自動化技術在汽車機械制造中的應用探析

楊銳

摘要：加快推廣自動化技術在制造產業中的普及應用，意在優化生產加工的技術工藝，提高生產制造效率，這也是機械制造產業現代化建設的重要發展路徑。本文以自動化技術在汽車機械制造中的應用為探討主題，分析自動化技術的基本概念以及系統構成特點，從集成化技術、數控技術、電氣控制以及智能系統等方面闡述自動化技術在汽車機械制造工作中的具體運用。

Abstract： Accelerating the popularization and application of automation technology in the manufacturing industry aims to optimize the technical process of production and processing and improve the efficiency of production and manufacturing. This is also an important development path for the modernization of the machinery manufacturing industry. This paper takes the application of automation technology in automobile machinery manufacturing as the theme of discussion， analyzes the basic concept of automation technology and the characteristics of system composition， and expounds the application of automation technology in automobile machinery manufacturing from the aspects of integration technology， numerical control technology， electrical control and intelligent system. specific application.

關鍵詞：自動化技術;汽車機械制造;應用

Key words： automation technology;automobile machinery manufacturing;application

中圖分類號：F275.3 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-957X（2022）05-0178-03

0 ?引言

在城市化建設發展背景下，汽車逐漸成為人們不可或缺的出行工具，隨著其在各行業領域內的普及應用，汽車機械制造產業迎來有利的發展契機，工業鏈日益完善。在制造加工工作中靈活引入對自動化技術的應用，關鍵在于替代傳統低效率的手工作業方式，全面提高每一加工制造環節的作業效率，切實推動電氣自動化與汽車工業的緊密融合。

1 ?自動化技術概述

1.1 概念

自動化技術的核心是機械自動化，即依托于對機器設備的靈活運用，替代單一化的人力作業方式，使之轉變為機械設備的操控者，以自動化操控能源、裝置與元件的模式，推動開展自動化的制造加工工作。將自動化技術運用到機械制造中，具有顯著的發展優勢，一方面有利于減輕作業人員的工作量，最大程度上降低在人力資源方面的成本支出。另一方面，則可以有效推動產業規模的進一步擴大，在保障和優化機械產品生產質量的基礎上，全面提高各環節加工制造的工作效率，科學防控外部條件或人為因素對機械產品生產帶來的不利影響，控制產品各項參數指標與標準值間的誤差，以此為整個機械制造產業的高質量發展提供必要保障[1]。

1.2 自動化系統的構成

當前，常見的自動化系統主要分為五部分：①程序單元。作為整個自動化系統的核心，程序對系統做什么、怎么做具有決定性作用，承擔著決策者的角色。②作用單元。在系統中，作用單元主要起到定位以及提供能源的作用，不僅可以為系統運行提供充足的能源動力，還可以提供相應的位置信息。③傳感單元。傳感單元通常是對系統中各組成部分與部件的運行性能、工作狀態進行檢測，因而承擔著檢測部門的角色。④制定單元。作為分析中樞，這一單元主要負責加工、分析系統中傳感單元傳遞過來的信息內容，以此為依據完成信號的制定和發送。⑤控制單元。在系統中，控制單元負責監督其他單元部門的運行情況，與此同時，需要結合實際情況，對每一作用單元的機構加以合理化調節[2]。

自動化技術在實際生產制造中的應用普遍需要經過一定的發展流程，首先是對自動化技術工藝的試驗性運用，然后是局部自動化，最后是綜合自動化，通過現代化技術與工業產業的有機結合，為機械制造產業注入新動力，滿足市場發展需求。

