自動化技術在鈑金制造工藝中的應用

文/ 鄭百戰(zhàn)·中航西飛物流管控中心

導 語

自動化技術是指利用計算機、機器人和傳感器等先進技術來代替人工操作，實現生產過程的自動化。在現代工業(yè)制造中，自動化技術發(fā)揮著越來越重要的作用，而在鈑金制造工藝中的應用價值更為顯著。因此，本文將深入探析自動化技術在鈑金制造工藝中的應用要點，希望提高技術應用效果，促進我國鈑金制造行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。

自動化技術應用在鈑金制造工藝中可以提高生產效率、提高產品精度和質量、提高工作安全穩(wěn)定性、降低制造成本。隨著科技的不斷進步和自動化技術的不斷成熟，相信自動化技術在鈑金制造領域中的應用將會更加廣泛，為企業(yè)帶來更大的經濟效益和競爭優(yōu)勢。

數控切割技術

數控切割機（圖1）作為鈑金制造中的一種自動化設備，具有諸多優(yōu)勢，因此得到了廣泛的應用。數控切割機利用計算機控制系統，能夠根據設計圖紙進行自動切割。與傳統的手工切割相比，數控切割機具有諸多優(yōu)點。首先，數控切割機能夠實現高精度的切割。傳統的手工切割容易受到人為因素的影響，切割精度難以保證。而數控切割機通過計算機控制，能夠準確地按照設計圖紙進行切割，確保了切割精度的穩(wěn)定性。這對于一些對尺寸和形狀要求較高的零部件來說，尤為重要。其次，數控切割機能夠提高切割質量和效率。由于數控切割機能夠根據設計圖紙進行自動切割，因此能夠減少人為操作的差錯，提高切割的準確性。而且，數控切割機的切割速度較快，可以大大縮短切割時間，提高生產效率。這對于大批量的鈑金加工來說尤為重要。再次，數控切割機具有較強的靈活性。它可以根據不同的設計要求，快速調整切割參數，實現不同形狀和尺寸鈑金件的精確切割。這使得數控切割機可以適應不同的生產需求，具有較強的適應性和靈活性。除此之外，數控切割機還具有操作簡便、切割過程環(huán)境友好等優(yōu)點。它能夠減少人為操作的繁瑣性，降低人力成本。同時，數控切割機在切割過程中不會產生大量的廢氣和廢料，對環(huán)境造成的污染較小。

圖1 數控切割機

數控折彎技術

傳統的手工折彎操作存在很多不足之處，手工折彎往往依賴工人的經驗和技術水平，操作不夠規(guī)范和精確。由于人的主觀因素的干擾，容易導致折彎角度誤差，影響到產品質量。手工折彎的操作速度相對較慢，不能滿足企業(yè)高效生產的需求。此外，長時間的手工操作還會給工人帶來疲勞和工作壓力，降低工作效率。而采用數控折彎機（圖2）進行自動化操作，能夠有效解決傳統手工操作的問題。首先，數控折彎機具有高精度和高重復性的特點，能夠準確地控制折彎角度和壓力，保證每一次折彎操作的一致性和穩(wěn)定性。其次，數控折彎機的運行速度較快，可以快速完成大批量的折彎工作，提高了生產效率。此外，由于機器完成了大部分的操作，大大減輕了工人的負擔，提高了工作效率和舒適度。

圖2 數控折彎機

自動化技術的應用不僅改善了鈑金制造的生產環(huán)境，還帶來了諸多其他優(yōu)勢。首先，數控折彎機能夠提高產品的折彎質量，保證產品的準確度和一致性。無論是小型零配件還是大型結構件，都能夠得到精確的折彎效果，提高產品的質量和可靠性。其次，數控折彎機可以減少人工干預，降低了人為因素對產品質量的影響，提高了生產的穩(wěn)定性和可控性。再次，自動化操作可以大幅度減少生產過程中的人力資源投入，降低人工成本，提高企業(yè)的競爭力和盈利能力。

