淺談機(jī)械自動(dòng)化在汽車制造中的應(yīng)用

李炎粉

（黃河交通學(xué)院汽車工程學(xué)院，河南 焦作 454950）

淺談機(jī)械自動(dòng)化在汽車制造中的應(yīng)用

李炎粉

（黃河交通學(xué)院汽車工程學(xué)院，河南 焦作 454950）

將機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于汽車制造，能夠有效提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，本文首先分析了機(jī)械自動(dòng)化應(yīng)用于汽車制造的優(yōu)勢(shì)，然后對(duì)機(jī)械自動(dòng)化在汽車制造中的幾個(gè)應(yīng)用方向進(jìn)行了研究，對(duì)機(jī)械自動(dòng)化在汽車制造中的應(yīng)用研究具有一定的參考意義。

機(jī)械自動(dòng)化；汽車制造；機(jī)械制造

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，機(jī)械制造的水平和工藝越來越成熟，自動(dòng)化技術(shù)作為隨著科技發(fā)展而產(chǎn)生并成熟的一門科學(xué)，在制造業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。自動(dòng)化顧名思義，就是指機(jī)器或裝置在不需人為干預(yù)的情況下，按照預(yù)設(shè)的指令或者程序進(jìn)行自動(dòng)的操作或者控制的過程，而機(jī)械自動(dòng)化就是機(jī)器或者通過機(jī)械方式完成自動(dòng)化操作的過程。汽車制造是我國(guó)的新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，在我國(guó)的工業(yè)領(lǐng)域具有特殊和重要的作用，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，人們對(duì)汽車整車質(zhì)量的要求逐步提高，汽車制造企業(yè)對(duì)制造效率的要求也隨之提高，這就促使汽車制造企業(yè)運(yùn)用更加先進(jìn)和完善的自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行車輛的生產(chǎn)和制造，機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用能夠有效提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本和工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)能夠提升生產(chǎn)質(zhì)量。加強(qiáng)機(jī)械自動(dòng)化在汽車制造中應(yīng)用研究，對(duì)提升我國(guó)汽車工業(yè)的整體制造能力具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1　機(jī)械自動(dòng)化應(yīng)用于汽車制造過程的優(yōu)勢(shì)

（1）提高設(shè)備和系統(tǒng)的維修效率。自動(dòng)化技術(shù)與計(jì)算機(jī)計(jì)算的結(jié)合，可以使機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備和系統(tǒng)能夠根據(jù)控制程序生產(chǎn)出不同的產(chǎn)品，同時(shí)可以對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行個(gè)性化的定制和針對(duì)性地調(diào)試。計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，特別是計(jì)算機(jī)編程技術(shù)的應(yīng)用使得機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備能夠?qū)刂瞥绦蛑械膯栴}進(jìn)行自動(dòng)的修復(fù)而不必對(duì)設(shè)備進(jìn)行拆解。自動(dòng)化程序根據(jù)系統(tǒng)預(yù)置的錯(cuò)誤和故障數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)設(shè)備和程序的故障進(jìn)行自動(dòng)比對(duì)并進(jìn)行判斷，做出相應(yīng)的修復(fù)決策，這就在大大節(jié)省設(shè)備維護(hù)成本的同時(shí)，降低了人工勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)的效率。

（2）自動(dòng)提高加工和控制的品質(zhì)。將機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)引入汽車制造企業(yè)，可以有效提高汽車制造過程中的信息整合及精度控制，機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備的加工精度和控制能力相比傳統(tǒng)的人工制造設(shè)備具有質(zhì)的飛躍，將機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行深入的擴(kuò)展和應(yīng)用，可以大大提高產(chǎn)品的性能可靠度，避免人工因素導(dǎo)致的誤差和效率的下降，提高汽車制造中的加工和控制品質(zhì)［1］。

