基于自动化技术的汽车机械制造研究

王姚 李汝翀

摘要：本文简要概述了自动化技术在汽车机械制造中的应用，对其提升系统稳定性、加强汽车安全性、增强制造便携性以及在提高制造的效率上的优势进行了分析，重点探讨了组装自动化技术、柔韧自动化技术、PLC控制技术、集成化技术、智能化技术以及数控技术等自动化技术在汽车机械制造上的应用，并提出了及时更新技术以及加强技术宣传等策略，以深化自动化技术的应用，促使其应用提高汽车机械制造水平，推进国内汽车制造行业的发展。

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.

关键词：自动化技术;汽车制造;机械制造

Key words： automation technology;automobile manufacturing;machinery manufacturing

中图分类号：TP391                                   文獻标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2022）01-0229-03

0  引言

自动化技术主要是帮助机械加工环节不必过度依赖人为操作，而是利用电力驱动完成设备的自动运行，同时也可通过电子技术完成设备的智能启停，实现各项参数的及时调节，对于汽车机械制造具有重要作用。为了保证自动化技术的高效运用，首先要对自动化技术的基本内容、优势与特点进行深入了解。

1  自动化技术概述

自动化技术是以互联网以及通信技术作为应用基础，通过将所有信息资源进行整合处理，实现无人干预便可对产品工艺参数完成智能调节的工作模式。随着机械加工制造企业对自动化技术的高效运用，对生产系统中的软件与硬件设施进行了一定程度的优化与升级。其中软件系统需要依托服务器与网络设施来完成使用，不同功能模块分别负责各环节的控制与运行，能够自动采集加工信息并完成在线存储，帮助工作人员利用计算机更好的完成资源调配，实现资源的最大化运用。而硬件设施上也实现了数字化控制，能够支持操作人员通过编程系统完成产品的加工制造。

2  自动化技术在汽车机械制造上的优势

2.1 提升系统稳定性

自动化技术能够提升汽车机械制造的系统稳定性，保证其生产质量，由于自动化控制能够使加工系统依照既定的程序设计完成产品的生产制造，可以有效避免因人为操作失误导致产品不合格的现象，自动化系统稳定性极强，使用良好的性价比，可以缩短产品制造时间，操作方法上也更加方便、简易，因此能够保障产品的实际性能。

2.2 加强汽车安全性

自动化技术能够改善应用环境，对生产数据、设备参数进行精细化管理，提升数据精确性，确保加工质量满足安全标准。例如在机械制造过程中，工作人员可利用自动化技术控制加工指令，还可以对机械设备进行监督与监测，确保当发现故障、安全问题时能够采取合理的解决方案，避免事故隐患的进一步扩大。

2.3 增强制造便携性

自动化设备仅仅需要部分数据就可以采取正确的反应措施，同时利用数据检测系统监控机械制造的设备。汽车机械制造系统在应用了自动化技术后，操作变得更加便捷与简单。应用自动化技术可以为汽车机械制造减少不可控因素，直接实现自动化控制，将机械制造的效率进行全面的提高，保证制造系统的安全和可靠。

2.4 降低资源成本

以往的汽车机械加工制造在管理方式上略显粗放，容易受人为、环境等多方因素影响，无法切实保障加工指令，而自动化技术条件下实现了汽车机械制造流程的全方位监管，使传统管理方式得以完善与优化，保证各项资源合理运用，减少了浪费、乱用等现象，从而达到降低成本费用的目的[1]。

3  汽车机械制造中实现应用的自动化技术

3.1 组装自动化技术

汽车主要由各类机械部件构成，在进行机械制造的过程中组装自动化技术的作用较大，该自动化技术能够替代人工自动化组装，将汽车组装效率大大提高，同时减少人工操作能够提高其组装质量，以往依赖于人工组装非常容易出现操作失误，而自动化组装则能够避免此类情况的发生。以凯迪拉克为例，该汽车制造工厂已经启用自动化机器人进行汽车的组装，其车间面积超过4.5万m2，与6.5足球场面积相当，将近400台机器人中有一半都在车身机械自动组装工厂中工作，只有十多位工人在车间内对机器人进行管理，在自动化技术的帮助下，其每天都能够生产80多台汽车。

3.2 柔韧自动化技术

柔性化应用的特点体现在可以依照外界环境呈现与之对应的适应能力，是指经过柔性化技术加工制造出的产品更符合市场的需求环境与应用特征，能够遵从发展性原则与经济变化趋势，进行产品特点的修正与完善。当前机械企业在制造产品时需要根据客户的使用要求来调节产品结构与类型，因此提高产品的适用性是各机械加工制造企业需要切实解决的问题。在使用柔性化技术时需要将其与其他技术有机结合，在保障产品有序生产的基础上，优化人员操作行为、升级计算机系统界面，并合理构建产品信息与参数，充分发挥计算机管理性能，以此达到保障信息系统运行可靠性、保障产品交货时间的目的[2]。

