淺談機械裝配過程中的自動化

張建博　施克輝　杜克宇

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

關鍵詞：裝配；自動化；優(yōu)點

0 引言

近十年來，隨著科學技術的進步，人們更加廣泛地使用和推廣，自動化漸漸在整個機械制造行業(yè)普及開來，大多數(shù)工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)朝著全自動的方向更新更快地發(fā)展。但是，我國機械自動化技術起步相對晚一些，相對于發(fā)達國家存在一定差距。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，整個產(chǎn)品生產(chǎn)過程中各個階段的工藝和組織的因素都匯集到一起。由于機械裝配在現(xiàn)代化生產(chǎn)中廣泛地使用，因而裝配機械特別是自動化裝配機械得到前所未有的發(fā)展。

1 機械裝配自動化的發(fā)展

1.1 發(fā)展機械自動化技術首先要結合生產(chǎn)實際

所有先進生產(chǎn)技術的全部真諦在于應用。發(fā)展機械自動化技術，應以企業(yè)的生產(chǎn)和技術發(fā)展的實際需要及具體條件為主旨。只有對合適的產(chǎn)品采用與之相適應的自動化方式進行生產(chǎn)，才能收到良好的技術經(jīng)濟效益和社會經(jīng)濟效益。我國發(fā)展機械自動化技術，應該結合實際，注重實用，即對國民經(jīng)濟產(chǎn)生實際效益。

1.2 發(fā)展投資少、見效快的低成本自動化技術

低成本自動化技術相比于高成本，具有潛力大，前景廣，投資省，見效快的優(yōu)點，所以提高自動化程度，可以收到事半功倍的經(jīng)濟效果，這恰恰適合我國現(xiàn)階段的發(fā)展需要和國情。我國機械裝配業(yè)各企業(yè)有大量的通用設備，在發(fā)展現(xiàn)代機械自動化技術時，若以原有的設備為主，合理調(diào)整機床布局，添加一小部分的數(shù)控設備，引入了CAD/CAM技術，就能有力的發(fā)揮計算機自動化管理的優(yōu)勢和人的創(chuàng)造性，共同構成一個以人為中心、以自動化為先導、樹立自主的單元化生產(chǎn)系統(tǒng)，為我國機械裝配業(yè)自動化技術發(fā)展應用提供了一條投資少、見效快、效益高、符合我國國情的機械自動化技術發(fā)展應用新道路。

1.3 配套發(fā)展機械自動化技術

現(xiàn)代機械制造技術中已經(jīng)開始應用新材料開發(fā)技術、感應技術、信息管理技術、計算機技術以及自動化技術等多種技術，而且貫穿整個產(chǎn)品生產(chǎn)過程，因此配套性很強。機械制造自動化技術在產(chǎn)品的整個生命周期中都發(fā)揮著極其重要的作用，機械制造自動化技術在產(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)中應用科 學技術是提高制造技術水平的重中之重。發(fā)展機械自動化技術，必須主要地關注電子學、電子計算機技術、零件檢測和機床裝料自動化，廣泛采用程序數(shù)控機床，以及研制高效的和可靠的自動化生產(chǎn)線、計算機應用于生產(chǎn)的信息系統(tǒng)和自動化控制系統(tǒng)等。發(fā)展應用機械自動化技術，要扎扎實實地抓好自動化技術應用項目的基礎工作和從實際出發(fā)的推廣應用工作，既要發(fā)展主機，也要配套發(fā)展自動化元件及控制系統(tǒng)?？删幊炭刂破?、微處理機、各種傳感器、新型刀具、控制系統(tǒng)及系統(tǒng)軟件、電子計算機等，這些都將是今后機械自動化的主要技術基礎。

2 自動化裝配所具備優(yōu)點

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

第二，自動裝配大部分過程在流水線上進行，采用各種機械化設備來完成勞動量大而繁瑣的工作，公認的勞動強度被大大降低。

第三，機械一般聽命于電腦，不會疲倦，產(chǎn)品生產(chǎn)中生產(chǎn)效率不會因工人疲勞、疏忽、情緒、技術不熟練等因素而受影響。

第四，自動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、宇航、國防等行業(yè)中，許多裝配操作需要在危險，高溫，輻射等特殊環(huán)境中進行，人類難以進入或非常危險，只有自動化裝配才能保障生產(chǎn)安全。從而實現(xiàn)了安全生產(chǎn)。

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

3 裝配自動化的應用

裝配機械不同于其他機械，它更不同于普通用于加工的各種機床。裝配機械是為流水線上特定的產(chǎn)品而設計定制的，具有較高的開發(fā)成本，而在使用中只有很少的具有柔性，所以最初的裝配機械只是為大批量生產(chǎn)而設計的。自動化的裝配系統(tǒng)用于中小批量生產(chǎn)還是最近幾年e的事。這種裝配系統(tǒng)一般都由可以自由編程的機器人作為裝配機械。除了機器人以外，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備。例如零件倉儲，可調(diào)的輸送設備，聯(lián)接工具庫、抓鉗及它們的更換系統(tǒng)。

自動化裝配機械，特別是經(jīng)濟的和具有一定柔性的自動化裝配機械，被稱為高技術產(chǎn)品。按其不同的結構方式常被稱為“柔性特種機械”或“柔性節(jié)拍通道”。較高的運轉(zhuǎn)速度和可控的加速度的圓形回轉(zhuǎn)臺式自動化裝配機受到重視。環(huán)臺式裝配機械，無論是環(huán)內(nèi)操作還是環(huán)外操作或二者兼?zhèn)涞慕Y構，都是很實用的結構方式。

現(xiàn)代技術的發(fā)展使得人們能夠為復雜的裝配功能找到解決的方法。盡管如此，全自動化的裝配至今仍然只是在有限的范圍是現(xiàn)實的和經(jīng)濟的。由于裝配機械比零件制造機械具有更強的針對性，因而裝配機械的采用更需要深思熟慮，需要做大量的準備工作，不能簡單片面地追求自動化，而應本著實用可靠而又能適應產(chǎn)品的發(fā)展的原則，采用適當?shù)淖詣踊潭?，應用現(xiàn)代的計劃方法和控制手段。

4 結語

機械自動化在機械制造工業(yè)中占據(jù)著無可替代的地位，是影響機械制造工業(yè)的整體發(fā)展水平的主要因素。機械自動化不僅可以推動社會總體經(jīng)濟的快速發(fā)展，還可以促進我國綜合實力的穩(wěn)步提高。機械制造業(yè)是制造業(yè)的核心，而裝配是機械制造過程的最后環(huán)節(jié).機械裝配的自動化合理性更是核心中的重點，對產(chǎn)品的成本和生產(chǎn)效率有著重要影響，自動化裝配的實現(xiàn)將使我國生產(chǎn)力進一步提升。

作者簡介：張建博（1996—），男，遼寧朝陽人，沈陽理工大學學生。

施克輝（1994—），男，云南曲靖人，沈陽理工大學學生。

杜克宇（1995—），男，遼寧丹東人，沈陽理工大學學生。