机械装配过程自动化之我见

【摘 要】机械制造业是制造业的核心，而装配是机械制造过程的最后环节。机械装配的自动化合理性更是核心中的重点，对产品的成本和生产效率有着重要影响。机械装配是按照设计的技术要求实现机械零件或部件的连接并把机械零件或部件组合成机器，研究和发展新的装配技术实现装配过程的自动化已成为现代工业生产中迫切需要解决的一个重要问题。

【关键词】机械 装配 自动化

装配过程是农业机械、动力机械、运输机械和矿山机械等机械产品制造过程中必不可少的环节，包括机器装配、调整、检验和试验等工作。人工操作的装配是一个劳动密集型的过程，既使是全部合格的零件如果装配不当也不能形成质量合格的产品。劳动量在产品制造总劳动量中占有相当高的比例，当劳动量过多时容易造成零件或部件进行配合和连接不当。随着先进制造技术的应用，提高装配效率是制造工业中急需解决的关键问题。常用的装配工艺有：清洗、平衡、螺纹联接、过盈配合联接、校正等，如果仍旧采用人工装配的方式制造零件劳动量的下降速度比装配劳动量下降速度快得多。机械装配是机械制造中决定机械产品质量的重要工艺过程，大幅度提高装配质量和整理装配生产效率是机械制造工程的一项重要任务。

1机械装配过程自动化概括

（1）在机械加工自动化程度不断得到提高的情况下，国民经济如冶金设备、化工设备和工作母机等设备的部门的机械装配就是其中的核心。自动化装配具备装配效率高，保证装配质量和使用性能的优点。使产品生产成本下降，并且可以满足各种不同产品结构的需要。自动装配过程一般在流水线上进行，根据规定的技术要求使之成为半成品或成品。采用各种机械化装置来完成劳动量最大和最繁重的工作，是机器制造过程中最后一个环节。降低工人的劳动强度，为人们的生产生活带来了很多便利。不会因工人疲劳、疏忽、情绪、技术不熟练等因素的影响而造成产品质量缺陷或不稳定，更加趋向于微型化、虚拟化和智能化。

（2）自动化装配所占用的生产面积比手工装配完成同样生产任务的工作面积要小得多，在机械设计制造装配领域掀起了一股以发展自动化为主流的热潮。随着科学技术的发展和进步，在电子、化学、宇航、国防等行业也在不断地发展进步。通过规划虚拟零件运动路径，检验和试验许多装配操作过程。研究虚实装配方式、运动路径规划、装配中碰撞检测和力反馈输出，通过搬送、联接、调整、检查等操作把具有一定几何形状的物体组合到一起。在控制理论的指导下，由可以自由编程的机器人作为装配机械。对生产的物流和人的作用进行综合的研究，使这种系统能够适应生产的变化。关注电子学、电子计算机技术、零件检测和机床装料自动化，应用现代的计划方法和控制手段。

（3）随着时代的发展，在机械制造业CNC，FMC，FMS的出现逐步取代了传统的制造装配技术。通过快速、准确地实现虚实物体间碰撞检测和力反馈输出，到达人类难以进入或非常危险的区域。机械设计制造的自动化发展导致自动化装配不仅可以将若干部件和另外一些零件装配成完整的产品，具备高度自动化的加工能力。而且可以对重要的部件装配完成后进行测试，保障生产安全。现代自动化技术在机械装配中的应用就是涉及到机械技术、微电子技术、自动控制理论和计算机技术等，整个产品生产装配过程中各个阶段的工艺的和组织的因素都汇集到一起。研制高效的和可靠的自动化生产线、计算机应用于生产的信息系统和自动化控制系统，本着实用可靠而又能适应产品的发展的原则进行自动化装配。

2机械装配过程自动化的意义

在现代化生产中广泛地使用装配机械，注重配套发展机械自动化技术。装配机械是一种特殊的机械，需用项目的基础工作和从实际出发的推广应用工作。区别于通常用于加工的各种机床，广泛采用程序数控机床。其为特定的产品而设计制造并具有较高的开发成本，需配套发展自动化元件及控制系统。最初的装配机械在使用中只有很少或完全不具有柔性，缺少可编程控制器、微处理机、各种传感器、新型刀具、控制系统及系统软件、电子计算机等。因此，机械装配过程自动化的发展具有至关重要的意义。

（1）结合生产实际发展机械自动化技术，保证工作的一致性和稳定性。先进装配技术的全部真谛在于扎扎实实地抓好自动化技术应用，因为人工操作已经不能与当前的社会经济条件相适应。发展机械自动化技术应以企业的生产和技术发展的实际需要及具体条件为导向，通过虚拟构造虚实零件碰撞点和区域来定义碰撞检测，对合适的产品采用与之相适应的自动化方式进行生产。统计分析一些典型产品的装配时间占总生产时间的一半左右，设计装配方案必须尽可能压缩人工操作这部分时间。

（2）我国发展机械自动化技术有助于取得良好的技术经济效益和社会经济效益。装配效率的提高对产品生产效率的提高具有重要的意义。自动化的装配系统用于中小批量生产还是近几年的事，相对于加工技术而言装配技术落后许多年。这种装配系统一般都除了机器人以外其他部分也要能够改装和调整，在发展现代机械自动化技术时实现虚拟零件坐标采集和力反馈输出。此外，对于装配系统来说具有柔性的外围设备，都将是今后机械自动化的主要技术基础。具有结合实际为大批量生产而设计的，注重实用，对国民经济产生实际效益的装配技术的自动化。

（3）我国机械装配业各企业有大量的通用设备，发展低成本自动化技术，具备准确判断、灵巧操作且潜力大，前景广的优点。装配是一项复杂的生产过程，但机械装配过程自动化投资省，见效快，并具有事半功倍的经济效果。加工技术的现代化适合我国现阶段的发展需要和国情，具有一定通用性。充分发挥计算机自动化管理的优势和人的创造性，采用适当的自动化程度。发展机械自动化技术，共同构成一个以人为中心、以信息自动化为先导、树立自主的单元化生产系统，大幅度提高装配质量和整理装配生产效率。趋向于微型化、虚拟化和智能化的机械装配自动化符合我国国情的机械自动化技术发展应用新途径，已成为现代生产的重点环节。

参考文献：

[1]刘治华.机械制造自动化技术[M].郑州大学出版社，2015（5）.

[2]楼佩煌.机械制造自动化[M].东南大学出版社，2015（9）.

[3]赵雪松.机械制造技术基础[M].华中科技大学出版社，2014（11）.