【摘 要】自動(dòng)化生產(chǎn)線在工業(yè)生產(chǎn)的廣泛應(yīng)用，大大提高了工業(yè)生產(chǎn)的效率，縮短了生產(chǎn)周期。要保證有利于產(chǎn)品的更新，產(chǎn)品質(zhì)量的進(jìn)一步提高，生產(chǎn)成本的有效降低，企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的更快速增長，就要對(duì)自動(dòng)化生產(chǎn)線進(jìn)行改造。本文對(duì)如何改進(jìn)自動(dòng)化生產(chǎn)，以及這些改進(jìn)對(duì)現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的影響進(jìn)行了探討，重點(diǎn)探討了計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、機(jī)械手、液壓系統(tǒng)、氣壓系統(tǒng)和傳感器等自動(dòng)化技術(shù)的加入以完善自動(dòng)化生產(chǎn)線對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的積極影響。

【關(guān)鍵詞】自動(dòng)化生產(chǎn)線;改造;生產(chǎn)率;產(chǎn)品質(zhì)量;生產(chǎn)成本

1.自動(dòng)化生產(chǎn)線簡介

自動(dòng)化生產(chǎn)線是由工件傳送系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，將一組自動(dòng)機(jī)床和輔助設(shè)備按照工藝順序聯(lián)結(jié)起來，自動(dòng)完成產(chǎn)品全部或部分制造過程的生產(chǎn)系統(tǒng)。自動(dòng)化生產(chǎn)線具有統(tǒng)一的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，嚴(yán)格的生產(chǎn)節(jié)湊，工作必須安照一定的生產(chǎn)節(jié)拍經(jīng)過各個(gè)工位完成預(yù)定加工。自動(dòng)化生產(chǎn)線起源于流水生產(chǎn)線，性能卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過流水生產(chǎn)線。它比流水生產(chǎn)線具有更嚴(yán)格的節(jié)湊，更高效的自動(dòng)化控制，所以它的使用不但提高了勞動(dòng)效率和產(chǎn)品的質(zhì)量，而且具有改善工人勞動(dòng)條件、降低能源消耗、節(jié)約材料等優(yōu)點(diǎn)[1]。

隨著社會(huì)的發(fā)展和人類的進(jìn)步，自動(dòng)化生產(chǎn)線也在不斷的改進(jìn)與完善，尤其最近的一些年，微電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù)、控制技術(shù)與機(jī)電一體化等技術(shù)的快速發(fā)展，給自動(dòng)化生產(chǎn)線的改進(jìn)和完善提供了有力的支撐。另一方面，人們對(duì)自動(dòng)化生產(chǎn)線提出了更高的要求，如：提高質(zhì)量和效率，模具多樣化，便于生產(chǎn)過程監(jiān)控，收集與管理產(chǎn)品及機(jī)器參數(shù)，保證操作人員的人身安全等等。所以自動(dòng)化生產(chǎn)線的改進(jìn)與完善就成了迫切的需要。

目前的自動(dòng)化生產(chǎn)線的改進(jìn)多集中在以下幾個(gè)方面：機(jī)械技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、接口技術(shù)、傳感技術(shù)，生產(chǎn)線平衡技術(shù)，驅(qū)動(dòng)技術(shù)，傳動(dòng)技術(shù)。本文重點(diǎn)介紹計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)、機(jī)械手和液壓系統(tǒng)四個(gè)方面技術(shù)的引進(jìn)對(duì)自動(dòng)化生產(chǎn)線改進(jìn)以及這些改進(jìn)所帶來的影響。

