浅析机械自动化技术在机械制造业中的应用

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:coldcoffee_10
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  摘要:我国科技的快速发展,使得机械自动化技术在各个领域都得到了广泛应用。机械制造向着自动化的方向发展,是时代发展的必然趋势,所以,注重在该项目上的发展是非常关键和必要的。机械工业是在不断的社会实践中逐步发展和进步的。自动化技术能大大提高生产力,而我国该技术的研发上还不是拥有特别高的成就,在许多方面还欠缺技术。工业发展也是我国至关重要的一项领域,所以,提高我国机械工业产业方面的自动化技术,就显得尤为重要。
  关键词:机械自动化技术;机械制造;数控技术
  中图分类号:F407文献标识码: A
  一、机械自动化的发展历程
  机械自动化的发展历程大致分为四个阶段:第一个阶段是在上个世纪20年代的机械制造工业开始发展应用的。工业革命之后开始兴起工业生产,工业的兴起带动了工业生产的发展,但是这个时候的机械制造业也逐渐随着工业革命的热潮出现了萌芽,直到上个世纪的20年代才逐渐发展起来。到了60年代以后,随着市场的发展,机械制造行业逐渐趋向自动化方向发展,因为技术水平的限制,机械制造自动化只是针对计算机的柔性自动化。并且这也只是在机械知道的一些过程中被应用,机械制造的总体系统以及原理没有出现变化。第二阶段的机械自动化技术水平并不成熟,不能全面地提高生产效率和劳动效率。机械自动化的第三个阶段则是在上个世纪70~80年代,国际上首先出现了计算机集成制造系统。当时的自动化水平需要巨额的投入,而在70~80 年代,由于经济水平不是很高,通常企业要承担的经济风险也很大,并且加上当时的技术不高,很多难度大的问题得不到解决,因此机械自动化技术就停滞了下来。到了目前也就是机械自动化的第四个发展阶段,机械自动化已经开始向成熟性的方向发展起来,现在大部分的企业生产已经采用了机械自动化的技术。不过随着科学技术水平的逐步提高,机械自动化的技术也在逐步提高。
  二、现阶段我国机械自动化技术应用现状
  (一)企业缺少相应制造经验
  我国机械制造业的自动化应用起步相对较晚,国家的机械自动化技术水平依然处于操作自动化阶段,而没有发展到机械智能化生产的阶段。我国作为一个发展中国家,在机械自动化发展过程中,寻求技术实用性和适用性都是需要重点考虑的问题。在这一方面我们国家曾经引入过一些拥有相关制造经验的单位和部门对于我国企业的自动化技术发展进行了相应的评定,但是由于我国综合国情的限制和企业内部对于自动化生产机械的重视不足,导致我国在过去的相对一段时间内发展速度都十分缓慢,在发展过程中也遇到了许许多多的问题。所以说,我国现阶段机械制造业的自动化水平还是相对较低的,国家对这方面也是充分重视,近些年来对于发展机械制造企业的自动化水平给予了充分的重视,企业和单位应该充分抓住这一时机,引进一些新技术和有相关技术经验的技术人员对企业的自动化发展做出相应规划。同时,企业和生产单位也要摒弃过去的固步自封的错误发展观念,积极吸收发达国家的相应生产经验,为我国机械制造业的机械自动化发展注入相应力量。
  (二)智能化应用自动化技术水平欠缺
  智能化是在制造过程中植入人工智能,通过计算机控制来提高自动化设备的运行效率。这一技術在西方发达国家得到了相当的重视与广泛的应用,这一应用大幅提高了生产效率,提高了西方国家机械生产企业竞争力。但是在我国,生产的主体还是传统型的机械制造,以实际人工劳动力来生产相应的机械设备,而机械智能化的应用还是进展缓慢,企业缺少长远的战略眼光,没有将智能化给予充分的重视,而且引进智能化技术会消耗大量的资金,这对于国内中小型企业来说无疑是相当不划算的。所以,我国的机械智能化进展十分缓慢。在未来的生产和发展过程中,国家应该对机械智能化提高认识,从而加强我国机械制造企业的核心竞争力。
  (三)应用过程缺少长期战略性眼光
  现阶段,企业的创新发展势头不足,企业更多的是依赖于现有的技术水平,没有引进新的自动化生产方案,这就使得单位的发展速度大幅降低
  三、机械制造业中机械自动化的具体应用