2 ?自動化技術在汽車機械制造中的應用優勢

2.1 自動控制功能

引入自動化技術，改造傳統人工控制模式的制造車床，即可通過調節代碼參數或是輸入控制指令的方式，完成汽車機械零部件的自動化生產作業，并在無人環境下由自動化機械設備自行組裝。這不僅有效降低了工作人員的任務量，減少全流程制造加工工作對人力資源的依賴，還在很大程度上提高了汽車零部件生產制造效率，優化產品的質量性能，加大對各操作環節與加工處理的控制力度，以此將自動化技術的優勢特點充分發揮出來。除此以外，還可以在維護、維修機床等日常工作中靈活引入對自動化技術的應用，為設備設施的維修和管理提供便利條件。通常情況下，在傳統修理工作中，技術人員往往需要拆開機床或設備，檢查零件、線路等是否出現運行故障問題，在一定程度上給汽車機械制造生產作業進度帶來不利影響。依托于自動化儀器設備，查驗機床設備存在故障或運行隱患的地方，并備份存儲相關的檢測數據，一方面能夠提高機床運行故障檢測的準確性與精準度，另一方面也為維修管理人員提供便利，為后續設備設施的維護與保養提供科學有效的參考依據[3]。

2.2 提高加工生產效率

在汽車機械制造產業中不斷融入和滲透對自動化技術的應用，關鍵在于充分發揮自動化、智能化儀器設備的性能優勢，逐漸轉變以往人工親自操作的作業模式與控制方法，在逐步推動自動化工業模式在汽車機械制造領域中得以廣泛應用的基礎上，全面提升生產制造企業的核心競爭實力，提高自身制造生產的工藝水平。因此同時，適當縮減人工勞動力的投入，規避人員操作不規范、違規操作亦或是偷工減料等問題因素對加工制造工作帶來的不利影響，讓越來越多的汽車機械制造企業接受自動化、智能化的先進的技術手段，全方位優化汽車各生產制造環節的控制水平，大幅節約生產成本與人力資源管理方面的成本費用，推動產業整體經濟效益的穩步提升。在自動化控制作業模式下，各類部件生產流程的穩定性更強，且產品各方面的性能水平與標準要求間的差異更小，有利于企業逐步擴大自身機械制造生產的產業鏈規模，滿足自身的發展需求，有效管控不必要的成本支出。自動化技術還可以被用于產品質量檢測，便于工作人員對汽車機械部件的加工品質與生產質量予以嚴格把關。使原本繁復的機械制造工藝流程化繁為簡，節約資源，提升加工技術的精細化水平，也是自動化技術在汽車機械制造產業領域中的顯著優勢。

3 ?汽車機械制造中自動化技術的具體應用

3.1 集成化技術

在汽車機械制造生產過程中，以自動化技術為核心，構建集成化的控制系統，主要是為了優化汽車的通信系統與控制系統，形成一體化的作業形式。觀察汽車制造傳統的工藝特點可以發現，其普遍將通信與控制系統相互獨立處理，使之獨立運行，這種作業方式一方面會加大組裝汽車各系統與部件的技術難度，加大生產加工過程中出現失誤現象或錯誤問題的幾率，另一方面也會對后續汽車的維修與養護帶來不利影響。運用集成化技術，有機整合通信系統與控制系統，有利于提高全流程組裝生產工作效率，還能夠為后期的故障檢修與問題處理提供便利條件（如圖1）。除此以外，通過有效運用集成化技術手段，構建集控系統，組織開展分層管理，也能夠顯著提高汽車機械制造管理效率，實現對每一加工生產作業工序的精細化監督與管理。以集控系統為核心，結合對云技術、人工智能等現代化技術的運用，可以進一步拓展并優化管理子系統的功能，確定具體的管控目標，實施精準化集控，將集成化技術的優勢作用有效發揮出來，從根本上推動汽車機械制造產業控制管理工作的優化發展。

