王姚 李汝翀

摘要：本文簡要概述了自動(dòng)化技術(shù)在汽車機(jī)械制造中的應(yīng)用，對(duì)其提升系統(tǒng)穩(wěn)定性、加強(qiáng)汽車安全性、增強(qiáng)制造便攜性以及在提高制造的效率上的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了分析，重點(diǎn)探討了組裝自動(dòng)化技術(shù)、柔韌自動(dòng)化技術(shù)、PLC控制技術(shù)、集成化技術(shù)、智能化技術(shù)以及數(shù)控技術(shù)等自動(dòng)化技術(shù)在汽車機(jī)械制造上的應(yīng)用，并提出了及時(shí)更新技術(shù)以及加強(qiáng)技術(shù)宣傳等策略，以深化自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，促使其應(yīng)用提高汽車機(jī)械制造水平，推進(jìn)國內(nèi)汽車制造行業(yè)的發(fā)展。

Abstract： This article briefly summarizes the application of automation technology in automotive machinery manufacturing， and analyzes its advantages in improving system stability， enhancing automotive safety， enhancing manufacturing portability， and improving manufacturing efficiency， focusing on assembly automation Technology， flexible automation technology， PLC control technology， integrated technology， intelligent technology and numerical control technology and other automation technology in the application of automotive machinery manufacturing， and proposed strategies for timely updating technology and strengthening technology promotion to deepen the application of automation technology ， To promote its application to improve the level of automobile machinery manufacturing and promote the development of the domestic automobile manufacturing industry.

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化技術(shù);汽車制造;機(jī)械制造

Key words： automation technology;automobile manufacturing;machinery manufacturing

中圖分類號(hào)：TP391 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-957X（2022）01-0229-03

0 ?引言

自動(dòng)化技術(shù)主要是幫助機(jī)械加工環(huán)節(jié)不必過度依賴人為操作，而是利用電力驅(qū)動(dòng)完成設(shè)備的自動(dòng)運(yùn)行，同時(shí)也可通過電子技術(shù)完成設(shè)備的智能啟停，實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)參數(shù)的及時(shí)調(diào)節(jié)，對(duì)于汽車機(jī)械制造具有重要作用。為了保證自動(dòng)化技術(shù)的高效運(yùn)用，首先要對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的基本內(nèi)容、優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)進(jìn)行深入了解。

1 ?自動(dòng)化技術(shù)概述

自動(dòng)化技術(shù)是以互聯(lián)網(wǎng)以及通信技術(shù)作為應(yīng)用基礎(chǔ)，通過將所有信息資源進(jìn)行整合處理，實(shí)現(xiàn)無人干預(yù)便可對(duì)產(chǎn)品工藝參數(shù)完成智能調(diào)節(jié)的工作模式。隨著機(jī)械加工制造企業(yè)對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的高效運(yùn)用，對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)中的軟件與硬件設(shè)施進(jìn)行了一定程度的優(yōu)化與升級(jí)。其中軟件系統(tǒng)需要依托服務(wù)器與網(wǎng)絡(luò)設(shè)施來完成使用，不同功能模塊分別負(fù)責(zé)各環(huán)節(jié)的控制與運(yùn)行，能夠自動(dòng)采集加工信息并完成在線存儲(chǔ)，幫助工作人員利用計(jì)算機(jī)更好的完成資源調(diào)配，實(shí)現(xiàn)資源的最大化運(yùn)用。而硬件設(shè)施上也實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化控制，能夠支持操作人員通過編程系統(tǒng)完成產(chǎn)品的加工制造。

2 ?自動(dòng)化技術(shù)在汽車機(jī)械制造上的優(yōu)勢(shì)

2.1 提升系統(tǒng)穩(wěn)定性

自動(dòng)化技術(shù)能夠提升汽車機(jī)械制造的系統(tǒng)穩(wěn)定性，保證其生產(chǎn)質(zhì)量，由于自動(dòng)化控制能夠使加工系統(tǒng)依照既定的程序設(shè)計(jì)完成產(chǎn)品的生產(chǎn)制造，可以有效避免因人為操作失誤導(dǎo)致產(chǎn)品不合格的現(xiàn)象，自動(dòng)化系統(tǒng)穩(wěn)定性極強(qiáng)，使用良好的性價(jià)比，可以縮短產(chǎn)品制造時(shí)間，操作方法上也更加方便、簡易，因此能夠保障產(chǎn)品的實(shí)際性能。