自動化裝配系統

首先，自動化裝配系統可以通過機器人或自動化設備進行鈑金件的自動裝配。相較于傳統的手工裝配，自動化裝配系統擁有更高的工作效率和裝配精度。機器人可以根據預先設計好的程序進行準確的定位和組裝，實現從零件到成品的無縫連接。而傳統的手工裝配往往需要依靠人工判斷和操作，容易受到人為因素的影響，從而導致裝配過程中的誤差和不一致性。其次，自動化裝配系統能夠帶來更高的裝配效率和一致性。機器人具有高速度、高精度的特點，能夠在較短的時間內完成大量的裝配工作。與此同時，機器人可以精確地按照設定的程序進行操作，保證每次裝配的一致性，避免了人工操作中由于疲勞、精力不集中等因素引起裝配質量下降的問題。這樣，不僅可以加快產品的生產周期，還能夠更好地保證產品的質量和穩(wěn)定性。除此之外，自動化裝配系統還能夠減少人為誤差。在傳統的手工裝配中，由于操作人員的技能水平和專注程度不同，很容易出現裝配誤差。而自動化裝配系統通過精確的定位和操作，有效地消除了人為因素的影響，從而大大減少了裝配誤差和產品缺陷的發(fā)生。這對于質量要求較高的鈑金制品生產尤為重要，可以有效地保證產品的一致性和精確度，提升企業(yè)的競爭力和市場地位。

但通常對于高質量、高性能和量身定做的裝配線設備來說，其成本也相對較高。一些目光高遠的企業(yè)仍然會把這筆花銷當作是一種有效投資。在他們看來，優(yōu)秀的設備帶來的巨大收益回報是那些使用低性能、半自動設備所無法比擬的。一方面，自動化裝配設備可以幫助企業(yè)使其產值飛速攀升，不僅產品質量大大提高，而且還可以滿足企業(yè)的大批量生產需求。另一方面，自動化裝配設備可以為企業(yè)有效節(jié)約長遠投資成本。

自動化焊接系統

自動化焊接系統可以根據預設的焊接程序進行工作，實現高精度、高速度和一致性的焊接。在傳統的人工焊接中，焊工的技術水平和身體狀況都會對焊接質量產生影響，并且由于人的疲勞和不穩(wěn)定因素，焊接結果可能存在差異。而自動化焊接系統具有高度的精確性和穩(wěn)定性，能夠確保每個焊接點都達到預期的質量要求，減少了因人為因素引起的質量問題。由于鈑金制造工藝的特殊性，需要進行大量的焊接操作。傳統的人工焊接需要費時費力，而自動化焊接系統可以連續(xù)、高速地進行焊接，大大縮短了生產周期。同時，自動化設備可以進行多任務處理，可以同時完成多個焊接任務，提高了生產效率。此外，自動化焊接系統還具有良好的可控性和靈活性。由于焊接程序是預設的，可以根據產品的要求和工藝流程進行調整，滿足不同產品的焊接需求。同時，由于機器人和自動化設備的靈活性，可以適應不同形狀、大小和材料的鈑金件焊接，增加了工藝的適應性和操作的便利性。自動激光焊接如圖3所示。

圖3 自動化檢測線

涂裝系統

在傳統的鈑金制造過程中，涂裝工作通常需要大量的人工投入。人工涂裝存在著很多的局限性，如涂裝厚度和均勻性難以控制、作業(yè)環(huán)境對工人身體健康帶來的影響、作業(yè)效率低下等問題。而自動化涂裝系統的出現有效地解決了這些問題。機器人或自動化設備能夠按照預設的程序精確地噴涂或噴粉涂裝，避免了人工操作中可能存在的誤差。這樣不僅可以提高涂裝質量，還可以減少涂裝過程中的浪費。相比于人工涂裝而言，機器人或自動化設備具有更高的工作效率和更低的勞動強度。工人無需直接接觸涂料和噴涂設備，可以避免吸入有害氣體和接觸有害物質，保護工人的身體健康。此外，自動化涂裝系統還具有高可靠性和高靈活性的優(yōu)勢，能夠連續(xù)穩(wěn)定地工作，在保證涂裝質量的同時提高生產效率。而且，自動化涂裝系統可以根據生產需求進行靈活調整和調度，適應不同的產品和批量。

自動化檢測和質量控制系統

傳感器可以測量鈑金件的尺寸、厚度、形狀等物理特性，并將這些數據傳輸給控制系統進行處理。通過對這些數據進行實時分析和比對，能夠及時發(fā)現鈑金件的不合格問題，并及時采取措施進行調整和修正。在自動化檢測和質量控制系統中，相機和圖像處理技術也扮演著重要的角色。相機可以以高速、高精度的方式獲取鈑金件的圖像信息，包括表面瑕疵、紋路等。然后，圖像處理技術對這些圖像進行分析和處理，通過算法識別出鈑金件的問題，并給出相應的判定結果。這樣，不僅可以提高檢測精度，還可以實現對鈑金件的快速檢測和分類。自動化檢測線如圖3所示。

結束語

通過引入自動化技術，鈑金制造工藝可以實現更高的生產效率、質量和一致性，同時減少人為錯誤和勞動強度。而且，隨著人工智能、物聯網和大數據等技術的發(fā)展，鈑金制造工藝中自動化技術的應用將會更加智能化和靈活化。