3.2 數控技術

圍繞著自動化技術在汽車機械制造中的推廣與普及，有機融合對計算機技術、控制技術的應用，對加工制造產業鏈整體生產效率的提升具有積極影響。通過靈活利用數控技術，使得整個加工作業流程更為高效便捷。與此同時，運用數控技術管控機械制造的各個工序，還可以在一定程度上提高現場作業的安全性。相比于自動化技術，數控技術的性能優勢更顯著，精準度更高，且對各加工制造環節的管控效率更高，但與此用時，這一技術在汽車機械制造過程中的廣泛應用對硬件設施、軟件設施以及工作人員專業水平提出了更高要求。要實現全流程的自動化生產，優化對產品加工處理的控制精度，還需立足于汽車機械制造產業自身的發展目標，以及整個生產體系運行與管理的實際需求，積極引進現代化的設備設施，以及先進的技術工藝，改進并完善數控加工的作業體系，著重提升對多樣化技術方法的應用水平，有效解決當前汽車機械生產制造作業中面臨的技術性難題，妥善處理實際加工工作中常見的問題現象。

3.3 組裝自動化技術

組裝裝置部件，是汽車機械流水線生產中的一個要點環節，對汽車制造的質量性能與使用安全具有重要影響。在傳統汽車生產體系中，多采用人工組裝的工作形式，在一定的作業周期完成汽車整體結構、內部裝置以及細節部件的組裝，這不僅需要消耗較長的生產時間，也對專業化的人才隊伍具有顯著的依賴性。一方面在實踐操作過程中，時常會出現漏項、缺項等問題，影響機械制造質量，也會加大部件與標準參數要求間的誤差，另一方面人工組裝的作業量較大，在現場工作過程中，若工作人員沒有重視或采取相應的安全防范措施，很可能引發一系列的安全問題，對汽車組裝工作的有序開展造成負面影響。將組裝自動化技術運用到汽車機械組裝作業中，可以結合汽車的實際生產制造需求與質量要求，設計規劃標準化的組裝作業流程，與此同時，完善裝配流水線的設置，依托于自動化組裝模式全面提高汽車制造生產效率（如圖2）。以流水線自動化組裝技術為基礎，構建組裝自動化的應用系統，在確定具體的零件作為組裝對象后，利用傳感設備對部件的位置、性質以及主要參數進行自動識別，完成對各環節作業參數的設定后，依托于組裝系統自主完成汽車部件或各類裝置的組裝工作，替代傳統人工組裝的單一化作業形式。在組裝自動化技術的支持下，汽車機械制造中組裝作業環節所需的時間大幅縮短，裝置部件的組裝精度得以穩步提升，有效解決了以往人工組裝作業存在的問題與不足，進一步提高汽車機械制造全產業鏈的生產效率。在完成汽車整體結構、內部系統及部件的組裝作業后，技術人員還可以利用帶有多類型傳感設備的自動化系統，對汽車內各系統的實際運行情況進行檢測，獲取有關溫度、濕度等關鍵的數據信息，作為評估汽車整體運行性能的參考依據，也可以為后期汽車機械制造中組裝設計的優化與改進提供幫助。在全過程可視化自動組裝工作模式下，對多元化技術手段的靈活運用顯著提升了汽車組裝生產的質量水平。

3.4 ACC自動巡航系統

將ACC自動巡航系統增加到汽車生產制造中，完善其內部系統架構，可以為駕駛人員的行車過程提供輔助性幫助，提高汽車自動化巡航的準確性，滿足其對車輛駕駛智能化形式的實際需求。在駕駛過程中，人員只需啟動自動巡航系統功能，設定好相應的行車速度，系統即可以按照指定的操作需求，自動化巡查路面情況，進行有效駕駛。與此同時，自動化操作功能的適用范圍不僅僅限于車輛巡航，還可以對路面所屬類型予以自行判斷，在行駛過程中實時檢測與前后車輛的間隔距離，根據傳感器獲取的數據信息，對車輛實際行駛速度的快慢加以合理化控制。ACC自動巡航系統融合了對車距感應傳感技術的應用，將感應器布置到汽車前后輪的適宜位置上，即可自動計算出車輛的實時駕駛速度，精準計算與前后車輛間的距離，在完成對相關數據信息的檢測后，依托于線路傳達給汽車內部控制中心系統。這樣中心系統在分析處理數據內容后，得出決策結果，計算出車輛在實時狀況下適宜的行車速度，最大限度內降低發生意外車禍的幾率，保障人員安全。在車輛行駛速度的控制方面，主要由自動化的控制管理系統發出相應的決策與指令，達到對實時速度的有效把控。在實際行車過程中，若出現意外性的操作故障，自動控制系統能夠針對具體的問題情況作出剎車、加速等處置操作，以保障車輛的行車安全。啟動自動巡航系統，駕駛人無需進行控制車輛等行車操作，因而駕駛難度大幅降低，這也是自動化技術在汽車制造領域中的重要應用優勢。

