智能化。

（2）自動化裝配所占用的生產面積比手工裝配完成同樣生產任務的工作面積要小得多，在機械設計制造裝配領域掀起了一股以發展自動化為主流的熱潮。隨著科學技術的發展和進步，在電子、化學、宇航、國防等行業也在不斷地發展進步。通過規劃虛擬零件運動路徑，檢驗和試驗許多裝配操作過程。研究虛實裝配方式、運動路徑規劃、裝配中碰撞檢測和力反饋輸出，通過搬送、聯接、調整、檢查等操作把具有一定幾何形狀的物體組合到一起。在控制理論的指導下，由可以自由編程的機器人作為裝配機械。對生產的物流和人的作用進行綜合的研究，使這種系統能夠適應生產的變化。關注電子學、電子計算機技術、零件檢測和機床裝料自動化，應用現代的計劃方法和控制手段。

（3）隨著時代的發展，在機械制造業CNC，FMC，FMS的出現逐步取代了傳統的制造裝配技術。通過快速、準確地實現虛實物體間碰撞檢測和力反饋輸出，到達人類難以進入或非常危險的區域。機械設計制造的自動化發展導致自動化裝配不僅可以將若干部件和另外一些零件裝配成完整的產品，具備高度自動化的加工能力。而且可以對重要的部件裝配完成后進行測試，保障生產安全。現代自動化技術在機械裝配中的應用就是涉及到機械技術、微電子技術、自動控制理論和計算機技術等，整個產品生產裝配過程中各個階段的工藝的和組織的因素都匯集到一起。研制高效的和可靠的自動化生產線、計算機應用于生產的信息系統和自動化控制系統，本著實用可靠而又能適應產品的發展的原則進行自動化裝配。

2　機械裝配過程自動化的意義

在現代化生產中廣泛地使用裝配機械，注重配套發展機械自動化技術。裝配機械是一種特殊的機械，需用項目的基礎工作和從實際出發的推廣應用工作。區別于通常用于加工的各種機床，廣泛采用程序數控機床。其為特定的產品而設計制造并具有較高的開發成本，需配套發展自動化元件及控制系統。最初的裝配機械在使用中只有很少或完全不具有柔性，缺少可編程控制器、微處理機、各種傳感器、新型刀具、控制系統及系統軟件、電子計算機等。因此，機械裝配過程自動化的發展具有至關重要的意義。

（1）結合生產實際發展機械自動化技術，保證工作的一致性和穩定性。先進裝配技術的全部真諦在于扎扎實實地抓好自動化技術應用，因為人工操作已經不能與當前的社會經濟條件相適應。發展機械自動化技術應以企業的生產和技術發展的實際需要及具體條件為導向，通過虛擬構造虛實零件碰撞點和區域來定義碰撞檢測，對合適的產品采用與之相適應的自動化方式進行生產。統計分析一些典型產品的裝配時間占總生產時間的一半左右，設計裝配方案必須盡可能壓縮人工操作這部分時間。

（2）我國發展機械自動化技術有助于取得良好的技術經濟效益和社會經濟效益。裝配效率的提高對產品生產效率的提高具有重要的意義。自動化的裝配系統用于中小批量生產還是近幾年的事，相對于加工技術而言裝配技術落后許多年。這種裝配系統一般都除了機器人以外其他部分也要能夠改裝和調整，在發展現代機械自動化技術時實現虛擬零件坐標采集和力反饋輸出。此外，對于裝配系統來說具有柔性的外圍設備，都將是今后機械自動化的主要技術基礎。具有結合實際為大批量生產而設計的，注重實用，對國民經濟產生實際效益的裝配技術的自動化。

（3）我國機械裝配業各企業有大量的通用設備，發展低成本自動化技術，具備準確判斷、靈巧操作且潛力大，前景廣的優點。裝配是一項復雜的生產過程，但機械裝配過程自動化投資省，見效快，并具有事半功倍的經濟效果。加工技術的現代化適合我國現階段的發展需要和國情，具有一定通用性。充分發揮計算機自動化管理的優勢和人的創造性，采用適當的自動化程度。發展機械自動化技術，共同構成一個以人為中心、以信息自動化為先導、樹立自主的單元化生產系統，大幅度提高裝配質量和整理裝配生產效率。趨向于微型化、虛擬化和智能化的機械裝配自動化符合我國國情的機械自動化技術發展應用新途徑，已成為現代生產的重點環節。

參考文獻：

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［2］樓佩煌.機械制造自動化［M］.東南大學出版社，2015（9）.

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