机械制造装备的自动化技术

张晓阳

[摘    要]机械制造装备是现代自动化生产中不可或缺的基础条件。在工业生产中，越来越先进的自动化技术为机械制造装备不断增加附加值，让它们替代人工更多地高效率完成工作。尤其是工业机器人的出现与发展，让机械制造装备得到了升级。分析了机械制造装备的自动化技术应用特点，指出了应用中的突出问题，并着重探讨了在相关应用中优化机械制造装备自动化技术的策略。

[关键词]机械制造装备;生产线;自动化技术;工业机器人

[中图分类号]TN830.1 [文献标志码]A [文章编号]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

無论是生产线上的自动化技术应用，还是得到技术集成的工业机器人操作，都体现了当代机械制造水平的跃进式发展。技术是工业生产中的第一生产力，也是驱动其不断创新的前提。然而，先进的自动化技术的相关应用也是循序渐进式推广的，在过程中还存在着一些突出问题，应当得到人们的关注。人们应该立足于这些问题，有的放矢地应用自动化技术以及工业机器人，让它们为生产一线创造更大的价值。

1 机械制造装备自动化技术的应用特点

1.1 具有系统性特点

自动化技术不是某一项技术，而是系统庞杂的一种技术门类，其中包含若干具体的技术与环节。在当前的机械设备制造中，获得应用的自动化技术众多，并且体现在各个生产环节中。因此，相关技术应用具有系统化特点。在工业机器人身上，其系统性体现更为突出，是对技术的高效整合。

1.2 具有生产安全特点

（1）自动化技术将人工与机械有机结合，简化了生产作业步骤，实现了无人生产或少量人员的生产。自动化技术相关装备替代了人力，一些以往需要人力完成的危险性工作得以用更安全的方式完成，而且其自动化完成效率更高;

（2）自动化技术相关装备能够进行安全警报，以其自动化的预警运作机制更完美地控制生产流程，在有相关技术设置前提下，一旦遇到故障因素，就可自动暂停运作，并作出故障检查。可以说，有了自动化技术加持的机械制造装备如虎添翼，更能保障一线生产的安全。

1.3 具有全球性特点

自动化技术发展于经济全球化时代，其每项技术创新、升级都与生产力直接挂钩，也影响着科技竞争的市场局面。可以说，自动化技术的相关应用是全球性的，带动技术竞争，带动世界范围的科技发展。如，PLC自动化技术已经具备了全球通用的国际标准化通信协议，即使由不同厂家生产出来的PLC技术系统，也能够进行替换。这样方便了后期PLC的调试，其技术通用性较高。

2 机械制造装备的自动化技术应用中突显的问题

2.1 技术水平相对落后

（1）机械制造装备的自动化技术水平存在地域性差别。经济发展速度快的地区，相关应用的技术水平更高，相反，经济发展速度慢的地区，相关应用的技术水平偏低，甚至没有实现生产自动化。

（2）相关装备的设计中虽然对自动化技术多有体现，但是缺乏对机械功能的开发，尤其是高级功能有待开发。目前，很多生产一线的机械装备都以进行基本操作为主，并不能够满足高技术生产的高效性要求。而且，相关操作中，装备的故障问题繁多，检修成本高。

2.2 技术创新能力偏弱

在机械制造装备的技术创新上，相关领域的高素质人员缺乏，后续的创新能力偏弱。我国的机械设备制造业还在不断地趋向于成熟发展，但是这个过程中显然缺乏人才动力。一些生产一线尽管在积极引进先进技术，但是还缺少与生产实际的磨合，整体上的先进技术应用效果不算理想。如，有些生产企业应用了先进技术，但是其生产材料性能不好，与技术严重不匹配，最后并不能带来理想的经济效益，还可能使选材工作反复，让成本不减反增。

2.3 缺乏规模化的普及

我国的很多机械制造企业，尤其是小型企业，还不具备规模化应用机械制造装备自动化技术的实力，所以，相关技术应用的普及尚在行进中，与规模化还有一定距离。

3 在相关应用中优化机械制造装备自动化技术的策略

3.1 强化宣传自动化技术

目前，基于生产实力、引进技术成本等的考虑，很多工业企业还没有充分重视自动化技术应用，其思想观念成为相关技术普及的一大障碍。因此，为了普及相关应用，也为了推进机械制造装备的相关技术发展，可以强化自动化技术宣传，尤其是对其技术优势、功能特色进行普及，让更多的企业意识到技术引进对于生产效率提高的重要意义。

3.2 创新设计自动化技术

自动化技术想要获得全面的应用，就必须与一线的生产实际更多的融合，契合其需求。而企业自身也需要加紧转变观念，拿出诚意，推进生产与相关技术创新的融合。在已开发应用的自动化技术基础上，各企业可以将自己的生产实际、发展需求进行总结，把总结结果作为技术创新依据来推动创新。具体的，企业可立足于网络技术，应用计算机技术的优势特点与功能，紧紧围绕产品实际数据展开深度的、科学的分析，最终在自动化控制技术的创新设计中谋求突破。