（3）提高汽車制造過程的安全性。汽車制造中的安全包括人員的安全和設(shè)備的安全，安全性對(duì)于汽車制造企業(yè)至關(guān)重要。機(jī)械自動(dòng)化在汽車制造領(lǐng)域的應(yīng)用可以顯著提高汽車制造過程中的安全性：一是自動(dòng)化系統(tǒng)的自動(dòng)報(bào)警功能能夠有效避免安全事故的發(fā)生。通過對(duì)自動(dòng)化設(shè)備預(yù)設(shè)安全報(bào)警程序，利用各種傳感器的感應(yīng)，可以對(duì)生產(chǎn)中的故障和安全隱患進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控和判斷，及時(shí)發(fā)出預(yù)警信號(hào)，避免停工停產(chǎn)情況的發(fā)生。二是機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備可有效替代部分可動(dòng)構(gòu)件，降低生產(chǎn)設(shè)備的故障率，提高設(shè)備的可靠性，提高生產(chǎn)效率。三是自動(dòng)化設(shè)備可以代替人工進(jìn)行危險(xiǎn)環(huán)境和危險(xiǎn)工序中的工作，有效減少潛在的安全事故［2］。

2　機(jī)械自動(dòng)化在汽車制造中的應(yīng)用

（1）柔性自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用。柔性自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)簡(jiǎn)稱柔性制造技術(shù)，其核心是數(shù)控技術(shù)，是指以工藝設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，自動(dòng)化地完成制造企業(yè)中多品種、多批量地生產(chǎn)的先進(jìn)制造技術(shù)。在汽車制造中，主要用來進(jìn)行成批量、多車型、多顏色混線的汽車加工、制造、裝配、檢測(cè)等過程。汽車制造中的柔性生產(chǎn)線是對(duì)多臺(tái)數(shù)控機(jī)床的整合和集成，具有高度的自動(dòng)化和信息化水平，能夠通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行管理和控制，并可設(shè)定多種生產(chǎn)模式，不但有效節(jié)省了生產(chǎn)成本，而且能夠明顯提高生產(chǎn)效率。

柔性自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)技術(shù)，也是汽車制造企業(yè)適應(yīng)市場(chǎng)動(dòng)態(tài)需求及產(chǎn)品迅速更新的主要手段，實(shí)踐證明，應(yīng)用柔性化生產(chǎn)技術(shù)的汽車制造企業(yè)，其制造系統(tǒng)的效率可提高1～4倍，新產(chǎn)品試制周期和費(fèi)用可相應(yīng)減少1/3～1/2，這就縮短了汽車制造周期，提高了產(chǎn)品更新?lián)Q代能力，進(jìn)而提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。汽車裝配柔性生產(chǎn)線的基本組成主要有自動(dòng)加工、物流系統(tǒng)、信息系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)等幾部分。柔性生產(chǎn)線主要優(yōu)點(diǎn)有以下幾個(gè)方面：一是產(chǎn)能穩(wěn)定。加入柔性生產(chǎn)機(jī)床在同時(shí)工作時(shí)出現(xiàn)故障的情況下，能夠自主調(diào)整降級(jí)運(yùn)轉(zhuǎn)，物料傳送系統(tǒng)可以繞過故障機(jī)床，保持生產(chǎn)的穩(wěn)定和連續(xù)。二是加工精度高。柔性系統(tǒng)中的機(jī)床，其零件結(jié)構(gòu)過程中的裝卸可一次完成，這不但能夠提高加工精度，而且保證了加工形式的穩(wěn)定性。三是靈活地自動(dòng)化技術(shù)。柔性自動(dòng)化技術(shù)能夠靈活的對(duì)生產(chǎn)目標(biāo)進(jìn)行智能化管理，在計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上科學(xué)有效地改善機(jī)械設(shè)備性能。

（2）機(jī)械組裝自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用。傳統(tǒng)汽車制造過程中，汽車機(jī)械設(shè)備總裝都是由人工借助設(shè)備和工具完成。