  目前,在机械制造行业中,机械自动化应用最多的就是数控技术,在机械制造业中的数控技术应用不部分都是依靠程序的存储功能,以实现对不同机床的有序控制。简单的说,数控技术是指通过利用电脑程序对生产机器进行控制,并按照工作人员预先变好的相关程式,对机械零部件进行加工的运行过程。
  机械制造业中数控技术的应用是机械制造业信息化的重要组成部分,其具有以下特点:首先数控技术能够对一些一般机床难以加工的复杂零部件进行加工。尤其是在对一些新产品进行研制和开发过程中,数控技术能够有效地改变产品加工的工艺参数,从而方便工作人员进行操作。其次,数控加工技术能够有效地保证零部件的品质和精度,且能够有效地节省了工作人员的工作时间。最后,机械制造业中数控技术的应用还能够有效地提供工厂工具的管理水平,实现计算机辅助的制造标准。
  现代机械制造业中的数控系统主要包括输入设备和输出设备两大部分。
  其中,整个计算机数控系统的主干是机床部分,也是实现机械制造加工的执行部件。一般来说,机床是由主运动部件、进给运动部件、支承件以及一些特殊装置组成。这些装置的共同运作,才能够促进整个系统的良好运行。CNC装置则主要是由计算机系统、位置控制板、PLC接口板以及通讯接口板等部分组成。该装置的作用是根据已经输入的零件对加工程序进行相应地处理,同时系统会按照输出控制的命令对相关的执行部件进行有效地控制。总体说来,大部分工作都是由CNC装置的内硬件和软件进行相互协调和配合,才能够使整个系统处于安全地运行中。PLC则主要用于完成与逻辑运算相关的顺序动作控制,能够接受CNC装置的执行指令,并及时地对控制信号进行译码和转换,从而实现对辅助装置的顺利控制。同时,PLC装置还能够及时地接收操作面板和机床侧的I/O信号,经过CNC装置处理后,以指令的形式输出到CNC系统的工作状态和机床的动作中。
  比如,某汽车制造商在汽车生产的过程中则充分地引进了数控技术,进而极大地提高了企业的经济效益。该汽车制造厂计算机数控系统的设计如图1所示,输入设备多为纸带阅读机、纸带穿孔机、磁盘驱动器以及光盘驱动器等。同时,这些也是该系统的控制介质。CNC装置的类别为高级型装置,联动轴数为5,分辨率<0.1um,进给速度为>24m/min,CPU位数为32,主要以三维动态的形式显示。同时,主轴部件采用的是内装式主轴电机,最高转速可达200000r/min,主轴转速的最高加速和减速为1.0g。刀到刀的换刀速度为0.9秒,切削到切削的速度为2.8秒。一辆汽车的完整系统主要由发动机、底盘、车身以及电子电器设备四大部分构成。汽车在生产过程中操作人员往往需要对壳体进行数控加工。其中,发动机、底盘以及车身是常用的典型零件。制造设备则包括钻床、车床、磨床以及滚齿机等。自动化生产线则包括加工机床、机器人、传送链以及自动夹具等。如操作人员需要对汽车的车身进行喷漆和装配,则需要借助机器人的优势,以提高汽车生产的效率和品质。焊接机器人的应用能够自动地完成相关零部件的组接,以提高工作效率。焊接机器人主要是由机器人和焊接设备两个部分组成。其中,焊接设备多由焊接电源、送丝机以及焊枪等部分组成,智能机器人则多由传感系统装置组成。在实际的汽车生产过程中,大多数的工件需要在焊接的过程中进行变位,并要保证焊缝处于一个良好的状态才能够进行焊接作业。
  
  图1 计算机数控系统示意图
  在汽车底盘的焊接过程中,该制造企业用点焊机器人代替一些弧焊作业,极大地缩短了短距离内运动的时间。尤其是在对车体下部的零件进行焊接时,需要对较高的机器人进行组装,然后对车体上部共同进行加工,以相应地减少汽车焊接生产线的长度。其主要采用的是冲压焊接,板厚平均为4mm,且多以搭接、角接接头形式为主,因而极大地提高了汽车焊接的质量,同时还能够保证汽车的安全性能。根据不同的产品产量以及用户的需求,该汽车制造厂高速加工中心生产线则主要布置成混合式,能够充分地结合并联式和串联式的优点,从而得到最理想的生产效率,同时还能够保证分期上批量时的生产线布置。
  结语
  近些年来,我国陆续推出一系列的政策来推动生产单位对于自动化机械的研究和应用,事实证明取得了相当丰厚的成果。在未来的发展过程中,生产单位也要充分的重视到自动化技术对于生产过程中的众多优势,充分利用自动化技术,为我国机械制造业提供更大的发展空间。
  参考文献
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