2.自動(dòng)化生產(chǎn)線改進(jìn)與完善

雖然由于產(chǎn)品的不同，導(dǎo)致各種類型的生產(chǎn)線出現(xiàn)，它們形狀和大小千差萬別，但是我們根據(jù)它的功能與結(jié)構(gòu)的不同，可以大致把自動(dòng)化生產(chǎn)線分為五個(gè)部分：機(jī)械本體、檢測(cè)部分、信息處理系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和借口部分。而不管哪一類型的自動(dòng)化生產(chǎn)線都必須具備以下四種基本功能：運(yùn)轉(zhuǎn)功能、檢測(cè)功能、控制功能和驅(qū)動(dòng)功能。一般來說，運(yùn)轉(zhuǎn)功能由動(dòng)力源（如電能帶動(dòng)的電機(jī)、柴油機(jī)的機(jī)械能）來提供；檢測(cè)功能主要有各種傳感器（如位置傳感器、直線位移傳感器、角位移傳感器）來完成，這些傳感器負(fù)責(zé)收集各個(gè)部分的信息，如溫度、壓力、流量等數(shù)據(jù)信息；控制功能是指由微型計(jì)算機(jī)、可編程控制器、PLC單片機(jī)等電子裝置來完成，它們通過對(duì)各個(gè)位置傳感器檢測(cè)出來的信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)、運(yùn)輸、運(yùn)算、變換等處理，再用相應(yīng)的接口電路對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出命令，完成規(guī)定的動(dòng)作；驅(qū)動(dòng)部分則是通過電機(jī)、液壓缸、氣壓缸、機(jī)械手、電磁閥甚至機(jī)器人等執(zhí)行機(jī)構(gòu)玩成。即自動(dòng)化生產(chǎn)線的改造是利用微型計(jì)算機(jī)、工控機(jī)、可編程控制器（PLC）、觸摸屏、變頻器、伺服電機(jī)等產(chǎn)品，采用更先進(jìn)的控制技術(shù)、變頻技術(shù)等等，對(duì)手動(dòng)、半自動(dòng)化、自動(dòng)化設(shè)備的更新改造和同步方式的改進(jìn)。

2.1自動(dòng)化生產(chǎn)線控制部分的改進(jìn)以及它對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的影響

自動(dòng)化生產(chǎn)線的控制部分大多采用微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，而隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)的大量各種特殊功能微型計(jì)算機(jī)，它具有體積小，可以儲(chǔ)存、處理部分信息，通過電信號(hào)控制部分機(jī)械執(zhí)行動(dòng)作的特點(diǎn)?，F(xiàn)代常用的這種的微型計(jì)算機(jī)有PLC控制器，單片機(jī)、工控機(jī)等。

PLC控制器多用于下面幾種情況：一是開關(guān)較多（一般在十個(gè)以上）的情況，在這種情況下，用PLC進(jìn)行虛擬門電路實(shí)現(xiàn)各個(gè)開關(guān)的控制，具有簡單、快捷、穩(wěn)定的特點(diǎn)，可以充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)；也可用于經(jīng)常更新或擴(kuò)充功能的場(chǎng)合，在這種情況下，PLC具有成本低、占用空間小、操作簡單的優(yōu)勢(shì)[2]。

單片機(jī)一般用于要求控制體積小或成本低的場(chǎng)合，它還具有抗干擾性能強(qiáng)，穩(wěn)定性高的特點(diǎn)，但不能更新，從使用者的角度看，它又適用于操作者素質(zhì)較低的場(chǎng)合，它操作簡單，可使用按鍵操作。

工控機(jī)功能特別強(qiáng)大，價(jià)格也較為昂貴。它具有顯示、記錄、傳輸、監(jiān)控、組態(tài)等功能，適用于控制功能發(fā)雜，要求較多，經(jīng)常更新和擴(kuò)充功能，并且周期長、投資大的情況。它需要操作者具有一定的微機(jī)基礎(chǔ)。

我們通過各種微型機(jī)的合理選用，不僅把自動(dòng)化生產(chǎn)線各個(gè)部分連接為一個(gè)有機(jī)的整體，可以說控制部分的改進(jìn)是整條自動(dòng)化生產(chǎn)線改進(jìn)的“大腦”，而且它的進(jìn)一步改進(jìn)意味著我們有更高的效率和更低的成本，所以說控制部分的改進(jìn)與完善是自動(dòng)化生產(chǎn)線改進(jìn)的“靈魂”，是我們未來發(fā)展的方向。

2.2機(jī)械手對(duì)自動(dòng)化生產(chǎn)線驅(qū)動(dòng)部分的改進(jìn)以及它對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的影響

機(jī)械手顧名思義就是用機(jī)械來模仿人手和手臂的某些動(dòng)作（如抓取、搬運(yùn)、操作工具等），來代替人進(jìn)行某些繁重勞動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的機(jī)械化與自動(dòng)化。它能在有害的環(huán)境下進(jìn)行工作，替代人類以達(dá)到保護(hù)人身安全的目的。