這種組裝方式不但容易出現(xiàn)人為原因?qū)е碌氖д`，出現(xiàn)機(jī)械傷害事故，而且工作效率低，組裝質(zhì)量不夠穩(wěn)定和可靠。機(jī)械組裝自動(dòng)化通過將組裝機(jī)械進(jìn)行技術(shù)設(shè)計(jì)，通過模擬各組裝步驟，形成搬運(yùn)、組裝、調(diào)試、驗(yàn)收的自動(dòng)化組裝流水線，不但提高了生產(chǎn)效率，而且保證了組裝的質(zhì)量，同時(shí)保證人員安全。機(jī)械組裝主要采用數(shù)控系統(tǒng)來完成，典型的數(shù)控系統(tǒng)主要包括輸入設(shè)備和輸出設(shè)備兩部分［3］。當(dāng)前我國(guó)的汽車總裝自動(dòng)化制造線，是由各種自動(dòng)化輸送裝備系統(tǒng)及專用設(shè)備按照需求組合而成的有機(jī)整體，在自動(dòng)化輸送裝備系統(tǒng)中，鏈?zhǔn)捷斔拖到y(tǒng)、摩擦輸送系統(tǒng)、自行小車輸送系統(tǒng)是三類典型的自動(dòng)化設(shè)備，在汽車總裝自動(dòng)化制造線中有著廣泛的應(yīng)用。

（3）安全自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用。在汽車制造業(yè)的各個(gè)制造工序中，沖壓是危險(xiǎn)程度最高的，沖壓是指壓力機(jī)通過模具對(duì)對(duì)板材、型材等施加外力，使之產(chǎn)生塑性變形或者分離，從而獲得所需的形狀和尺寸的成形加工方法。由于沖壓工藝的特性，造成了操作者安全事故時(shí)有發(fā)生。由于汽車制造業(yè)中沖壓過程都是高速?zèng)_壓，所以需要在保證工藝功能基礎(chǔ)上，通過安全自動(dòng)化技術(shù)為生產(chǎn)設(shè)備和工作人員提高安全保障。目前，在沖壓階段的安全自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要包括兩種：一是緊急停止裝置。在傳統(tǒng)的控制裝置中，因?yàn)闆]有設(shè)計(jì)啟動(dòng)的安全檢測(cè)程序，所以在不符合啟動(dòng)條件下進(jìn)行啟動(dòng)容易造成危險(xiǎn)的后果，比如當(dāng)操作頭松動(dòng)時(shí)，如果重新啟動(dòng)就會(huì)造成人員傷害，緊急停止裝置通過預(yù)設(shè)安全啟動(dòng)檢測(cè)裝置，能夠有效避免這種情況的發(fā)生，只要沒有鎖定，緊急停止裝置的安全觸點(diǎn)就不會(huì)保持?jǐn)嚅_。二是防護(hù)安全門設(shè)備。目前，防護(hù)安全門是應(yīng)用最為普遍的安全自動(dòng)化技術(shù)，在沖壓機(jī)器的危險(xiǎn)動(dòng)作停止前，工作人員被禁止進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域，安全防護(hù)門通過各個(gè)安全感應(yīng)器和傳感器，科學(xué)可靠地判斷沖壓機(jī)器危險(xiǎn)動(dòng)作，通過控制開關(guān)監(jiān)督和控制防護(hù)門的開合和移動(dòng)，能夠有效避免人員傷害。

3　結(jié)語

我國(guó)的汽車制造業(yè)經(jīng)過近幾十年的發(fā)展，目前面臨的轉(zhuǎn)型升級(jí)任務(wù)迫在眉睫，將機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)大規(guī)模引入汽車制造業(yè)，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品品質(zhì)，是重要的突破口和著力點(diǎn)，相信隨著機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在汽車制造中的應(yīng)用越來越深入和廣泛，我國(guó)的汽車制造工業(yè)能夠得到更好更快的發(fā)展。

［1］ 王紅星.基于低碳經(jīng)濟(jì)的汽車產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化研究［J］.中國(guó)經(jīng)貿(mào)導(dǎo)刊，2009（24）.

［2］ 崔華麗，李炎粉.汽車焊接技術(shù)自動(dòng)化現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)［J］.科協(xié)論壇（下半月），2009（12）.

［3］ 陳文弟，金明新，劉家聲.客車制造工藝技術(shù)［M］.北京：人民交通出版社，2012，2～5.

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