機械制造裝備的自動化技術

張曉陽

[摘 ? ?要]機械制造裝備是現代自動化生產中不可或缺的基礎條件。在工業生產中，越來越先進的自動化技術為機械制造裝備不斷增加附加值，讓它們替代人工更多地高效率完成工作。尤其是工業機器人的出現與發展，讓機械制造裝備得到了升級。分析了機械制造裝備的自動化技術應用特點，指出了應用中的突出問題，并著重探討了在相關應用中優化機械制造裝備自動化技術的策略。

[關鍵詞]機械制造裝備;生產線;自動化技術;工業機器人

[中圖分類號]TN830.1 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）08–00–02

[Abstract]Machinery manufacturing equipment is an indispensable basic condition in modern automated production.In industrial production，more and more advanced automation technology continues to add added value to machinery manufacturing equipment，allowing them to replace labor to complete more efficient work.Especially the emergence and development of industrial robots have upgraded machinery manufacturing equipment.The article analyzes the application characteristics of the automation technology of machinery manufacturing equipment，points out the outstanding problems in the application，and focuses on the strategy of optimizing the automation technology of machinery manufacturing equipment in related applications.

[Keywords]machinery manufacturing equipment; production line; automation technology; industrial robot

無論是生產線上的自動化技術應用，還是得到技術集成的工業機器人操作，都體現了當代機械制造水平的躍進式發展。技術是工業生產中的第一生產力，也是驅動其不斷創新的前提。然而，先進的自動化技術的相關應用也是循序漸進式推廣的，在過程中還存在著一些突出問題，應當得到人們的關注。人們應該立足于這些問題，有的放矢地應用自動化技術以及工業機器人，讓它們為生產一線創造更大的價值。

1 機械制造裝備自動化技術的應用特點

1.1 具有系統性特點

自動化技術不是某一項技術，而是系統龐雜的一種技術門類，其中包含若干具體的技術與環節。在當前的機械設備制造中，獲得應用的自動化技術眾多，并且體現在各個生產環節中。因此，相關技術應用具有系統化特點。在工業機器人身上，其系統性體現更為突出，是對技術的高效整合。

1.2 具有生產安全特點

（1）自動化技術將人工與機械有機結合，簡化了生產作業步驟，實現了無人生產或少量人員的生產。自動化技術相關裝備替代了人力，一些以往需要人力完成的危險性工作得以用更安全的方式完成，而且其自動化完成效率更高;

（2）自動化技術相關裝備能夠進行安全警報，以其自動化的預警運作機制更完美地控制生產流程，在有相關技術設置前提下，一旦遇到故障因素，就可自動暫停運作，并作出故障檢查。可以說，有了自動化技術加持的機械制造裝備如虎添翼，更能保障一線生產的安全。

1.3 具有全球性特點

自動化技術發展于經濟全球化時代，其每項技術創新、升級都與生產力直接掛鉤，也影響著科技競爭的市場局面。可以說，自動化技術的相關應用是全球性的，帶動技術競爭，帶動世界范圍的科技發展。如，PLC自動化技術已經具備了全球通用的國際標準化通信協議，即使由不同廠家生產出來的PLC技術系統，也能夠進行替換。這樣方便了后期PLC的調試，其技術通用性較高。

2 機械制造裝備的自動化技術應用中突顯的問題

2.1 技術水平相對落后

（1）機械制造裝備的自動化技術水平存在地域性差別。經濟發展速度快的地區，相關應用的技術水平更高，相反，經濟發展速度慢的地區，相關應用的技術水平偏低，甚至沒有實現生產自動化。

（2）相關裝備的設計中雖然對自動化技術多有體現，但是缺乏對機械功能的開發，尤其是高級功能有待開發。目前，很多生產一線的機械裝備都以進行基本操作為主，并不能夠滿足高技術生產的高效性要求。而且，相關操作中，裝備的故障問題繁多，檢修成本高。

2.2 技術創新能力偏弱

在機械制造裝備的技術創新上，相關領域的高素質人員缺乏，后續的創新能力偏弱。我國的機械設備制造業還在不斷地趨向于成熟發展，但是這個過程中顯然缺乏人才動力。一些生產一線盡管在積極引進先進技術，但是還缺少與生產實際的磨合，整體上的先進技術應用效果不算理想。如，有些生產企業應用了先進技術，但是其生產材料性能不好，與技術嚴重不匹配，最后并不能帶來理想的經濟效益，還可能使選材工作反復，讓成本不減反增。

2.3 缺乏規模化的普及

我國的很多機械制造企業，尤其是小型企業，還不具備規模化應用機械制造裝備自動化技術的實力，所以，相關技術應用的普及尚在行進中，與規模化還有一定距離。

3 在相關應用中優化機械制造裝備自動化技術的策略

3.1 強化宣傳自動化技術

目前，基于生產實力、引進技術成本等的考慮，很多工業企業還沒有充分重視自動化技術應用，其思想觀念成為相關技術普及的一大障礙。因此，為了普及相關應用，也為了推進機械制造裝備的相關技術發展，可以強化自動化技術宣傳，尤其是對其技術優勢、功能特色進行普及，讓更多的企業意識到技術引進對于生產效率提高的重要意義。