3.3 PLC控制技术

PLC技术是当前汽车机械制造中应用较为广泛的自动化技术，该技术能够将无人车间实现，落实生产线的自动化管理。传统的冲压车间需要要求较高的冲压形式与合适的压强，导致冲压车间在管理上难度较大，并对其运行速度造成了阻碍。而PLC自动化控制技术的引入则能够智能管控车间内的高速冲压，实时监控冲压中的各项参数，在保证制造效率的同时将车间运行的风险大大降低。在PLC技术的基础上进行延伸还可以实现总线技术，其能够与其他各类自动化技术进行结合，提高自动化制造的水平。但此类技术在应用过程中应当确保用电回路安全，编程控制完善，安全回路和各项硬件接线之间构成有效连接，还需要依靠变频器对控制单元进行安全关断的处理，将安全回路故障的概率最大化降低，确保整个自动化控制系统足够灵活与稳定。PLC技术已经在汽车机械制造中实现了大规模的应用，例如对机械制造工厂中车库门的控制，在明确其上升与下降的控制要求后，编写对应程序，实现车辆进出时车库门的自动升降，方便汽车的运载。对车库门进行控制的结构图如图1所示。在利用PLC自动化技术对车库门进行控制时还需要了解其控制电路，以PLC技术为基础的控制电路如图2所示。PLC控制程序在编写时必须要满足控制要求，使用STEP 7-Micro/WIN软件进行编程，完善后的梯形图如图3所示。在PLC自动化技术的帮助下，汽车制造车间的自动化工序能够得到高效控制，生产制造汽车的效率也被大幅提升。

3.4 集成化技术

集成化技术是机械加工制造产业的主要发展方向，是指将计算机技术进行高度整合，使其能夠作为一个整体被运用到生产系统当中，借助其包含的管理、信息等程序，优化加工流程，促进自动化生产，使加工制造方式更加多元化、多样化，并实现统一的调度管理，避免无序化的流程开展，影响加工制造效率。同时在集成化技术的使用过程中，不同工艺间的整合还可强化生产全过程的统筹管理，完成零部件的动态集成，同时还可带动资源的优化配置，切实发挥自动化技术在机械加工制造中的实际作用。此外，工作人员也要进一步丰富自身的理论知识，提升工艺水平，能够有效应对产品制造过程中出现的突发状况。集成化技术能够将汽车内部的电子功能集成至域控制器中，实现跨功能交互性。以语音控制为例，其在集成化技术的帮助下能够大大提高其传输效率，优化控制器，减少汽车成本。集成化技术的应用还体现在各类软硬件制造上，汽车机械的集成制造在硬件上具有一定难度，超微型磁体、ecu电子控制单元与mcu汽车微控制器在集成化技术的帮助下也能够具有较大的发展空间[3]。

3.5 智能化技术

在汽车机械加工制造当中，自动化技术的主要表现形式为智能化应用。与以往的加工模式相比，智能化技术可以实现加工制造的全过程调节与控制，自动识别系统运行过程中产生的数据、参数，完成应用系统的全方位检测，并根据分析结果，找出加工制造时存在的不足与漏洞，之后借助专家系统与神经元网络自行设计出一套切实可行的解决方案，同时记录好相应信息作为故障案例，避免同类型问题再次发生。此外，为了确保智能化技术优势的充分发挥，工作人员要设置相应的管理系统以及人机操作界面，站在实际需求角度出发，确保资源的高效使用，防止资源浪费现象的产生。如今我国的电气工程在具体的运行时运用到诸多复杂的仪器与设备，当其发生故障时能够扰乱系统正常的运作。在智能化技术没有得到较好应用的时候，故障的发现与检修大多依靠技术人员的经验进行，设备存在许多故障隐患。很多故障发生的初期阶段被大意地忽视，当工作人员发现故障时，故障的程度已经变得非常严重，提高了解决故障问题的难度。在解决时缺乏智能化技术的帮助也很难了解到故障发生的本质原因，导致设备进程出现同种类型的故障，既降低了设备的运行效率，又损耗了设备的使用时间，为系统的稳定长久运行带来了困难。智能化技术能够减少自动化控制系统发生故障的频率，对其运行的全过程进行全面的监控，一旦发现系统或设备发生了故障，则需要积极应用智能化技术诊断问题发生的原因，确定问题发生的部位，智能化系统能够在故障发生的第一时间向工作人员发出警报，并进行故障数据的汇总和分析，将调查的结果反馈给工作人员，方便工作人员进行故障诊断和处理，对系统的运行效率具有显著的提高作用。汽车机械制造中应用的CAD软件设计工作较为复杂，传统设计方法的主要材料是不同类型的模具，自动化控制的系统在运行过程中难以避免地存在缺陷，例如无法有效地预测问题，导致数据接收所需要的时间发生了延迟，自动化控制系统的准确性被降低。而智能化技术参与软件设计时，能够改变CAD软件设计的思路，将以上的问题妥善地解决。智能化技术在自动化控制的领域推出了符合先进技术的设计概念，其运用的设计思维是多元化空间方向，采用的设计模型也具有多维度的特点，让自动化控制的程序与系统更加地契合，完全满足当今时代下自动化控制领域的需求。目前而言，智能化技术应用于CAD软件设计能够对其进行设置上的优化，将其设计效率进行全力提高，保证了设计方案的精确性。同时将CAD软件相关的设计方案质量进一步提高，充分结合该软件实际的使用需求，解决CAD软件的设计方案中存在的问题。总而言之，智能化技术的积极应用使自动化控制中软件设计领域的工作实现高效快捷的开展[4]。

