基于现代化背景的机械装配自动化及应用研究

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摘 要：目前，各行业自动化与机械化程度都有所提升，尤其是机械装配方面，不但能够促进装配水平与生产效率的提升，还可以将成本降到最低。因此，文章将对实现机械装配自动化的意义进行阐述，详细分析基于现代化背景的机械装配自动化与运用，并探究机械装配自动化未来的发展趋势，希望可以为相关工作者的研究提供一些帮助。
关键词：现代化背景；机械装配；自动化；发展趋势
中图分类号：TG95 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）20-0160-02
Abstract： At present， the degree of automation and mechanization in various industries has been improved， especially in mechanical assembly， which can not only promote the assembly level and production efficiency， but also reduce the cost to the minimum. Therefore， this paper elaborates the significance of realizing mechanical assembly automation， analyzes in detail the mechanical assembly automation and application based on modern background， and explores the future development trend of mechanical assembly automation. It is hoped that it can provide some help for the research of the relevant workers.
Keywords： modernization background； mechanical assembly； automation； development trend
前言
进入新时代后，随着社会经济快速发展，机械装配得到了人们的广泛关注，而要想进一步提高生产效率与装配水平，就必须增强其自动化程度。因此，必须了解机械装配自动化实现的意义，并从运用状况、制造环节运用、具体运用范围以及运用形式等方面入手，详细探究现代化背景下的机械装配自动化及运用，确定机械装配自动化的发展趋势，提高机械装配质量，从而促进我国机械生产行业更好发展。
1 实现机械装配自动化的意义
在机械制造中，现代化机械装配占据着重要地位，并且由人工完成的装配过程是一种劳动密集型活动，其中生产率就是工作人员将操作落实需要的时间函数[1]。目前，随着科学技术的发展与运用，在劳动量方面，相较于机械装配，零件制造的劳动量更低，这也就表明，如果仍然选择传统人工装配方式，那么制造工作整体比值必然会逐渐提升。同时，通过调查可知，在装配特殊产品时，花费的时间通常在产品的总生产时间中占据54%比例，这也就使得必须对装配效率问题进行有效解决。相关数据表明，机械装配自动化具有三方面优点：首先，在现代化背景下，机械装配自动化程度逐渐提高，有利于装配效率的提升，并且可以将产品生产成本与管理成本降到最低。其次，自动化的实现还可以为流水线式模式的实现提供有力保障，因此，将机械化设施运用到有着较大劳动量的工作中，可以在一定程度上减少员工劳动强度。最后，机械装备自动化程度的提升，还可以将工作人员疲劳、疏忽以及情绪等主观因素给产品质量带来的不良影响降到最低。
2 基于现代化背景的机械装配自动化与运用
2.1 国内机械自动化技术运用状况
通过调查可知，当前，在自动化技术运用领域中，我国依然处在单机自动化和刚性自动化这一阶段，只有少数大型企业运用了头型制造系统或者是单元。而对发达国家而言，其不但利用计算机来完成管理工作，在这一基础上，还加强了对组织更新与体制管理生产模式的重视，特别是各种管理思想技术，如敏捷制造、并行工程、准时生产以及精益生产等。结合我国目前实际状况可知，还存在部分大型企业并没有运用计算机这一辅助形式来完成管理，并且很多中小型企业依然处在经验管理这一阶段，而发达国家则加强了对设计数据和准则更新的持续性研究，通过新型设计方式的选择与CAD辅助性技术的普及，尝试将无图纸模式的设计和生产推行到大型企业中。充分考虑我国实际情况，通常情况下，国内企业很少会运用CAD这一技术，相较于工业较为发达的国家，我国在新型加工方法运用方面有着较低的普及率，如精细加工、超塑加工、高精密加工以及微细加工等，并且目前处在上述加工方法的开发、掌握阶段。
2.2 机械自动化在制造环节中的运用
首先，自动化信息系统。通过分析机械制造的自动化信息系统可知，其主要由辅助制造、工艺辅助设计、计算机辅助以及数据库系统等构成。其中，輔助制造就是通过对计算机数值的控制来完成生产环节中的产品生产工艺管理工作；工艺辅助设计则可以优化并提升产品的施工工艺，以此来增加产品生产的标准化程度；计算机辅助是指辅助工程师通过对图形设计软件或者是计算机设备等来对机械构件、构造进行设计；而数据库系统则是指计算机中包含的和产品设计、生产制造等环节相关的合理化、系统化管理数据信息[2]。
其次，自动化生产系统。这一系统能够促进自动装卸机械组件的实现，并为循环工序的自动化与持续性提供有力保障。将自动化生产系统运用到具体生产环节中，机械制造企业既可以将这一环节中因人为失误而导致的问题降到最低，还能够替代工人劳动，减少其工作任务量，促进持续性改善劳动环境的实现，以此来在最大程度上提高产品质量。