3.5 安全PLC系統

將安全PLC系統運用到汽車機械制造中，主要是用于全面監控車輛的內部配件，了解并掌握其在車輛實際運行過程中的功能效用，這對于汽車綜合運行性能水平的提升具有重要的現實意義。依托于PLC系統的完善化配置，精準化把控并管理車輛的運行狀態，有利于增強其應對突發性情況的處置能力。一旦車輛在實際行駛階段內出現制動系統失靈等突發狀況，安全系統可以在第一時間內保障駕駛人員的人身安全，防止其生命安全受到威脅。在此基礎上，運用安全PLC系統還可以優化車輛的使用性能，結合實時的行車狀態，綜合協調內部的設備設施，為駕駛人員提供多樣化的便捷服務。與不具備PLC系統的車輛相比，擁有完備安全PLC系統的車輛的安全性更高，長期行駛狀態下的穩定性更強，更加貼合當前市場的核心發展需求。除此以外，駕駛人員還可以選擇運用PLC系統的故障診斷功能，借助于安全系統自行檢查車輛在行駛過程中存在的故障問題，便于駕駛人員及時發現并妥善處理潛在的安全隱患。

3.6 電氣自動化控制系統

將現場電氣控制系統應用到汽車機械制造工作中，主要作用的統籌管理涂裝生產車間，如提高技術操作規范性、合理控制電泳以及優化車輛外表面漆層與漆面的涂裝等。整體性的生產作業工序主要包括外觀檢查、沖洗、預脫脂、脫脂以及水洗、表調以及潔凈水洗等。依托于對電氣自動化控制系統的運用，嚴格把關并管理對部件的噴漆處理，能夠有效提高車輛涂裝作業效率，優化噴漆作業效果。與此同時，要切實提升電氣自動化控制的安全性與穩定性，工作人員還應預先做好相應排氣設備的組裝工作，妥善管理烘干裝置，尤其是在組裝生產汽車的階段內，有機結合輻射、對流等烘干模式，加強噴漆管理，重點把控以往生產作業中常見的高溫熱效較低等問題現象。除此以外，在生產管理工作的現代化發展過程中，技術人員可以積極引入對PLC技術的應用，完善按鈕、傳感裝置等各類電氣設備的安裝，達到集中控制汽車機械制造中要點生產工序的效果，在完成對所需數據內容的集中采集后，傳輸到PLC控制模塊中，進行相應的信息處理，最后向控制中心傳遞數據信息的處理結果，作為實施針對性調整控制措施的核心參考依據，提高整車制造生產的工作效率。

4 ?結束語

在新經濟形勢發展背景下，汽車機械制造產業迎來了有利的發展契機，但也面臨著激烈市場競爭帶來的多元挑戰。加快推廣自動化技術在汽車制造產業中的普及應用，還需企業不斷提高對自動化技術、智能化技術等先進技術手段的重視，革新傳統單一化的作業形式，推動技術革新，全面提高汽車機械制造加工的質量水平，助力整個汽車產業的高質量發展。

參考文獻：

[1]江曉麗.汽車制造中的機械自動化技術應用[J].南方農機，2019，50（23）：129.

[2]賴曉剛.淺析機械自動化在汽車制造中的應用優勢與發展趨勢[J].南方農機，2019，50（23）：130.

[3]胡濤.數控技術在自動化車輛機械制造業中的應用[J].現代制造技術與裝備，2019（11）：191-192.