3.6 数控技术

在汽车机械制造中应用的数控技术是自动控制与计算机的结合，在其各自的优势上衍生出来的更高效的自动化技术，其自动化的程度较高，所需的劳动强度比较低，加工出的汽车机械拥有更高的精度与一致性，汽车机械制造中主要将其运用于设计环节与制造环节，例如汽车底盘的生产，由于此类机械在汽车中具有重要地位，其要求拥有较高质量，对其控制工艺具有严格的要求，因此在其生產线中的自动化技术大多是数控技术，此类技术能够通过严格执行指令实现精准的零件加工。但此类数控技术的局限性也较为明显，主要表现在其操作难度比较大，对技术人员的专业要求较高等方面。汽车机械制造中对数控技术应用最广泛的环节为汽车车身的前板生产，该阶段的生产工作可以全部由数控机器完成，在数控技术的支持下，不再需要再利用人工手持板件进行冲压，既避免了对人体的意外伤害，又提高了自动化水平。除此之外，数控技术在焊接工作中的应用也十分关键。例如凯迪拉克的工厂由于需要进行全铝车身的制造，因此积极应用数控技术进行焊接，在数控技术帮助进行精确的铝激光焊接工作后，其结构强度提升了20%。

4  加强自动化技术在汽车机械制造中应用的策略

4.1 及时更新技术

由于科技发展的势头非常迅猛，自动化技术的更新换代极快，因此汽车的机械制造还需要及时地对自动化技术进行更新以获得更完备的性能，保障汽车的机械制造更加高效高质高量。如今的机械制造自动化技术仍然存在或多或少的缺陷，因此需要不断地更新电子化的技术才能够保证汽车在机械制造方面的工作更方便、更快捷、更安全。

4.2 加强技术宣传

自动化技术的发展是有目共睹的，但仍有人员故步自封，坚持用传统的制造方法进行机械制造工作，此类现象是自动化技术的应用宣传的不到位引起的。要想让自动化技术更快地融入汽车机械制造，必须要加强该技术的宣传，让其充分认识到自动化技术的创新性与实用性。因此汽车制造企业应当开办自动化技术的相关讲座，号召大家学习自动化技术，还可以邀请自动化技术应用较强的人员进行演讲或者派遣单位技术人员去其他应用较好的企业或项目进行学习，只有切身体会到自动化技术在汽车机械制造中的强大作用，才能够激发其使用自动化技术的欲望。

5  结论

综上所述，通过对汽车机械加工制造中自动化技术的基本内容与特点优势的分析讨论，研究组装自动化技术、柔韧自动化技术、PLC控制技术、集成化技术、智能化技术以及数控技术等自动化技术在汽车机械制造上的应用，可以提高汽车机械加工制造产业在市场当中的核心竞争力，推动科技技术与生产加工的有机结合，实现汽车机械行业的可持续发展。

参考文献：

[1]陈至欢，刘云韩.新形势下自动化技术在机械设计制造中的应用研究[J].内燃机与配件，2021（19）：155-156.

[2]张东波，高迎春.自动化技术在汽车机械控制系统中的应用[J].内燃机与配件，2021（19）：212-213.

[3]杨康.智能自动化技术在汽车安全辅助驾驶系统中的应用[J].南方农机，2021，52（18）：120-122，129.

[4]周剑，谢尧.自动化技术在机械设计制造中的有效运用分析[J].中国设备工程，2021（18）：163-164.