2.2 加強(qiáng)汽車安全性

自動(dòng)化技術(shù)能夠改善應(yīng)用環(huán)境，對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)、設(shè)備參數(shù)進(jìn)行精細(xì)化管理，提升數(shù)據(jù)精確性，確保加工質(zhì)量滿足安全標(biāo)準(zhǔn)。例如在機(jī)械制造過程中，工作人員可利用自動(dòng)化技術(shù)控制加工指令，還可以對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行監(jiān)督與監(jiān)測(cè)，確保當(dāng)發(fā)現(xiàn)故障、安全問題時(shí)能夠采取合理的解決方案，避免事故隱患的進(jìn)一步擴(kuò)大。

2.3 增強(qiáng)制造便攜性

自動(dòng)化設(shè)備僅僅需要部分?jǐn)?shù)據(jù)就可以采取正確的反應(yīng)措施，同時(shí)利用數(shù)據(jù)檢測(cè)系統(tǒng)監(jiān)控機(jī)械制造的設(shè)備。汽車機(jī)械制造系統(tǒng)在應(yīng)用了自動(dòng)化技術(shù)后，操作變得更加便捷與簡單。應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)可以為汽車機(jī)械制造減少不可控因素，直接實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，將機(jī)械制造的效率進(jìn)行全面的提高，保證制造系統(tǒng)的安全和可靠。

2.4 降低資源成本

以往的汽車機(jī)械加工制造在管理方式上略顯粗放，容易受人為、環(huán)境等多方因素影響，無法切實(shí)保障加工指令，而自動(dòng)化技術(shù)條件下實(shí)現(xiàn)了汽車機(jī)械制造流程的全方位監(jiān)管，使傳統(tǒng)管理方式得以完善與優(yōu)化，保證各項(xiàng)資源合理運(yùn)用，減少了浪費(fèi)、亂用等現(xiàn)象，從而達(dá)到降低成本費(fèi)用的目的[1]。

3 ?汽車機(jī)械制造中實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的自動(dòng)化技術(shù)

3.1 組裝自動(dòng)化技術(shù)

汽車主要由各類機(jī)械部件構(gòu)成，在進(jìn)行機(jī)械制造的過程中組裝自動(dòng)化技術(shù)的作用較大，該自動(dòng)化技術(shù)能夠替代人工自動(dòng)化組裝，將汽車組裝效率大大提高，同時(shí)減少人工操作能夠提高其組裝質(zhì)量，以往依賴于人工組裝非常容易出現(xiàn)操作失誤，而自動(dòng)化組裝則能夠避免此類情況的發(fā)生。以凱迪拉克為例，該汽車制造工廠已經(jīng)啟用自動(dòng)化機(jī)器人進(jìn)行汽車的組裝，其車間面積超過4.5萬m2，與6.5足球場(chǎng)面積相當(dāng)，將近400臺(tái)機(jī)器人中有一半都在車身機(jī)械自動(dòng)組裝工廠中工作，只有十多位工人在車間內(nèi)對(duì)機(jī)器人進(jìn)行管理，在自動(dòng)化技術(shù)的幫助下，其每天都能夠生產(chǎn)80多臺(tái)汽車。

3.2 柔韌自動(dòng)化技術(shù)

柔性化應(yīng)用的特點(diǎn)體現(xiàn)在可以依照外界環(huán)境呈現(xiàn)與之對(duì)應(yīng)的適應(yīng)能力，是指經(jīng)過柔性化技術(shù)加工制造出的產(chǎn)品更符合市場(chǎng)的需求環(huán)境與應(yīng)用特征，能夠遵從發(fā)展性原則與經(jīng)濟(jì)變化趨勢(shì)，進(jìn)行產(chǎn)品特點(diǎn)的修正與完善。當(dāng)前機(jī)械企業(yè)在制造產(chǎn)品時(shí)需要根據(jù)客戶的使用要求來調(diào)節(jié)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與類型，因此提高產(chǎn)品的適用性是各機(jī)械加工制造企業(yè)需要切實(shí)解決的問題。在使用柔性化技術(shù)時(shí)需要將其與其他技術(shù)有機(jī)結(jié)合，在保障產(chǎn)品有序生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，優(yōu)化人員操作行為、升級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)界面，并合理構(gòu)建產(chǎn)品信息與參數(shù)，充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)管理性能，以此達(dá)到保障信息系統(tǒng)運(yùn)行可靠性、保障產(chǎn)品交貨時(shí)間的目的[2]。

