機電一體化工藝設備創新探析

鄒玉波 遼陽職業技術學院

機電一體化工藝設備創新探析

鄒玉波 遼陽職業技術學院

機械行業的發展基礎是機械設備的研發，為了讓機械行業獲得更好的發展，需要機械產品以滿足市場需求為基礎，以實際需求為導向。機械研究的一個主要方面就是機械自動化，但它對于機械研究人員提出了很高的要求，因為在某個程度上講，它同整個機械系統的完整性是相互關聯的，同時，為了促進自動化機械設備設計和制造的發展，機械研究人員在機械設計和制造方面，不僅需要從多角度的研究機械知識，還要在與之相關的其他領域做出研究，然后通過在其他領域所學到知識與機械設計研發與制造方面相結合，從而達到創新的目的。

機電一體化 機械自動化 創新

機械制造及其自動化技術在我國制造業快速發展的背景下，迎來了發展的新時機，機械制造及其自動化正在實現向智能化、高效化過渡，改變依賴于人工的傳統方式。為了改變機械制造技術的單一局面，推動其多元化發展，我們利用新技術讓機械制造自動化技術能夠與微電子技術、自動化技術和過程控制技術逐漸融合，逐步形成并發揮智能化機械制造技術的優勢，同時加快機械行業的發展速度，擴大在整個機械行業的影響力。

1 自動化機械設備發展歷程和研發分析

1.1 發展歷程

機械化自動技術首先應用在上個世紀二十年代的機械制造加工的大批量生產中。可變性自動化生產技術一直到六十年代才逐漸出現，也慢慢適應了市場需求量和變化，使得機械制造業面對市場的反應能力逐步增強。機械化自動技術在制造系統基本不變時，生產過程自動實現預先設定的操作，同時零件的制造可以自動轉變。

到目前為止，我國的機械自動化水準還只是位于操作階段，和發達國家相比存在的差異還非常大。所以，我國引進國外先進技術的過程必定是循序漸進的。我們要從基本國情出發，以吸收、消化國際自動化技術理論為基石，不斷改革，不斷發揮創新能力，形成一套屬于中國的機械制造自動化技術理論，同時應用到實踐當中來推動其技術的迅速發展。

1.2 研發分析

（1）設計方面

在設計研發自動化機械設備的時候，首先要從實際情況出發，然后把大體的工作范圍規劃出來后就可以提出申請。得到批準便開始把包括施工人員、技術、成本等方面的規劃做出進一步細化。設計方面的工作都做好了以后還要提交二次計劃，并且在經過批準以后劃分板塊。部門之間的工作分配也要合理，工作人員各司其職，才能加快部門的高效運轉。

（2）制造方面

整體項目規劃完成以后，就需要發揮加工部門加工工藝的作用。施工前要做好同各個部門之間的溝通工作，了解圖紙的詳細內容，盡可能避免在加工的時候出現差錯。設計部門要把圖紙上的數據標清楚，同時保證尺寸精確數據無誤，對加工的整個制作流程嚴格監督管理，確保一切順利進行。

（3）交付方面

機械設備的外觀應在設備完工后由設計人員做好檢查和驗收工作，檢驗合格便能繼續進行調試，最后運行設備，同時留意運行的狀況。設備的性能和安全都符合標準，同時完成了交付工作，設備就能正式使用了。

當然，在使用機械設備時還要做定期養護和檢查機械設備的運行狀態，就要及時登記及時維修。

2 自動化生產線工藝設備的創新設計

現如今只有很少一部分大型制造企業自動化程度還比較高，雖然這項技術促進了生產線的高效運轉，但是需要的投入比較多，場地和設備多，有時候會造成浪費，維修過程也相對復雜。部分企業使用比較落后的手工操作進行生產，存在生產效率低、安全隱患多、操作人員分配不合理等不足，勞動強度大，會浪費大量的人力資源。

