李濤（沈陽機(jī)床股份有限公司，遼寧沈陽　110142）

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機(jī)械裝配過程自動化之我見

李濤
（沈陽機(jī)床股份有限公司，遼寧沈陽110142）

【摘 要】機(jī)械制造業(yè)是制造業(yè)的核心，而裝配是機(jī)械制造過程的最后環(huán)節(jié)。機(jī)械裝配的自動化合理性更是核心中的重點(diǎn)，對產(chǎn)品的成本和生產(chǎn)效率有著重要影響。機(jī)械裝配是按照設(shè)計(jì)的技術(shù)要求實(shí)現(xiàn)機(jī)械零件或部件的連接并把機(jī)械零件或部件組合成機(jī)器，研究和發(fā)展新的裝配技術(shù)實(shí)現(xiàn)裝配過程的自動化已成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中迫切需要解決的一個重要問題。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械裝配自動化

裝配過程是農(nóng)業(yè)機(jī)械、動力機(jī)械、運(yùn)輸機(jī)械和礦山機(jī)械等機(jī)械產(chǎn)品制造過程中必不可少的環(huán)節(jié)，包括機(jī)器裝配、調(diào)整、檢驗(yàn)和試驗(yàn)等工作。人工操作的裝配是一個勞動密集型的過程，既使是全部合格的零件如果裝配不當(dāng)也不能形成質(zhì)量合格的產(chǎn)品。勞動量在產(chǎn)品制造總勞動量中占有相當(dāng)高的比例，當(dāng)勞動量過多時容易造成零件或部件進(jìn)行配合和連接不當(dāng)。隨著先進(jìn)制造技術(shù)的應(yīng)用，提高裝配效率是制造工業(yè)中急需解決的關(guān)鍵問題。常用的裝配工藝有：清洗、平衡、螺紋聯(lián)接、過盈配合聯(lián)接、校正等，如果仍舊采用人工裝配的方式制造零件勞動量的下降速度比裝配勞動量下降速度快得多。機(jī)械裝配是機(jī)械制造中決定機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量的重要工藝過程，大幅度提高裝配質(zhì)量和整理裝配生產(chǎn)效率是機(jī)械制造工程的一項(xiàng)重要任務(wù)。

1　機(jī)械裝配過程自動化概括

（1）在機(jī)械加工自動化程度不斷得到提高的情況下，國民經(jīng)濟(jì)如冶金設(shè)備、化工設(shè)備和工作母機(jī)等設(shè)備的部門的機(jī)械裝配就是其中的核心。自動化裝配具備裝配效率高，保證裝配質(zhì)量和使用性能的優(yōu)點(diǎn)。使產(chǎn)品生產(chǎn)成本下降，并且可以滿足各種不同產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的需要。自動裝配過程一般在流水線上進(jìn)行，根據(jù)規(guī)定的技術(shù)要求使之成為半成品或成品。采用各種機(jī)械化裝置來完成勞動量最大和最繁重的工作，是機(jī)器制造過程中最后一個環(huán)節(jié)。降低工人的勞動強(qiáng)度，為人們的生產(chǎn)生活帶來了很多便利。不會因工人疲勞、疏忽、情緒、技術(shù)不熟練等因素的影響而造成產(chǎn)品質(zhì)量缺陷或不穩(wěn)定，更加趨向于微型化、虛擬化和智能化。

（2）自動化裝配所占用的生產(chǎn)面積比手工裝配完成同樣生產(chǎn)任務(wù)的工作面積要小得多，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造裝配領(lǐng)域掀起了一股以發(fā)展自動化為主流的熱潮。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，在電子、化學(xué)、宇航、國防等行業(yè)也在不斷地發(fā)展進(jìn)步。通過規(guī)劃虛擬零件運(yùn)動路徑，檢驗(yàn)和試驗(yàn)許多裝配操作過程。研究虛實(shí)裝配方式、運(yùn)動路徑規(guī)劃、裝配中碰撞檢測和力反饋輸出，通過搬送、聯(lián)接、調(diào)整、檢查等操作把具有一定幾何形狀的物體組合到一起。在控制理論的指導(dǎo)下，由可以自由編程的機(jī)器人作為裝配機(jī)械。對生產(chǎn)的物流和人的作用進(jìn)行綜合的研究，使這種系統(tǒng)能夠適應(yīng)生產(chǎn)的變化。關(guān)注電子學(xué)、電子計(jì)算機(jī)技術(shù)、零件檢測和機(jī)床裝料自動化，應(yīng)用現(xiàn)代的計(jì)劃方法和控制手段。