3.3 PLC控制技術(shù)

PLC技術(shù)是當(dāng)前汽車機(jī)械制造中應(yīng)用較為廣泛的自動(dòng)化技術(shù)，該技術(shù)能夠?qū)o人車間實(shí)現(xiàn)，落實(shí)生產(chǎn)線的自動(dòng)化管理。傳統(tǒng)的沖壓車間需要要求較高的沖壓形式與合適的壓強(qiáng)，導(dǎo)致沖壓車間在管理上難度較大，并對(duì)其運(yùn)行速度造成了阻礙。而PLC自動(dòng)化控制技術(shù)的引入則能夠智能管控車間內(nèi)的高速?zèng)_壓，實(shí)時(shí)監(jiān)控沖壓中的各項(xiàng)參數(shù)，在保證制造效率的同時(shí)將車間運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)大大降低。在PLC技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行延伸還可以實(shí)現(xiàn)總線技術(shù)，其能夠與其他各類自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，提高自動(dòng)化制造的水平。但此類技術(shù)在應(yīng)用過程中應(yīng)當(dāng)確保用電回路安全，編程控制完善，安全回路和各項(xiàng)硬件接線之間構(gòu)成有效連接，還需要依靠變頻器對(duì)控制單元進(jìn)行安全關(guān)斷的處理，將安全回路故障的概率最大化降低，確保整個(gè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)足夠靈活與穩(wěn)定。PLC技術(shù)已經(jīng)在汽車機(jī)械制造中實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模的應(yīng)用，例如對(duì)機(jī)械制造工廠中車庫門的控制，在明確其上升與下降的控制要求后，編寫對(duì)應(yīng)程序，實(shí)現(xiàn)車輛進(jìn)出時(shí)車庫門的自動(dòng)升降，方便汽車的運(yùn)載。對(duì)車庫門進(jìn)行控制的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。在利用PLC自動(dòng)化技術(shù)對(duì)車庫門進(jìn)行控制時(shí)還需要了解其控制電路，以PLC技術(shù)為基礎(chǔ)的控制電路如圖2所示。PLC控制程序在編寫時(shí)必須要滿足控制要求，使用STEP 7-Micro/WIN軟件進(jìn)行編程，完善后的梯形圖如圖3所示。在PLC自動(dòng)化技術(shù)的幫助下，汽車制造車間的自動(dòng)化工序能夠得到高效控制，生產(chǎn)制造汽車的效率也被大幅提升。

3.4 集成化技術(shù)

集成化技術(shù)是機(jī)械加工制造產(chǎn)業(yè)的主要發(fā)展方向，是指將計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行高度整合，使其能夠作為一個(gè)整體被運(yùn)用到生產(chǎn)系統(tǒng)當(dāng)中，借助其包含的管理、信息等程序，優(yōu)化加工流程，促進(jìn)自動(dòng)化生產(chǎn)，使加工制造方式更加多元化、多樣化，并實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的調(diào)度管理，避免無序化的流程開展，影響加工制造效率。同時(shí)在集成化技術(shù)的使用過程中，不同工藝間的整合還可強(qiáng)化生產(chǎn)全過程的統(tǒng)籌管理，完成零部件的動(dòng)態(tài)集成，同時(shí)還可帶動(dòng)資源的優(yōu)化配置，切實(shí)發(fā)揮自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械加工制造中的實(shí)際作用。此外，工作人員也要進(jìn)一步豐富自身的理論知識(shí)，提升工藝水平，能夠有效應(yīng)對(duì)產(chǎn)品制造過程中出現(xiàn)的突發(fā)狀況。集成化技術(shù)能夠?qū)⑵噧?nèi)部的電子功能集成至域控制器中，實(shí)現(xiàn)跨功能交互性。以語音控制為例，其在集成化技術(shù)的幫助下能夠大大提高其傳輸效率，優(yōu)化控制器，減少汽車成本。集成化技術(shù)的應(yīng)用還體現(xiàn)在各類軟硬件制造上，汽車機(jī)械的集成制造在硬件上具有一定難度，超微型磁體、ecu電子控制單元與mcu汽車微控制器在集成化技術(shù)的幫助下也能夠具有較大的發(fā)展空間[3]。

3.5 智能化技術(shù)

