浅谈机械自动化在汽车制造中的应用

2016-02-06李炎粉

中国设备工程 2016年10期

关键词：冲压柔性机械

李炎粉

（黄河交通学院汽车工程学院，河南焦作 454950）

浅谈机械自动化在汽车制造中的应用

李炎粉

（黄河交通学院汽车工程学院，河南焦作 454950）

将机械自动化技术应用于汽车制造，能够有效提高产品质量和生产效率，本文首先分析了机械自动化应用于汽车制造的优势，然后对机械自动化在汽车制造中的几个应用方向进行了研究，对机械自动化在汽车制造中的应用研究具有一定的参考意义。

机械自动化；汽车制造；机械制造

随着我国经济社会的快速发展，机械制造的水平和工艺越来越成熟，自动化技术作为随着科技发展而产生并成熟的一门科学，在制造业领域有着广泛的应用。自动化顾名思义，就是指机器或装置在不需人为干预的情况下，按照预设的指令或者程序进行自动的操作或者控制的过程，而机械自动化就是机器或者通过机械方式完成自动化操作的过程。汽车制造是我国的新兴战略产业，在我国的工业领域具有特殊和重要的作用，随着经济社会发展，人们对汽车整车质量的要求逐步提高，汽车制造企业对制造效率的要求也随之提高，这就促使汽车制造企业运用更加先进和完善的自动化技术进行车辆的生产和制造，机械自动化技术的应用能够有效提高生产效率，降低生产成本和工人的劳动强度，同时能够提升生产质量。加强机械自动化在汽车制造中应用研究，对提升我国汽车工业的整体制造能力具有重要的现实意义。

1　机械自动化应用于汽车制造过程的优势

（1）提高设备和系统的维修效率。自动化技术与计算机计算的结合，可以使机械自动化设备和系统能够根据控制程序生产出不同的产品，同时可以对产品进行个性化的定制和针对性地调试。计算机技术的应用，特别是计算机编程技术的应用使得机械自动化设备能够对控制程序中的问题进行自动的修复而不必对设备进行拆解。自动化程序根据系统预置的错误和故障数据库，对设备和程序的故障进行自动比对并进行判断，做出相应的修复决策，这就在大大节省设备维护成本的同时，降低了人工劳动强度，提高了生产的效率。

（2）自动提高加工和控制的品质。将机械自动化系统引入汽车制造企业，可以有效提高汽车制造过程中的信息整合及精度控制，机械自动化设备的加工精度和控制能力相比传统的人工制造设备具有质的飞跃，将机械自动化设备进行深入的扩展和应用，可以大大提高产品的性能可靠度，避免人工因素导致的误差和效率的下降，提高汽车制造中的加工和控制品质［1］。

（3）提高汽车制造过程的安全性。汽车制造中的安全包括人员的安全和设备的安全，安全性对于汽车制造企业至关重要。机械自动化在汽车制造领域的应用可以显著提高汽车制造过程中的安全性：一是自动化系统的自动报警功能能够有效避免安全事故的发生。通过对自动化设备预设安全报警程序，利用各种传感器的感应，可以对生产中的故障和安全隐患进行实时的监控和判断，及时发出预警信号，避免停工停产情况的发生。二是机械自动化设备可有效替代部分可动构件，降低生产设备的故障率，提高设备的可靠性，提高生产效率。三是自动化设备可以代替人工进行危险环境和危险工序中的工作，有效减少潜在的安全事故［2］。

2　机械自动化在汽车制造中的应用

（1）柔性自动化技术的应用。柔性自动化生产技术简称柔性制造技术，其核心是数控技术，是指以工艺设计为基础，自动化地完成制造企业中多品种、多批量地生产的先进制造技术。在汽车制造中，主要用来进行成批量、多车型、多颜色混线的汽车加工、制造、装配、检测等过程。汽车制造中的柔性生产线是对多台数控机床的整合和集成，具有高度的自动化和信息化水平，能够通过计算机进行管理和控制，并可设定多种生产模式，不但有效节省了生产成本，而且能够明显提高生产效率。

柔性自动化生产技术是先进制造技术的基础技术，也是汽车制造企业适应市场动态需求及产品迅速更新的主要手段，实践证明，应用柔性化生产技术的汽车制造企业，其制造系统的效率可提高1～4倍，新产品试制周期和费用可相应减少1/3～1/2，这就缩短了汽车制造周期，提高了产品更新换代能力，进而提高企业的经济效益。汽车装配柔性生产线的基本组成主要有自动加工、物流系统、信息系统、软件系统等几部分。柔性生产线主要优点有以下几个方面：一是产能稳定。加入柔性生产机床在同时工作时出现故障的情况下，能够自主调整降级运转，物料传送系统可以绕过故障机床，保持生产的稳定和连续。二是加工精度高。柔性系统中的机床，其零件结构过程中的装卸可一次完成，这不但能够提高加工精度，而且保证了加工形式的稳定性。三是灵活地自动化技术。柔性自动化技术能够灵活的对生产目标进行智能化管理，在计算机技术的基础上科学有效地改善机械设备性能。

（2）机械组装自动化技术的应用。传统汽车制造过程中，汽车机械设备总装都是由人工借助设备和工具完成。

这种组装方式不但容易出现人为原因导致的失误，出现机械伤害事故，而且工作效率低，组装质量不够稳定和可靠。机械组装自动化通过将组装机械进行技术设计，通过模拟各组装步骤，形成搬运、组装、调试、验收的自动化组装流水线，不但提高了生产效率，而且保证了组装的质量，同时保证人员安全。机械组装主要采用数控系统来完成，典型的数控系统主要包括输入设备和输出设备两部分［3］。当前我国的汽车总装自动化制造线，是由各种自动化输送装备系统及专用设备按照需求组合而成的有机整体，在自动化输送装备系统中，链式输送系统、摩擦输送系统、自行小车输送系统是三类典型的自动化设备，在汽车总装自动化制造线中有着广泛的应用。

（3）安全自动化技术的应用。在汽车制造业的各个制造工序中，冲压是危险程度最高的，冲压是指压力机通过模具对对板材、型材等施加外力，使之产生塑性变形或者分离，从而获得所需的形状和尺寸的成形加工方法。由于冲压工艺的特性，造成了操作者安全事故时有发生。由于汽车制造业中冲压过程都是高速冲压，所以需要在保证工艺功能基础上，通过安全自动化技术为生产设备和工作人员提高安全保障。目前，在冲压阶段的安全自动化控制系统主要包括两种：一是紧急停止装置。在传统的控制装置中，因为没有设计启动的安全检测程序，所以在不符合启动条件下进行启动容易造成危险的后果，比如当操作头松动时，如果重新启动就会造成人员伤害，紧急停止装置通过预设安全启动检测装置，能够有效避免这种情况的发生，只要没有锁定，紧急停止装置的安全触点就不会保持断开。二是防护安全门设备。目前，防护安全门是应用最为普遍的安全自动化技术，在冲压机器的危险动作停止前，工作人员被禁止进入危险区域，安全防护门通过各个安全感应器和传感器，科学可靠地判断冲压机器危险动作，通过控制开关监督和控制防护门的开合和移动，能够有效避免人员伤害。