机械电气设备自动化调试技术的应用探究
张缔 魏振
沈阳中光电子有限公司 辽宁沈阳 110000
一、自动化调试技术概述
1.1 自动化调试技术的定义及特性
自动化调试技术属于现代机械电气设备里必不可少的一环,它凭借先进的控制系统和传感器技术,达成了对设备运行状况的即时监测并加以准确调节。拿生产线自动化来说,自动化调试技术的应用明显改善了生产效率和产品品质。拿汽车制造业来说,自动化调试技术可以保证每一个组装环节的精度达到微米级别,从而保证汽车零部件的高精度配合,而且自动化调试技术还可以利用数据分析模型,对设备运行数据展开深入分析,预估可能发生的故障,进而做到预先维修,削减停机时间。
1.2 自动化调试技术的发展演进
自 20 世纪中叶以来,伴随着工业革命进程以及信息技术的迅猛进步,自动化调试技术经历了由简单到复杂、由局部到全面的发展演变过程,早期自动化调试多采用机械与电气控制方式。比如 20 世纪 50 年代,自动化技术大多借助继电器逻辑控制完成简单的自动化任务。自动化调试技术伴随计算机技术的应用而逐渐走向数字化、智能化的道路。到了20 世纪80 年代,PLC 被广泛采用,自动化调试技术开始有质的飞跃,PLC 的灵活与可靠使生产效率和调试的便利性大幅提升。进入 21 世纪以后,IoT 与 AI 技术结合,自动化调试技术可以实现远程监控,预测性维护和自适应控制,机械电气设备的智能化程度有了显著提高。
二、自动化调试技术的关键组成
2.1 自动化调试中控制系统应用
在机械电气设备自动化调试技术的探究与实践当中,控制系统有着非常关键的作用,控制系统保证了设备准确无误地操作,并且在提升生产效率和质量上起着决定性作用。比如在一个典型自动化装配线上,控制系统依靠精确的时序控制,可以做到对零件快速定位并装配起来,使得装配时间压缩到毫秒级程度,控制系统的设计和实施要考量诸多要素,系统的可靠度,灵活性以及能否与既有的设备相匹配等等。控制系统的设计者一般会选用模块化设计,便于日后升级和维修,控制系统在自动化调试时的应用还牵涉到对传感器数据的即时处理和回馈,这就要求控制系统要有很强的数据处理能力并能迅速作出反应。在品质把控方面,控制系统可即时监测生产流程里的关键参数,像温度、压力、速度之类,保证产品的统一性和可靠性。
2.2 传感器技术于自动化调试的应用
机械电气设备自动化调试技术应用探究与实践当中,传感器技术起到非常关键的作用,传感器就像自动化系统的“眼睛”,可以及时检测并回馈设备运行情况,从而实现精准控制。比如生产线自动化调试时,温度传感器、压力传感器以及流量传感器这些都被大量采用,用以检测设备的运行参数,保证生产的稳定和产品质量的统一。拿温度传感器来说,在半导体制造过程中,对温度精确控制极其重要,温度哪怕有小小波动,都可能造成产品性能的巨大差别,所以借助精度很高的温度传感器,就能对关键工艺参数做到及时监控,进而提升产品的优良率和生产效率。质量控制上,传感器技术的应用也必不可少,自动化调试技术借助先进的传感器系统,可以对产品实施非接触式的检测,采用力觉传感器来执行尺寸与形状的检测,或者利用激光传感器开展表面瑕疵的检测,传感器的应用提升了检测的速度和精确度,而且减小了人工检测的主观因素和误差。
三、自动化调试技术在机械电气设备中的应用
3.1 生产线中自动化调试技术的应用
在电子制造行业自动化调试技术已经成为提高生产线生产效率、保证产品一致性与高质量的核心技术。自动化调试在生产线很多地方都在被使用,如功能测试自动化,自动化测试系统(如飞针测试、针床 ICT、功能测试仪)代替人工自动通电加载测试程序,自动完成 PCBA 各种电压、电流、时序、功能逻辑测试等,系统自动判断结果是否合格(Pass/Fail)并详细记录下测试结果。
电子制造行业生产线中自动化技术的应用大幅提高了工作效率、生产能力及产品质量,并且降低了企业人力成本与技能要求,使得整个制造过程能够实现可回溯性,从而为电子制造企业增强了竞争实力。
3.2 质量控制中自动化调试技术的应用
机械电气设备的自动化调试技术应用当中,质量控制环节非常关键,这关乎产品的最终品质和企业的市场竞争力,采用先进的自动化调试技术之后,企业可以做到对生产过程中重要参数的即时监测并加以调节,从而保证产品质量稳定且一致。汽车制造在焊接、涂装、装配这些关键工序上,自动化调试技术得到广泛应用,精准控制焊接电流,涂装厚度以及装配扭矩,有效提升了产品的合格率和可靠性。对于在质量控制的实际运用中,自动化调试技术不仅仅局限在硬件的调试上,同时还有软件的调试,在数据上也有了一个分析模型,例如在统计过程控制,以及故障的模型分析,通过这些方式来对在生产过程中出现的一些数据进行分析预测,预防可能出现的质量隐患。
四、自动化调试技术的挑战与对策
4.1 精度与效率的平衡问题
在对机械电气设备自动化调试技术的应用探究和应用当中,精度与效率之间的协调,成为这一技术挑战的核心部分,自动化调试技术所呈现出的精度水平,同设备的稳定运作情况以及产品的质量一致性有着直接联系,生产速率与市场回应的快慢,亦与效率有着关联。若要达成高度的精准度,就要应用更为繁杂的传感器,而且还要采用更为复杂的控制系统,如此一来就会影响到调试速度及其生产的速率,在追求精度时往往会带来低效率,怎样在维持高精度的前提下,通过创新手段和改进流程的方式方法,使调试效率得到优化,这是自动化调试技术发展的一大趋向。
4.2 持续优化与创新技术
在机械电气设备自动化调试技术的应用探究与实践过程中,不断地技术革新与改善是推动行业发展的重要力量。就控制系统而言,伴随着工业 4.0 的推进,控制系统正在朝着更加智能化、网络化方向发展,比如采用基于物联网的远程监控系统,能够做到对设备状态实施即时监控并预估故障,进而提升生产效率并削减维修费用。传感器技术是自动化调试的重要部分,它的创新也非常重要,现在传感器技术正在向微型化、高精度、低能耗方向发展,像利用微机电系统技术的传感器,不但体积小,而且精确度和响应速度都得到了很大改善,在质量控制方面,借助于机器视觉系统,就能做到对产品瑕疵的精确识别,从而保障产品的品质。技术创新与优化不仅仅在硬件设备上有所体现,软件算法的优化也必不可少,比如使用先进的数据处理算法,比如深度学习、人工智能等,对生产过程中产生的大量数据进行分析,进而对生产过程进行优化以及预测性维护。
参考文献:
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[2] 贺有兵 , 曾立兵 . 智能制造背景下的机械自动化技术创新与应用 [J].凿岩机械气动工具 ,2025,51(2):16-18.