以板材沖壓生產線為例，一種重要的金屬材料塑性加工方法：板材沖壓成形法，被廣泛應用到航天航空、汽車工業等領悟，其技術水平直接影響企業的成本和研發周期。

2.1 滿足工作空間布局約束的伸縮機械手

狹義的伸縮臂是一種裝在挖掘機上、通過伸縮組的作用使之能夠靈活伸出和縮回的工作裝置，同時工作半徑還擴大了，這就是做傳統伸縮臂。雖然它在理論上能用于組合形式的機械手上，但是它所占空間過大，也超出了標準重量，所以設備的穩定性因此收到影響。

這種能夠最大程度節省空間的氣動式折疊伸縮臂，相對伸縮臂來說，可以成倍縮小所需空間，而且它在機械手整體滑移的時候，處在緊縮狀態，所以有著很強的穩定性（如圖1所示）。

圖1: 3D模擬機械手工作空間

2.2 基于產品質量考慮的板料分離方法

在沖壓生產線中，板材表面附有油膜，并且經常會使板材粘在一起，另外由于手工操作沒有專門的拆垛過程，所以手工操作者在取料時完全只能憑手感。如果把雙層板材或者多層板材送入到模具內，可能會對模具造成一定程度上的損壞，隨之而來的是昂貴的維修費，生產也被耽誤了。

這種基于雙料檢測的板料分離方法，料垛預先進行獨立吹氣處理，采用分為動吸盤和靜吸盤的端拾器微變形模式，同時安裝了厚度傳感器，可以對板料厚度進行檢測，只有在單張厚度的情況下才進行送料處理，多張厚度則需要重新抓取。

2.3 柔性生產線中的“積木式”組合設備

柔性生產線的靈活性和“積木式”的組合形式，可以有效的縮短產品變形過程中耗費的時間，從而解決因市場訂單品種多、中小批量導致生產換線頻繁的問題，能盡早的恢復生產，提高效率。“積木式”的組合設備由許多按照生產現狀安裝在溜板上的獨立設備組成，這種組合設備只需要一個動力源，而且還增加了一個整體工作自由度Z5，最終還能使某些機構指令的復雜程度有效降低。

3 機械制造及其自動化總體發展趨勢分析

在自動化技術及機電一體化技術進一步發展的背景下，愈來愈多的技術與機械制造及其自動化相結合，使得機械制造及其自動化獲得了更好的發展時機，下面是其發展的三個總體趨勢：

3.1 向著機電一體化的方向發展

從現如今機械行業的生產過程中可以看出，朝著機電一體化的方向發展是未來機械制造及其自動化的發展趨勢。我們在未來會使用機械制造及其自動化技術建成高度集成的數控設備體系，完成多種制造功能，徹底改變現有的半機械化半自動化的局面，使得機械行業的生產效率和加工能力在很大程度上有所提高。

3.2 向著智能化的方向發展

現如今數控設備使用的越來越廣，使得機械行業迫切的需要對技術進行升級。縱觀現在的技術發展方向，在將來機械行業的發展過程中，智能化將成為機械制造及其自動化技術發展的主要方向。機械制造及其自動化技術與智能化技術的融合推動了數控設備的迅速發展，最終促進了機械行業整體水平的提高。

3.3 向著模塊化的方向發展

模塊化成了目前機械制造及其自動化技術新的發展方向。未來的機械行業將會采用模塊化生產和集成式發展模式，將會改變傳統機械行業的生產方式，促進機械行業的發展。目前，模塊化生產已經滲透到了生產實際中，不僅促進了高效生產，還增加了對機械行業的生產的影響力。

4 結束語

本文對生產線工藝自動化改良中的設備創新進行了工作研究，嘗試提出了生產線自動化改造中的幾種有效設備與方法。讓我們了解到，只有機械設備的制造技術不斷創新，機械設備制造行業才能快速發展。當然，還要注重和提高操作人員的整體素質，企業可以通過獎勵模式來調動員工的積極性，便于加快機械行業的發展速度。

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