在汽車機(jī)械加工制造當(dāng)中，自動(dòng)化技術(shù)的主要表現(xiàn)形式為智能化應(yīng)用。與以往的加工模式相比，智能化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)加工制造的全過程調(diào)節(jié)與控制，自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)運(yùn)行過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)、參數(shù)，完成應(yīng)用系統(tǒng)的全方位檢測(cè)，并根據(jù)分析結(jié)果，找出加工制造時(shí)存在的不足與漏洞，之后借助專家系統(tǒng)與神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)自行設(shè)計(jì)出一套切實(shí)可行的解決方案，同時(shí)記錄好相應(yīng)信息作為故障案例，避免同類型問題再次發(fā)生。此外，為了確保智能化技術(shù)優(yōu)勢(shì)的充分發(fā)揮，工作人員要設(shè)置相應(yīng)的管理系統(tǒng)以及人機(jī)操作界面，站在實(shí)際需求角度出發(fā)，確保資源的高效使用，防止資源浪費(fèi)現(xiàn)象的產(chǎn)生。如今我國的電氣工程在具體的運(yùn)行時(shí)運(yùn)用到諸多復(fù)雜的儀器與設(shè)備，當(dāng)其發(fā)生故障時(shí)能夠擾亂系統(tǒng)正常的運(yùn)作。在智能化技術(shù)沒有得到較好應(yīng)用的時(shí)候，故障的發(fā)現(xiàn)與檢修大多依靠技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行，設(shè)備存在許多故障隱患。很多故障發(fā)生的初期階段被大意地忽視，當(dāng)工作人員發(fā)現(xiàn)故障時(shí)，故障的程度已經(jīng)變得非常嚴(yán)重，提高了解決故障問題的難度。在解決時(shí)缺乏智能化技術(shù)的幫助也很難了解到故障發(fā)生的本質(zhì)原因，導(dǎo)致設(shè)備進(jìn)程出現(xiàn)同種類型的故障，既降低了設(shè)備的運(yùn)行效率，又損耗了設(shè)備的使用時(shí)間，為系統(tǒng)的穩(wěn)定長久運(yùn)行帶來了困難。智能化技術(shù)能夠減少自動(dòng)化控制系統(tǒng)發(fā)生故障的頻率，對(duì)其運(yùn)行的全過程進(jìn)行全面的監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)或設(shè)備發(fā)生了故障，則需要積極應(yīng)用智能化技術(shù)診斷問題發(fā)生的原因，確定問題發(fā)生的部位，智能化系統(tǒng)能夠在故障發(fā)生的第一時(shí)間向工作人員發(fā)出警報(bào)，并進(jìn)行故障數(shù)據(jù)的匯總和分析，將調(diào)查的結(jié)果反饋給工作人員，方便工作人員進(jìn)行故障診斷和處理，對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行效率具有顯著的提高作用。汽車機(jī)械制造中應(yīng)用的CAD軟件設(shè)計(jì)工作較為復(fù)雜，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的主要材料是不同類型的模具，自動(dòng)化控制的系統(tǒng)在運(yùn)行過程中難以避免地存在缺陷，例如無法有效地預(yù)測(cè)問題，導(dǎo)致數(shù)據(jù)接收所需要的時(shí)間發(fā)生了延遲，自動(dòng)化控制系統(tǒng)的準(zhǔn)確性被降低。而智能化技術(shù)參與軟件設(shè)計(jì)時(shí)，能夠改變CAD軟件設(shè)計(jì)的思路，將以上的問題妥善地解決。智能化技術(shù)在自動(dòng)化控制的領(lǐng)域推出了符合先進(jìn)技術(shù)的設(shè)計(jì)概念，其運(yùn)用的設(shè)計(jì)思維是多元化空間方向，采用的設(shè)計(jì)模型也具有多維度的特點(diǎn)，讓自動(dòng)化控制的程序與系統(tǒng)更加地契合，完全滿足當(dāng)今時(shí)代下自動(dòng)化控制領(lǐng)域的需求。目前而言，智能化技術(shù)應(yīng)用于CAD軟件設(shè)計(jì)能夠?qū)ζ溥M(jìn)行設(shè)置上的優(yōu)化，將其設(shè)計(jì)效率進(jìn)行全力提高，保證了設(shè)計(jì)方案的精確性。同時(shí)將CAD軟件相關(guān)的設(shè)計(jì)方案質(zhì)量進(jìn)一步提高，充分結(jié)合該軟件實(shí)際的使用需求，解決CAD軟件的設(shè)計(jì)方案中存在的問題?？偠灾?，智能化技術(shù)的積極應(yīng)用使自動(dòng)化控制中軟件設(shè)計(jì)領(lǐng)域的工作實(shí)現(xiàn)高效快捷的開展[4]。

3.6 數(shù)控技術(shù)

