摘要：隨著科學技術的發展和進步,在機械制造業,CNC,FMC,FMS的出現逐步取代了傳統的制造技術,它們不僅具備高度自動化的加工能力,而且具有對加工對象的靈活性。如果只有加工技術的現代化,沒有裝配技術的自動化,FMS就成了自動化孤島。裝配自動化的意義還在于它是CIMS的重要組成部分。

　　1 裝配自動化在現代制造業中的重要性

　　裝配過程是機械制造過程中必不可少的環節。人工操作的裝配是一個勞動密集型的過程,生產率是工人執行某一具體操作所花費時間的函數,其勞動量在產品制造總勞動量中占有相當高的比例。隨著先進制造技術的應用,制造零件勞動量的下降速度比裝配勞動量下降速度快得多,如果仍舊采用人工裝配的方式,該比值還會提高。據有關資料統計分析,一些典型產品的裝配時間占總生產時間的53%左右,是花費最多的生產過程,因此提高裝配效率是制造工業中急需解決的關鍵問題之一。

　　自動化裝配具備如下優點。

　　1.1 裝配效率高,產品生產成本下降。尤其是在當前機械加工自動化程度不斷得到提高的情況下,裝配效率的提高對產品生產效率的提高具有更加重要的意義。

　　1.2 自動裝配過程一般在流水線上進行,采用各種機械化裝置來完成勞動量最大和最繁重的工作,大大降低了工人的勞動強度。

　　1.3 不會因工人疲勞、疏忽、情緒、技術不熟練等因素的影響而造成產品質量缺陷或不穩定。

　　1.4 自動化裝配所占用的生產面積比手工裝配完成同樣生產任務的工作面積要小得多。

　　1.5 在電子、化學、宇航、國防等行業中,許多裝配操作需要特殊環境,人類難以進人或非常危險,只有自動化裝配才能保障生產安全。

　　2 裝配自動化的任務及應用范圍

　　所謂裝配,就是通過搬送、聯接、調整、檢查等操作把具有一定幾何形狀的物體組合到一起。

　　在裝配階段,整個產品生產過程中各個階段的工藝的和組織的因素都匯集到一起了。由于在現代化生產中廣泛地使用裝配機械,因而裝配機械特別是自動化裝配機械得到空前的發展。

　　裝配機械是一種特殊的機械,它區別于通常用于加工的各種機床。裝配機械是為特定的產品而設計制造的,具有較高的開發成本,而在使用中只有很少或完全不具有柔性。所以最初的裝配機械只是為大批量生產而設計的。自動化的裝配系統用于中小批量生產還是近幾年的事。這種裝配系統一般都由可以自由編程的機器人作為裝配機械。除了機器人以外,其他部分也要能夠改裝和調整。此外,還要有具有柔性的外圍設備。例如零件倉儲,可調的輸送設備,聯接工具庫、抓鉗及它們的更換系統。柔性是一種系統的特性,使這種系統能夠適應生產的變化。對于裝配系統來說,就是要在同一套設備上同時或者先后裝配不同的產品(產品柔性)。柔性裝配系統的效率不如高度專用化的裝配機械。往復式裝配機械可以達到每分鐘10~60拍(大多數的節拍時間為2.5~4s。);轉盤式裝配機械最高可以達到每分鐘2000拍。當然,所裝配的產品很簡單,例如鏈條等;所執行的裝配動作也很簡單,例如鉚接、充填等。

　　對于大批量生產(年產量100萬件以上)來說,專用的裝配機械是合算的。工件長度可以大于100mm,質量可以超過50g。典型的裝配對象如電器產品、開關、鐘表、圓珠筆、打印機墨盒、剃須刀、刷子等,它們需要各種不同的裝配過程。

　　從創造產品價值的角度來考慮,裝配過程可以按時間分為兩部分:主裝配和輔裝配。聯接本身作為主裝配只占35%~55%的時間。所有其他功能,例如給料,均屬于輔裝配,設計裝配方案必須盡可能壓縮這部分時間。

　　自動化裝配機械,尤其是經濟的和具有一定柔性的自動化裝配機械,被稱為高技術產品。按其不同的結構方式常被稱為“柔性特種機械”或“柔性節拍通道”。圓形回轉臺式自動化裝配機由于其較高的運轉速度和可控的加速度而備受青睞。環臺式裝配機械,無論是環內操作還是環外操作或二者兼備的結構,都是很實用的結構方式。

　　現代技術的發展使得人們能夠為復雜的裝配功能找到解決的方法。盡管如此,全自動化的裝配至今仍然只是在有限的范圍是現實的和經濟的。由于裝配機械比零件制造機械具有更強的針對性,因而裝配機械的采用更需要深思熟慮,需要做大量的準備工作,不能簡單片面地追求自動化,而應本著實用可靠而又能適應產品的發展的原則,采用適當的自動化程度,應用現代的計劃方法和控制手段。

　　3 機械裝配自動化發展之路展望

　　3.1 結合生產實際發展機械自動化技術

　　先進裝配技術的全部真諦在于應用。發展機械自動化技術,應以企業的生產和技術發展的實際需要及具體條件為導向。只有對合適的產品采用與之相適應的自動化方式進行生產,才能收到良好的技術經濟效益和社會經濟效益。我國發展機械自動化技術,應結合實際,注重實用,即對國民經濟產生實際效益。

　　3.2 發展投資少、見效快的低成本自動化技術

　　發展低成本自動化技術,潛力大,前景廣,投資省,見效快,提高自動化程度,可以收到事半功倍的經濟效果,適合我國現階段的發展需要和國情。我國機械裝配業各企業有大量的通用設備,在發展現代機械自動化技術時,若以原有的設備為主,合理調整機床布局,添加少量的數控設備,引入CAD/CAM技術,就能充分發揮計算機自動化管理的優勢和人的創造性,共同構成一個以人為中心、以信息自動化為先導、樹立自主的單元化生產系統,為我國機械裝配業自動化技術發展應用提供了一條投資少、見效快、效益高、符合我國國情的機械自動化技術發展應用新途徑。

　　3.3 注重配套發展機械自動化技術

　　現代自動化技術在機械裝配中的應用就是在控制理論的指導下,對生產的物流和人的作用進行綜合的研究,涉及到機械技術、微電子技術、自動控制理論和計算機技術等。發展機械自動化技術,必須主要地關注電子學、電子計算機技術、零件檢測和機床裝料自動化,廣泛采用程序數控機床,以及研制高效的和可靠的自動化生產線、計算機應用于生產的信息系統和自動化控制系統等。發展應用機械自動化技術,要扎扎實實地抓好自動化技術應用項目的基礎工作和從實際出發的推廣應用工作,既要發展主機,也要配套發展自動化元件及控制系統。可編程控制器、微處理機、各種傳感器、新型刀具、控制系統及系統軟件、電子計算機等,這些都將是今后機械自動化的主要技術基礎。

　　結束語

　　裝配是一項復雜的生產過程,人工操作已經不能與當前的社會經濟條件相適應,因為人工操作既不能保證工作的一致性和穩定性.又不具備準確判斷、靈巧操作,并賦以較大作用力的特性。