3.2 創新設計自動化技術

自動化技術想要獲得全面的應用，就必須與一線的生產實際更多的融合，契合其需求。而企業自身也需要加緊轉變觀念，拿出誠意，推進生產與相關技術創新的融合。在已開發應用的自動化技術基礎上，各企業可以將自己的生產實際、發展需求進行總結，把總結結果作為技術創新依據來推動創新。具體的，企業可立足于網絡技術，應用計算機技術的優勢特點與功能，緊緊圍繞產品實際數據展開深度的、科學的分析，最終在自動化控制技術的創新設計中謀求突破。

3.3 開拓技術應用的范圍

相關企業不必只將目光投放在機械裝備的生產操作中，而應該拓寬自動化技術的可應用范圍，讓技術應用得到更廣泛的普及，讓機械制造裝備為整個行業效益提高做出貢獻。如，除了生產之外，工業運輸、商品包裝等都可以有自動化技術設備的參與。包裝質量、運輸效率，都關系著相關產品生產的整體質量。企業可推進自動化包裝、自動化檢測的發展，讓這些生產的后續跟進工作效率提升，提高相關產品的整體生產質量。

3.4 生產線多應用機器人

工業機器人集成了先進的自動化技術，在信息處理精度、操作的自動化程度上都是普通自動化技術所無法比擬的。因此，在我國一線生產中依然有工業機器人身影的前提下，相關企業可以更加放心、堅定地在自己的生產線上更多地應用工業機器人。一些自動控制系統能夠在依托于傳統控制論相關技術的情況下，使信息處理更加精密。其中，像PLC、PID這兩種控制技術就是很好的代表。它們的優良的工作方法能夠在現代控制技術指導下與工業機器人系統完美對接，最終使自動化控制系統與終端良性、協調運作。

（1）工業機器人含義。工業領域范圍內，工業機器人指兩種類型，即擁有很好的操作自由的機器人，以及關節自由操作能力較強（關節多，細節密）的機械手。工業機器人被賦予了一定的人工智能技術，其操作原則也離不開相關技術的支撐，能夠依靠它的動力、控制力實現各種各樣的功能及操作。

（2）工作描述。工業機器人開展工作前，其機械手動作要經過設置，有了特定的編程輸入后，才可以自動化活動。工作中，工業機器人要作為一個連接者，連接的兩個對象分別是連桿機構（位于遙控操作器上）和伺服軸（位于數控機床上）。工業機器人能使企業的成本降低，是非常適合大范圍推廣的設備對象。比較前沿的工業機器人應用，就是在沖壓自動化生產線的操作。該類工業機器人智能化級別高，能夠像人一樣感知、行走等，甚至一些感知功能是遠超人類的。

3.5 立足于科技，將工業機器人應用于沖壓自動化生產線

（1）拆垛系統。沖壓自動化生產線離不開自動拆垛單元，它是必備系統，應用的是雙垛料臺（可循環）。相關單元內還有一些基礎設備，如自動涂油裝置、拆垛小車等。自動涂油裝置負責涂油工序，主要是有的板件板料拉延中需要涂油，可以提高板料的表層潤滑度，提升質量。而拆垛小車往往停放在上料區和完成上料的地方，主要在于讓工業機器人順利取料。

（2）控制系統。工業機器人的一切程序都需要得到科學控制，無疑，該系統的地位是很高的，起到的作用也是關鍵性的。該系統重點在于對工業機器人進行控制，讓其相關操作得以協調，并在工作中突出先進性、準確性等特征。

該系統下的重點控制對象有涂油機、拆垛機、線尾輸送系統等。具體的控制工作落實中，工業機器人要在沖壓自動化生產線上執行或分散、或集中的系統化的監控工作。①對系統設備層執行控制。在相關系統的最底部就是設備層，它屬于相關控制中的一個核心，由現場操作站、執行機構等多個部分構成。具體控制中，系統能夠直接關聯PLC（位于控制層），讓它順利對接相關信號輸入動作，接著有效傳送對應的輸出指令給現場的設備。②對控制層執行控制。現場設備總線的PLC能在不同的部門獲得應用，主要起到的作用是連線自控、單獨控制等。如果現場總線展開系統化的控制，可以更大限度地確保生產設備相關系統平穩、安全運行。在監控數據傳輸上，每個PLC與其上位機進行數據交換，都基本上會使用以太網。

（3）對人機界面執行控制。該系統控制下，會將SIEMENS這一觸摸屏有效配備在每個控制單元，從而順利與Profibus總線進行通訊連接。每個控制單元都有進行信息診斷的功能，一旦出現信息錯誤，設置在觸摸屏上面的相關操作鍵以及指示燈就會做出報警反應。人機界面的存在，能夠把相關故障直觀地提供給維修人員，提高檢修設備的效率。

（4）仿真模擬系統。有了工業機器人在沖壓自動化生產線的大量應用實踐，人們可以進行仿真模擬系統的創建，應用虛擬環境來提高生產效率。虛擬化制造技術也是一種綜合性的技術，是以虛擬建模和仿真技術為基礎，將計算機圖形技術等有效融合的一項技術。模擬沖壓線的高效運作，能夠減少很多實際問題，如生產現場節奏不協調、系統被干涉等。基于工業機器人推進運行線路仿真、離線編輯，不僅是對自動化技術的突破，還能夠提高技術實驗成效，讓技術設備越來越可靠。

4 結束語

自動化技術應用是趨勢，代表著生產力。機械制造裝備的先進與否與自動化技術的普及、應用、技術創新都關系重大。工業企業不但要勇于開拓進取，積極讓自身的生產融入相關自動化技術，提高機械裝備的技術性能，還要對工業機器人大膽應用，用實實在在的技術應用來降低出錯率，提高經濟效益。

參考文獻

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