機械自動化在汽車制造中的應用

雷云進

摘要：機械自動化在汽車制造中應用在優(yōu)化與調(diào)整汽車制造流水工序合理化、科學化的基礎上，可進一步保障汽車制造的安全性與穩(wěn)定性。本文以機械自動化在汽車制造中的應用為討論方向，首先對機械自動化在汽車制造中的應用價值與優(yōu)勢進行分析，繼而論述了機械自動化在汽車制造中的具體應用。研究中，以汽車制造中的自動控制系統(tǒng)、自動組裝技術、集成技術與自動檢測技術四個方面來揭示機械自動化在汽車制造中的應用價值，對促進我國汽車制造業(yè)發(fā)展具有深遠影響。

Abstract： The application of mechanical automation in automobile manufacturing can further guarantee the safety and stability of automobile manufacturing on the basis of optimizing and adjusting the flow process of automobile manufacturing to be rationalized and scientific. This article takes the application of mechanical automation in automobile manufacturing as the direction of discussion. First， it analyzes the application value and advantages of mechanical automation in automobile manufacturing， and then discusses the specific application of mechanical automation in automobile manufacturing. In the research， four aspects of automatic control system， automatic assembly technology， integration technology and automatic detection technology in automobile manufacturing are used to reveal the application value of mechanical automation in automobile manufacturing， which has a profound impact on promoting the development of my country's automobile manufacturing industry.

關鍵詞：機械自動化;汽車制造;應用與分析

Key words： mechanical automation;automobile manufacturing;application and analysis

中圖分類號：U472.43??????????????????????????????????? 文獻標識碼：A????????????????????????????????? 文章編號：1674-957X（2021）21-0204-02

0? 引言

在汽車制造生產(chǎn)的時候，運用自動化機械設備進行生產(chǎn)模式進行優(yōu)化可以顯著提升生產(chǎn)質(zhì)量與效率，在提升企業(yè)實際經(jīng)濟效益的基礎上，保障汽車制作不斷創(chuàng)新。汽車制造中依托機械自動化設備可以助力技術生產(chǎn)人員可以全面的了解到設備運轉(zhuǎn)狀況，節(jié)約生產(chǎn)工作時間的同時，提升技術生產(chǎn)人員工作質(zhì)量與效率。降低技術生產(chǎn)人員工作壓力顯著降低的同時，確保設備工作量與速度。加之，對生產(chǎn)環(huán)節(jié)中機械自動化設備優(yōu)化特征可以給生產(chǎn)技術人員提供出更為精準的生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息。在確保企業(yè)單位經(jīng)濟效益基礎上，降低資源浪費狀況。對企業(yè)內(nèi)技術生產(chǎn)人員來講，通過不斷對機械自動化設備進行優(yōu)化，可以降低人力資源損耗，提升汽車制造質(zhì)量與效率保障企業(yè)經(jīng)濟穩(wěn)定發(fā)展[1]。

1? 機械自動化在汽車制造中的應用價值與優(yōu)勢分析

機械自動化在汽車制造中的應用優(yōu)勢如下：

1.1 提供科學制造方案

隨著我國社會信息技術的跨越式發(fā)展與變革，現(xiàn)階段機械自動化設備逐漸將朝向智能化方向發(fā)展，運用合理化智能計劃成為汽車制造業(yè)高效化發(fā)展的重要因素。智能化優(yōu)化主要以降低人力資源投入力度，將機械設備替代人力資源，降低企業(yè)人力資源成本投入，提升企業(yè)單位經(jīng)濟效益。在對智能化優(yōu)化技術進行制定的時候，技術生產(chǎn)人員要依照企業(yè)單位經(jīng)營狀況，對先進化機械自動化引入其中，降低資源出現(xiàn)浪費狀況。與此同時，技術生產(chǎn)人員需要依照設備實際應用實際狀況構建出優(yōu)質(zhì)的通信系統(tǒng)，確保設備內(nèi)各類運行數(shù)據(jù)可以被有效運用，提升生產(chǎn)系統(tǒng)整體運行效率。運用合理性智能優(yōu)化計劃，不但可以保障設備運行數(shù)據(jù)信息運用效率可以顯著提升，還可以保障企業(yè)經(jīng)濟效益。選取出合理性與科學性的智能化優(yōu)化計劃，可以保障設備內(nèi)每個子系統(tǒng)中信息數(shù)據(jù)可以獲得較好的收集速度，保障設備運轉(zhuǎn)效率。在一般狀況下，為了可以保障機械系統(tǒng)可以最佳運行，需要技術生產(chǎn)人員全面的了解設備運轉(zhuǎn)狀況[2]。