3.3 开拓技术应用的范围

相关企业不必只将目光投放在机械装备的生产操作中，而应该拓宽自动化技术的可应用范围，让技术应用得到更广泛的普及，让机械制造装备为整个行业效益提高做出贡献。如，除了生产之外，工业运输、商品包装等都可以有自动化技术设备的参与。包装质量、运输效率，都关系着相关产品生产的整体质量。企业可推进自动化包装、自动化检测的发展，让这些生产的后续跟进工作效率提升，提高相关产品的整体生产质量。

3.4 生产线多应用机器人

工业机器人集成了先进的自动化技术，在信息处理精度、操作的自动化程度上都是普通自动化技术所无法比拟的。因此，在我国一线生产中依然有工业机器人身影的前提下，相关企业可以更加放心、坚定地在自己的生产线上更多地应用工业机器人。一些自动控制系统能够在依托于传统控制论相关技术的情况下，使信息处理更加精密。其中，像PLC、PID这两种控制技术就是很好的代表。它们的优良的工作方法能够在现代控制技术指导下与工业机器人系统完美对接，最终使自动化控制系统与终端良性、协调运作。

（1）工业机器人含义。工业领域范围内，工业机器人指两种类型，即拥有很好的操作自由的机器人，以及关节自由操作能力较强（关节多，细节密）的机械手。工业机器人被赋予了一定的人工智能技术，其操作原则也离不开相关技术的支撑，能够依靠它的动力、控制力实现各种各样的功能及操作。

（2）工作描述。工业机器人开展工作前，其机械手动作要经过设置，有了特定的编程输入后，才可以自动化活动。工作中，工业机器人要作为一个连接者，连接的两个对象分别是连杆机构（位于遥控操作器上）和伺服轴（位于数控机床上）。工业机器人能使企业的成本降低，是非常适合大范围推广的设备对象。比较前沿的工业机器人应用，就是在冲压自动化生产线的操作。该类工业机器人智能化级别高，能够像人一样感知、行走等，甚至一些感知功能是远超人类的。

3.5 立足于科技，将工业机器人应用于冲压自动化生产线

（1）拆垛系统。冲压自动化生产线离不开自动拆垛单元，它是必备系统，应用的是双垛料台（可循环）。相关单元内还有一些基础设备，如自动涂油装置、拆垛小车等。自动涂油装置负责涂油工序，主要是有的板件板料拉延中需要涂油，可以提高板料的表层润滑度，提升质量。而拆垛小车往往停放在上料区和完成上料的地方，主要在于让工业机器人顺利取料。

（2）控制系统。工业机器人的一切程序都需要得到科学控制，无疑，该系统的地位是很高的，起到的作用也是关键性的。该系统重点在于对工业机器人进行控制，让其相关操作得以协调，并在工作中突出先进性、准确性等特征。

该系统下的重点控制对象有涂油机、拆垛机、线尾输送系统等。具体的控制工作落实中，工业机器人要在冲压自动化生产线上执行或分散、或集中的系统化的监控工作。①对系统设备层执行控制。在相关系统的最底部就是设备层，它属于相关控制中的一个核心，由现场操作站、执行机构等多个部分构成。具体控制中，系统能够直接关联PLC（位于控制层），让它顺利对接相关信号输入动作，接着有效传送对应的输出指令给现场的设备。②对控制层执行控制。现场设备总线的PLC能在不同的部门获得应用，主要起到的作用是连线自控、单独控制等。如果现场总线展开系统化的控制，可以更大限度地确保生产设备相关系统平稳、安全运行。在监控数据传输上，每个PLC与其上位机进行数据交换，都基本上会使用以太网。

（3）对人机界面执行控制。该系统控制下，会将SIEMENS这一触摸屏有效配备在每个控制单元，从而顺利与Profibus总线进行通讯连接。每个控制单元都有进行信息诊断的功能，一旦出现信息错误，设置在触摸屏上面的相关操作键以及指示灯就会做出报警反应。人机界面的存在，能够把相关故障直观地提供给维修人员，提高检修设备的效率。

（4）仿真模拟系统。有了工业机器人在冲压自动化生产线的大量应用实践，人们可以进行仿真模拟系统的创建，应用虚拟环境来提高生产效率。虚拟化制造技术也是一种综合性的技术，是以虚拟建模和仿真技术为基础，将计算机图形技术等有效融合的一项技术。模拟冲压线的高效运作，能够减少很多实际问题，如生产现场节奏不协调、系统被干涉等。基于工业机器人推进运行线路仿真、离线编辑，不仅是对自动化技术的突破，还能够提高技术实验成效，让技术设备越来越可靠。

4 结束语

自动化技术应用是趋势，代表着生产力。机械制造装备的先进与否与自动化技术的普及、应用、技术创新都关系重大。工业企业不但要勇于开拓进取，积极让自身的生产融入相关自动化技术，提高机械装备的技术性能，还要对工业机器人大胆应用，用实实在在的技术应用来降低出错率，提高经济效益。

参考文献

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