（3）隨著時代的發(fā)展，在機(jī)械制造業(yè)CNC，F(xiàn)MC，F(xiàn)MS的出現(xiàn)逐步取代了傳統(tǒng)的制造裝配技術(shù)。通過快速、準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)虛實(shí)物體間碰撞檢測和力反饋輸出，到達(dá)人類難以進(jìn)入或非常危險(xiǎn)的區(qū)域。機(jī)械設(shè)計(jì)制造的自動化發(fā)展導(dǎo)致自動化裝配不僅可以將若干部件和另外一些零件裝配成完整的產(chǎn)品，具備高度自動化的加工能力。而且可以對重要的部件裝配完成后進(jìn)行測試，保障生產(chǎn)安全?，F(xiàn)代自動化技術(shù)在機(jī)械裝配中的應(yīng)用就是涉及到機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制理論和計(jì)算機(jī)技術(shù)等，整個產(chǎn)品生產(chǎn)裝配過程中各個階段的工藝的和組織的因素都匯集到一起。研制高效的和可靠的自動化生產(chǎn)線、計(jì)算機(jī)應(yīng)用于生產(chǎn)的信息系統(tǒng)和自動化控制系統(tǒng)，本著實(shí)用可靠而又能適應(yīng)產(chǎn)品的發(fā)展的原則進(jìn)行自動化裝配。

2　機(jī)械裝配過程自動化的意義

在現(xiàn)代化生產(chǎn)中廣泛地使用裝配機(jī)械，注重配套發(fā)展機(jī)械自動化技術(shù)。裝配機(jī)械是一種特殊的機(jī)械，需用項(xiàng)目的基礎(chǔ)工作和從實(shí)際出發(fā)的推廣應(yīng)用工作。區(qū)別于通常用于加工的各種機(jī)床，廣泛采用程序數(shù)控機(jī)床。其為特定的產(chǎn)品而設(shè)計(jì)制造并具有較高的開發(fā)成本，需配套發(fā)展自動化元件及控制系統(tǒng)。最初的裝配機(jī)械在使用中只有很少或完全不具有柔性，缺少可編程控制器、微處理機(jī)、各種傳感器、新型刀具、控制系統(tǒng)及系統(tǒng)軟件、電子計(jì)算機(jī)等。因此，機(jī)械裝配過程自動化的發(fā)展具有至關(guān)重要的意義。

（1）結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際發(fā)展機(jī)械自動化技術(shù)，保證工作的一致性和穩(wěn)定性。先進(jìn)裝配技術(shù)的全部真諦在于扎扎實(shí)實(shí)地抓好自動化技術(shù)應(yīng)用，因?yàn)槿斯げ僮饕呀?jīng)不能與當(dāng)前的社會經(jīng)濟(jì)條件相適應(yīng)。發(fā)展機(jī)械自動化技術(shù)應(yīng)以企業(yè)的生產(chǎn)和技術(shù)發(fā)展的實(shí)際需要及具體條件為導(dǎo)向，通過虛擬構(gòu)造虛實(shí)零件碰撞點(diǎn)和區(qū)域來定義碰撞檢測，對合適的產(chǎn)品采用與之相適應(yīng)的自動化方式進(jìn)行生產(chǎn)。統(tǒng)計(jì)分析一些典型產(chǎn)品的裝配時間占總生產(chǎn)時間的一半左右，設(shè)計(jì)裝配方案必須盡可能壓縮人工操作這部分時間。

（2）我國發(fā)展機(jī)械自動化技術(shù)有助于取得良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益和社會經(jīng)濟(jì)效益。裝配效率的提高對產(chǎn)品生產(chǎn)效率的提高具有重要的意義。自動化的裝配系統(tǒng)用于中小批量生產(chǎn)還是近幾年的事，相對于加工技術(shù)而言裝配技術(shù)落后許多年。這種裝配系統(tǒng)一般都除了機(jī)器人以外其他部分也要能夠改裝和調(diào)整，在發(fā)展現(xiàn)代機(jī)械自動化技術(shù)時實(shí)現(xiàn)虛擬零件坐標(biāo)采集和力反饋輸出。此外，對于裝配系統(tǒng)來說具有柔性的外圍設(shè)備，都將是今后機(jī)械自動化的主要技術(shù)基礎(chǔ)。具有結(jié)合實(shí)際為大批量生產(chǎn)而設(shè)計(jì)的，注重實(shí)用，對國民經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生實(shí)際效益的裝配技術(shù)的自動化。

（3）我國機(jī)械裝配業(yè)各企業(yè)有大量的通用設(shè)備，發(fā)展低成本自動化技術(shù)，具備準(zhǔn)確判斷、靈巧操作且潛力大，前景廣的優(yōu)點(diǎn)。裝配是一項(xiàng)復(fù)雜的生產(chǎn)過程，但機(jī)械裝配過程自動化投資省，見效快，并具有事半功倍的經(jīng)濟(jì)效果。加工技術(shù)的現(xiàn)代化適合我國現(xiàn)階段的發(fā)展需要和國情，具有一定通用性。充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)自動化管理的優(yōu)勢和人的創(chuàng)造性，采用適當(dāng)?shù)淖詣踊潭?。發(fā)展機(jī)械自動化技術(shù)，共同構(gòu)成一個以人為中心、以信息自動化為先導(dǎo)、樹立自主的單元化生產(chǎn)系統(tǒng)，大幅度提高裝配質(zhì)量和整理裝配生產(chǎn)效率。趨向于微型化、虛擬化和智能化的機(jī)械裝配自動化符合我國國情的機(jī)械自動化技術(shù)發(fā)展應(yīng)用新途徑，已成為現(xiàn)代生產(chǎn)的重點(diǎn)環(huán)節(jié)。

參考文獻(xiàn)：

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