工業(yè)機(jī)械手由手臂和手部組成。手部主要用來抓持工件或工具，可按照被抓物體的尺寸、重量、形狀、材料等要求的不同設(shè)計(jì)不同的機(jī)構(gòu)，按照作用力的不同類型可分為吸附型、夾持型、托持型等機(jī)構(gòu)。手臂則是通過各種不同的動(dòng)作（如擺動(dòng)、移動(dòng)或復(fù)合運(yùn)動(dòng)），來改變被抓物體的位置或姿勢(shì)。為了能實(shí)現(xiàn)可以抓取空間中的任意物體，機(jī)械手最多有6個(gè)自由度（機(jī)械手伸縮、升降、旋轉(zhuǎn)等獨(dú)立運(yùn)動(dòng)方式稱為機(jī)械手的自由度，一般自由度越多，其運(yùn)動(dòng)越自由，應(yīng)用范圍越廣，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜），一般機(jī)械手有2個(gè)自由度。

機(jī)械手的改進(jìn)與完善，一方面實(shí)現(xiàn)的生產(chǎn)線的高度自動(dòng)化，另一方面大大減少了工作人員以及工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。另外，由于人為因素的減少，大大減少了人為錯(cuò)誤的出現(xiàn)，不僅提高了質(zhì)量，而且增強(qiáng)了工作的連續(xù)性和持久性，同時(shí)還方便對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的記錄和實(shí)時(shí)控制。機(jī)械手改進(jìn)的可以說是自動(dòng)化生產(chǎn)線改進(jìn)和完善必不可少的重要組成部分。

2.3液壓系統(tǒng)對(duì)自動(dòng)化生產(chǎn)線的改進(jìn)以及對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的影響

液壓系統(tǒng)主要用于材料以及半成品的運(yùn)輸和各個(gè)部分執(zhí)行信號(hào)的傳遞。液壓系統(tǒng)主要由液壓缸和相應(yīng)的控制閥組成，一般用氣體進(jìn)行控制信號(hào)的傳遞，液壓進(jìn)行執(zhí)行部分的動(dòng)作，有時(shí)候也可以用電磁閥對(duì)執(zhí)行液壓缸進(jìn)行控制，使其達(dá)到規(guī)定的動(dòng)作。

隨著科技的進(jìn)步，液壓與系統(tǒng)所能達(dá)到的壓強(qiáng)越來越大，所能執(zhí)行動(dòng)作的能力越來越強(qiáng)，它對(duì)自動(dòng)化生產(chǎn)線越來越重要，液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞已經(jīng)成為衡量一條自動(dòng)化生產(chǎn)線優(yōu)秀與否的標(biāo)準(zhǔn)。

3.結(jié)論和期望

自動(dòng)化生產(chǎn)線的改進(jìn)與完善不僅減輕了企業(yè)對(duì)人力資源的需求，降低了人力成本，還提高了生產(chǎn)效率，減少了對(duì)材料的浪費(fèi)，提高了生產(chǎn)質(zhì)量，使我們的生產(chǎn)大大減輕了對(duì)人為因素的依賴，給現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)帶來了翻天覆地的變化，隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)、液壓技術(shù)、機(jī)械手以及機(jī)器人技術(shù)不斷進(jìn)步，以這些技術(shù)為依靠的自動(dòng)化生產(chǎn)線改進(jìn)與完善將會(huì)出現(xiàn)“百花齊放”的局面，甚至在不遠(yuǎn)的將會(huì)出現(xiàn)完全由機(jī)器替代人的自動(dòng)化生產(chǎn)線出現(xiàn)。我相信將來自動(dòng)化流水線會(huì)形成一個(gè)獨(dú)立完善的工業(yè)體系，給我們的工業(yè)生產(chǎn)帶來效率高、連續(xù)性好、故障率低的完美生產(chǎn)線。而與此同時(shí)，自動(dòng)化生產(chǎn)線的思想觀念將更加深入地走進(jìn)我們的生活，使我們的生產(chǎn)生活變得豐富多彩。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

［１］侯力，樊慶文，黃成祥，等.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].北京:高等教育出版社，2006.

［２］謝亞青，儲(chǔ)開芳.基于PLC的五個(gè)自由度氣動(dòng)搬運(yùn)機(jī)械手研制[J].機(jī)械手的設(shè)計(jì)，2007，(11)．