最后，自动化供输系统。通常情况下，物资供输系统能够将机械制造需要的原材料与各种成品自动输送到提前预定好的位置。在这一系统中，其主要由自动软件系统、自动输送设备以及单机自动装置等构成，由此可知，在机械制造自动化中，物资供输系统是占据重要地位的一个细分系统。
2.3 机械装配自动化具体运用范围
一方面，柔软性较好的外围设备。结合现代化装配机械展开分析可知，外围设备有着较大的特殊性，并且通过对比可知，这一设备和传统加工机床之间存在较大差异。在这一过程中，装配机械主要是被运用到特定产品制造中，在这种情况下，装配机械必然需要投入众多生产成本和开发成本，并且在对这种机械进行运用时，并不具备充足的柔性。结合目前实际情况可知，因为现代化背景下的机械装配自动化依然处在初级阶段，所以机械装配的自动化系统通常只能完成小批量工业的生产。这也就表明要想促进机械装配自动化程度的提升，机械中就必须存在柔性较高的外围设备，如能够对抓钳与工具库进行连接的更换系统、可以展开适当调节的产品输送设备和零件仓储设备等。同时，在这一过程中，在某种程度上，柔性更是机械系统具备的特性，可以为将这一系统运用到全方位生产中奠定良好基础。
另一方面，大批量生产中的运用。结合具体调查结果可知，在大批量生产中，现代化装配機械得到了广泛运用，其中，大批量生产的规模是指工程的年产量需要超过100万件，工件质量应该不小于50克，并且工件的产度需要超过110毫米。同时，在具体运用过程中，对于典型机械装配对象，必须保证其与机械装配过程相匹配，通常情况下，典型机械装配对象主要包含打印机墨盒、刷子以及剃须刀等。另外，这种类型的机械装配自动化是一种高科技，从构造装配机械方法这一层面入手，可以把现代化的装配机械定位成特种的柔性机械，就算当前现代技术可以通过相应工作人员的辅助来有效结合复杂性较高的机械装配问题，但现代化背景下等的机械装配自动化依然处在特定范围中，具有一定的经济性与现实性，这也就意味着能够以运用可靠为前提，充分考虑产品发展的具体要求，从而在最大程度上提高机械装配的自动化程度[3]。
2.4 机械装配自动化运用形式
首先，信息流。在机械装配过程中，信息流就是通过对计算机形式的利用，完成对相关软件各形式的管理工作，如全面设计与制造等。在这一过程中，工作人员需要凭借计算机来完成图形设计工作，并描绘好机械装配形式，只有这样，才能将关键信息与依据提供给后续的机械装配工作流程。同时，在这一运用形式中，数控技术占据着核心地位，即对计算机数值进行控制的技术，利用这一工作形式，工作人员不但能够简化具体工作流程，还可以进一步优化工艺形式，有利于统一管理形式的形成。
其次，加工系统。机械装配加工中存在众多有着较高危险性与重复性的工作，针对这一问题，可以通过对自动化技术的运用来有效解决，并建立健全自动化的机械装配加工流程，这样，既能够促进装配工作准确性的大幅度提升，还可以增强装配产品质量。同时，在将自动化技术引进到机械装配工作中，还有利于为加工过程中员工人身安全提供有力保障，将安全事故出现概率降到最低。这种运用形式是对传统加工方式的全面颠覆，在企业未来更好发展中，其发挥着重要作用。
最后，检测过程。目前，在机械行业快速发展背景下，装配产品质量得到了人们的广泛关注，并进一步提高了相应要求，并且有着较高质量的机械装配零件数量与种类也逐渐变得多样化，这也就使得机械装配检查工作不得不面临更大困难与挑战。在这一背景下，传统检测方式已经无法满足当前时代发展需求，因此，必须加强对自动化技术的运用，实现机械装配自动化，并有效改进检测形式，全面提升各检测环节性能。同时，还应该通过对先进技术形式的利用，如计算机等，做好全部结果的分析与处理工作，这样，可以为获得准确检测结果提供有力保障，并促进企业经济效益的大幅度提升。
3 机械装配自动化未来的发展趋势
一方面，加大配套技术研发力度。机械装配自动化技术主要涉及到机械技术、计算机技术、零件检测、微电子技术以及自动控制体系等内容，这也就表明，要想进一步推动该技术的发展，就必须实现机床装料、零件检测以及电子学的自动化，并研发出具有可靠、高效等特点的自动化机械装配线、信息系统以及监控系统。同时，在发展这一技术时，还需要研发出配套的各种元件，如传感器、可编程监控器等。另一方面，进一步发展成本低、见效快的技术。机械装配自动化具有前景广、潜力大、见效快以及投资小等优点，而这使得机械装配自动化的运用可以获得良好的经济效果，并且与国内当前的工业发展需求相符。同时，在具体运用过程中，还应该对机床结构进行合理调整，并加大CAD技术的引进力度，充分发挥出软件自动化管理优势，为现代化机械装配发展奠定良好基础[4]。
4 结束语
综上所述，在现代化背景基础上提高机械装配的自动化程度已经成为了一项重要工作。因此，必须正确认识机械装配自动化，从自动化信息系统、自动化生产系统以及自动化供输系统等方面入手，详细探究制造环节中的机械自动化，了解信息流、加工系统以及检测过程等方面的机械装配自动化运用形式，并明确加大配套技术研发力度与进一步发展成本低见效快技术等发展趋势，从而促进机械装配自动化程度的大幅度提升。
参考文献：
[1]王卉，孙文轩.机械装配的自动化应用与发展之研究[J].山东工业技术，2016（15）：32-32.
[2]周军.浅析大批量个性定制产品装配自动化的概念设计及结构规划[J].科技创新与应用，2016（5）：106-106.
[3]霍辉，史玮.机械装配技术在自动化生产线中应用[J].内燃机与配件，2018，263（11）：256-257.
[4]陈水金，胡国清，张冬至.基于气动机械手的螺杆柔性自动化装配及其PLC控制[J].液压与气动，2011（10）：18-20.