1.2 依托數(shù)據(jù)模型，提高企業(yè)效益

技術生產(chǎn)人員通過對機械自動化設備運行周期和配置函數(shù)的了解做好相關的分析統(tǒng)計工序。依照機械自動化設備運行實際狀況合理化處理的對數(shù)據(jù)信息進行處理，繼而與數(shù)據(jù)信息處理狀況相結(jié)合構建出有關數(shù)據(jù)信息模型，依托數(shù)據(jù)模型優(yōu)化與動態(tài)化調(diào)整汽車制造流水線及具體安裝，在優(yōu)化工作流程及效率的同時，可提高企業(yè)汽車制造產(chǎn)量。此外，依托數(shù)據(jù)模型可將汽車制造中的直接成本與間接成本直觀展示，汽車制造成本是企業(yè)生產(chǎn)中的重要組成部分，傳統(tǒng)成本計算與統(tǒng)計多數(shù)以人員調(diào)查與相關數(shù)據(jù)分析，成本預算與實際仍存在一定差異，如通過自動化機械設備生產(chǎn)，對材料費用、設備折損等費用一目了然，對提高企業(yè)經(jīng)濟效益具有實質(zhì)意義[3]。

2? 機械自動化在汽車制造中的具體應用

2.1 自動控制系統(tǒng)

自動控制系統(tǒng)是機械自動化在汽車制造生產(chǎn)中較為關鍵的系統(tǒng)，完善與優(yōu)化汽車生產(chǎn)線的同時，保障了汽車制造工序有序進行，對促進汽車制造生產(chǎn)安全性與穩(wěn)定性具有實質(zhì)意義[4]。以焊鉗為例，汽車自動焊鉗控制系統(tǒng)主要以氣控、電控兩大模塊組成，電控依托PLC程序控制器與焊接控制箱組成，在焊接過程中PLC接受檢測信號與焊接控制箱通信，在經(jīng)過程序后控制啟動系統(tǒng)的電磁閥動作。自動焊鉗加壓氣缸與運動機構驅(qū)動氣缸動作都是由電池閥控制氣缸內(nèi)壓縮空氣流向?qū)崿F(xiàn)，焊鉗動作有行程開關檢測繼而發(fā)出信號，由主控制系統(tǒng)PLC控制電池閥換位，繼而協(xié)調(diào)焊鉗工作[5]。

此外，該自動控制系統(tǒng)中配備了應急控制系統(tǒng)，為我國汽車制造安全發(fā)展提供有力支撐，如汽車制造生產(chǎn)過程中出現(xiàn)故障及問題，系統(tǒng)根據(jù)流水線情況開啟報警模式并強行停止與終端生產(chǎn)作業(yè)行為，同時自動控制系統(tǒng)具有信息采集、收集、整理、建模、規(guī)劃等功能，將故障類型、故障生成因素上傳控制中心，控制中心通過數(shù)據(jù)收集下發(fā)指令，將神經(jīng)元系統(tǒng)、故障診斷系統(tǒng)及模糊邏輯系統(tǒng)融合，繼而優(yōu)化生產(chǎn)流程。

2.2 自動組裝技術

汽車制作流水中汽車組裝與緊固件是汽車制造的核心工藝環(huán)節(jié)，過去汽車組裝主要依靠人工完成不僅費時費力同時難以保證組裝質(zhì)量。而自動組裝技術的應用可以提高汽車制造的生產(chǎn)效率和自動化程度，例如，作為機械基礎件之一的緊固件，其技術先進程度是設備制造業(yè)中保證技術水平和產(chǎn)品質(zhì)量的關鍵環(huán)節(jié)。PLC自動組裝設備控制系統(tǒng)，由PLC控制器、旋轉(zhuǎn)電機、頂針、伺服驅(qū)動器、編碼器、伺服電機、取料組裝盤、氣動電磁閥、氣動壓輪、升降氣缸、壓輪開/合位置（彈墊、平墊、套管）限位開關[6]。其中 PLC是整個控制系統(tǒng)的核心，通過控制壓輪的上下升降、伺服電機的轉(zhuǎn)動以及旋轉(zhuǎn)電機控制頂針的伸縮來實現(xiàn)整個設備的動作。由于伺服電機是一種自帶編碼器的閉環(huán)作動器，因此，通過驅(qū)動進料組合驅(qū)動頂針，實現(xiàn)工件的運動，伺服電機通過驅(qū)動進料組裝完成裝夾后，工件的運動，伺服電機具有較高的定位精度，滿足了設備對平移位置精度的要求。通過氣動電磁閥，實現(xiàn)壓輪下壓、上抬和缸體的伸縮控制，限位開關可將壓輪上、下油缸的伸縮狀態(tài)反饋給 PLC保證設備正常運行。據(jù)此，自動組織技術應用于汽車組成與緊固件中，依托自動化機械設備實現(xiàn)組裝自動化，解放人力的同時，對提高汽車組裝穩(wěn)定性具有實質(zhì)意義。此外，依托自動組織技術，員工的主要任務是設定組裝流程，配件按照流程自動組裝。生產(chǎn)線在組裝過程中該系統(tǒng)采取安全防護措施，避免生產(chǎn)過程中各種危險事故的發(fā)生。