在汽車機(jī)械制造中應(yīng)用的數(shù)控技術(shù)是自動(dòng)控制與計(jì)算機(jī)的結(jié)合，在其各自的優(yōu)勢(shì)上衍生出來的更高效的自動(dòng)化技術(shù)，其自動(dòng)化的程度較高，所需的勞動(dòng)強(qiáng)度比較低，加工出的汽車機(jī)械擁有更高的精度與一致性，汽車機(jī)械制造中主要將其運(yùn)用于設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)與制造環(huán)節(jié)，例如汽車底盤的生產(chǎn)，由于此類機(jī)械在汽車中具有重要地位，其要求擁有較高質(zhì)量，對(duì)其控制工藝具有嚴(yán)格的要求，因此在其生產(chǎn)線中的自動(dòng)化技術(shù)大多是數(shù)控技術(shù)，此類技術(shù)能夠通過嚴(yán)格執(zhí)行指令實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的零件加工。但此類數(shù)控技術(shù)的局限性也較為明顯，主要表現(xiàn)在其操作難度比較大，對(duì)技術(shù)人員的專業(yè)要求較高等方面。汽車機(jī)械制造中對(duì)數(shù)控技術(shù)應(yīng)用最廣泛的環(huán)節(jié)為汽車車身的前板生產(chǎn)，該階段的生產(chǎn)工作可以全部由數(shù)控機(jī)器完成，在數(shù)控技術(shù)的支持下，不再需要再利用人工手持板件進(jìn)行沖壓，既避免了對(duì)人體的意外傷害，又提高了自動(dòng)化水平。除此之外，數(shù)控技術(shù)在焊接工作中的應(yīng)用也十分關(guān)鍵。例如凱迪拉克的工廠由于需要進(jìn)行全鋁車身的制造，因此積極應(yīng)用數(shù)控技術(shù)進(jìn)行焊接，在數(shù)控技術(shù)幫助進(jìn)行精確的鋁激光焊接工作后，其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度提升了20%。

4 ?加強(qiáng)自動(dòng)化技術(shù)在汽車機(jī)械制造中應(yīng)用的策略

4.1 及時(shí)更新技術(shù)

由于科技發(fā)展的勢(shì)頭非常迅猛，自動(dòng)化技術(shù)的更新?lián)Q代極快，因此汽車的機(jī)械制造還需要及時(shí)地對(duì)自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行更新以獲得更完備的性能，保障汽車的機(jī)械制造更加高效高質(zhì)高量。如今的機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)仍然存在或多或少的缺陷，因此需要不斷地更新電子化的技術(shù)才能夠保證汽車在機(jī)械制造方面的工作更方便、更快捷、更安全。

4.2 加強(qiáng)技術(shù)宣傳

自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展是有目共睹的，但仍有人員故步自封，堅(jiān)持用傳統(tǒng)的制造方法進(jìn)行機(jī)械制造工作，此類現(xiàn)象是自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用宣傳的不到位引起的。要想讓自動(dòng)化技術(shù)更快地融入汽車機(jī)械制造，必須要加強(qiáng)該技術(shù)的宣傳，讓其充分認(rèn)識(shí)到自動(dòng)化技術(shù)的創(chuàng)新性與實(shí)用性。因此汽車制造企業(yè)應(yīng)當(dāng)開辦自動(dòng)化技術(shù)的相關(guān)講座，號(hào)召大家學(xué)習(xí)自動(dòng)化技術(shù)，還可以邀請(qǐng)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用較強(qiáng)的人員進(jìn)行演講或者派遣單位技術(shù)人員去其他應(yīng)用較好的企業(yè)或項(xiàng)目進(jìn)行學(xué)習(xí)，只有切身體會(huì)到自動(dòng)化技術(shù)在汽車機(jī)械制造中的強(qiáng)大作用，才能夠激發(fā)其使用自動(dòng)化技術(shù)的欲望。

5 ?結(jié)論

綜上所述，通過對(duì)汽車機(jī)械加工制造中自動(dòng)化技術(shù)的基本內(nèi)容與特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)的分析討論，研究組裝自動(dòng)化技術(shù)、柔韌自動(dòng)化技術(shù)、PLC控制技術(shù)、集成化技術(shù)、智能化技術(shù)以及數(shù)控技術(shù)等自動(dòng)化技術(shù)在汽車機(jī)械制造上的應(yīng)用，可以提高汽車機(jī)械加工制造產(chǎn)業(yè)在市場(chǎng)當(dāng)中的核心競(jìng)爭力，推動(dòng)科技技術(shù)與生產(chǎn)加工的有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)汽車機(jī)械行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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