2.3 集成技術

機械自動化在汽車制造業(yè)的應用中集成技術較為關鍵。機械自動化技術跨越式發(fā)展集成技術為諸多領域提供了有力支撐，集成技術泛指將多元單元系統(tǒng)整合以此形成完整系統(tǒng)。傳統(tǒng)汽車制造業(yè)系統(tǒng)相對分散，各工序各作業(yè)整體存在嚴重的孤島化現(xiàn)象，依托機械自動化集成技術對各生產(chǎn)流程整合的同時，便于提高整體制造水平[7]。例如：將通信、數(shù)據(jù)庫、集成技術融合，促進整體汽車生產(chǎn)過程靈活且開發(fā)，管理人員可對生產(chǎn)制造流程動態(tài)化分析的同時，提高汽車生產(chǎn)智能化與自動化程度?，F(xiàn)階段我國集成技術在汽車制造中較常見的應用技術為依托物聯(lián)網(wǎng)構建汽車制造系統(tǒng)集成設計云平臺。

借助云平臺共享設計知識庫，可方便地在云平臺上調(diào)用專家設計知識、技術方案、可用的功能模塊及其規(guī)格，以及設計手冊、數(shù)據(jù)表、設計方法、聯(lián)機監(jiān)測信息（系統(tǒng)性能、機器故障、維修記錄、剩余使用壽命），形成基于云計算的設計知識庫。利用物聯(lián)網(wǎng)技術，挖掘機械狀態(tài)在線監(jiān)測數(shù)據(jù)，結(jié)合專家的經(jīng)驗知識、新技術方法和新模塊開發(fā)更新知識庫，實現(xiàn)汽車制造系統(tǒng)不同站點的設計知識庫，通過實時訪問知識庫促進協(xié)同設計。

2.4 自動檢測技術

現(xiàn)代化社會發(fā)展趨勢下，我國汽車制造行業(yè)競爭程度不斷加劇，汽車企業(yè)為了保障自身效益最大化及在市場競爭中占據(jù)先機，都積極探索與革新汽車制造工藝，依托產(chǎn)品精細化發(fā)展保障汽車質(zhì)量不斷提升，其中自動檢測技術為汽車企業(yè)與汽車制造檢測環(huán)節(jié)變革提供有力支撐。傳統(tǒng)質(zhì)量檢測技術無法滿足現(xiàn)代社會發(fā)展需求的基礎上，自動化檢測技術為產(chǎn)品制造檢測提供技術支持，規(guī)避傳統(tǒng)因人工檢測遺漏出現(xiàn)質(zhì)量問題的同時，進一步提高檢測效率與質(zhì)量。此外，隨著自動化技術的不斷發(fā)展與革新，自動化檢測技術與儀器有了全新突破，依托物聯(lián)網(wǎng)感知節(jié)點信息對系統(tǒng)硬件條件，通過追蹤系統(tǒng)硬件元件結(jié)構中的數(shù)據(jù)操作空間，構建網(wǎng)絡節(jié)點感知圖，實現(xiàn)制造質(zhì)量可視化。

檢測系統(tǒng)中設置了不同的數(shù)據(jù)處理模塊，提高了整個硬件設計的有效性。該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模塊由監(jiān)測模塊構成，通過監(jiān)測數(shù)據(jù)模塊實現(xiàn)自動檢測，數(shù)據(jù)監(jiān)測模塊包括數(shù)據(jù)監(jiān)測模塊和信號檢測模塊。其中，數(shù)據(jù)監(jiān)控模塊選用工業(yè)數(shù)碼攝像機，連接到攝像機狀態(tài)，接收精度高，抗干擾能力強，具有ISM多波段、不需申請頻率自由使用、多頻率可選、多種傳輸速率等特點，可方便嵌入系統(tǒng)中實現(xiàn)ISSI通道偵測功能的基礎上具有較強的監(jiān)測性能。

3? 結(jié)論

綜上所述，本文以機械自動化在汽車制造中的應用為討論方向，研究中可以得出，機械自動化在汽車制造中應用不僅完善了傳統(tǒng)汽車制造流程中存在的不足，同時可進一步提高生產(chǎn)效率，對促進我國汽車制造企業(yè)經(jīng)濟效益最大化與可持續(xù)化發(fā)展而言具有現(xiàn)實意義。

參考文獻：

[1]王曉健.自動化技術在汽車機械制造中的應用分析[J].內(nèi)燃機與配件，2021（14）：220-221.

[2]曹揚炯.淺談機械設備自動化安裝及控制領域應用研究[J].中國設備工程，2021（13）：198-199.

[3]谷德鑫，王本義.關于機械自動化在汽車制造中的應用[J].內(nèi)燃機與配件，2021（03）：192-193.

[4]張生洋，楊雙江.自動化技術在汽車機械制造中的應用研究[J].內(nèi)燃機與配件，2020（23）：177-178.

[5]尹華龍，尚艷霞.淺析機械自動化在汽車制造中的應用優(yōu)勢與發(fā)展趨勢[J].科技風，2020（26）：129-130.

[6]李兆基，姜思旭，劉宇奇，尚哲.汽車制造中的機械自動化技術應用[J].中國新技術新產(chǎn)品，2020（15）：56-57.

[7]朱向東，韓濤，華秀萍，蔣偉文，王盼.機械自動化在汽車制造中的應用分析[J].內(nèi)燃機與配件，2020（09）：145-146.