机械设备自动化技术新探讨

摘要：自动化是人类社会和科技进步的结晶，是生产率发展的必然趋势。机械设备的自动化技术是保证获得最高生产率、最优产品质量和最低成本的最好手段。机械设备的自动化技术的应用发展体现国家的科技水平。本文主要简单论述包装机械设备自动化技术以及工程机械设备远程监控故障诊断系统的有关内容。

关键词：机械；设备；自动化；包装；工程

前 言

实现机械设备制造自动化技术的意义在于其技术和经济效果显著。机械设备制造自动化所带来的优点主要有：提高产品质量、提高生产率、缩短生产周期、促进产品更新、降低生产成本、提高经济效益、减轻工人劳动强度、改善劳动环境、带动相关技术的发展.。

一、包装机械设备自动化技术

包装机械设备按复杂程度可分为：简单、半自动和全自动三大类。而全自动包装生产线设备主要由二大部分组成：全自动包装设备和全自动码垛设备。

1.全自动包装设备

全自动包装机由自动上袋系统、包装秤（视需要可设计为单秤或多秤）、平台、整形设备、拆边机、批号及生产日期打印机、输送机（含倒袋输送机、立袋输送机和平袋输送机），还可设置收尘装置等组成。自动上袋系统是全自动包装和半自动包装的主要区别。自动上袋系统对包装袋的质量要求比较严格，当包装袋涂膜不符要求时，自动上袋系统的故障率随包装袋质量下降而上升。如果非出口产品、贵重产品及对产品包装有严格要求的物品包装，从降低包装袋的成本和包装机的价格着想，建议采用半自动包装机。

2.全自动码垛系统

全自动码垛系统由码包机、垛型加固机、物品姿态控制装置、输送系统、控制系统等部分组成。全自动码垛系统有高架式和低架式两种形式。高架式码垛机的班产量大于低架式码垛机的班产量。码垛按每层五袋，每袋40-50kg，每垛40袋计算，则每小时可码垛600袋，最高可达每小时码垛1200袋。全自动码垛机配叉车储运，则有装车机动灵活，运输、码垛、拆垛、搬移等任务都可实现机械化操作。使作业时间大为缩短，作业劳动强度大大减轻。一条全自动包装码垛生产线，建议操作人员2-3人为好。

3.全自动包装码垛生产线

3.1 自动化过程已逐步实现。包装材料或包装容器的自动整理、输入以及产品的输出；单机及机组和生产线的自动协调工作和故障的自动处理；对包装质量的在线自动检测和自动剔除不合格品；为适应多品种、小批量生产包装设备的实际需要，可实现柔性化自动包装码垛。

3.2 包装码垛设备成套性较强。包装设备多为连续作业的单机联动线和机组，成套性较强，其成套方式有：把具有不同功能的单机或机组与辅助设备配套成龙为连续作业；设计制造具有多种功能的作业线，现代化生产中包装机械不仅将制袋、充袋、封口、称量、码垛、运输等功能组合在一起，而且将清洗灭菌、计量、贴标、打印、检测和传递输送等功能也结合起来组成成套作业。

3.3 可靠性较高。全自动包装线系统功能多，工位多，机构复杂，要求运动准确，动作迅速、协调，工作可靠。在现代化工业生产中包装设备已是生产流水线上的关键设备。为此采用了必要的检测和监控措施，对故障及时显示或报警，针对常见故障和误操作，设置安全防护措施，使设备即使在意外情况下也不致损坏。在报警发出后，由操作人员干预，使设备恢复正常运转。

3.4 较强的通用性。包装设备的通用化、系列化、标准化，更有利于实现包装自动化。工业包装线及装备的构成应该模块化。每一个特定用户在物料的性质、称量精度、生产率以至码包、封口方式等方向都可能有不同的需要，但是有很多动作是相同或相似的，只是尺寸大小不一样，粮食类谷物自动包装与化肥、矿物颗粒自动包装以及小包装的动作也有相似之处。因此，可以将包装装备的组件设计成通用化。国外，有的国家包装机械的通用化程度已达百分之70到90。

4.半自动包装系统

由于产量及其他原因，由人工完成如供袋和封口作业，有时不要求进行在线整治、质量复核、检测、打印和垛型加固等作业，这时系统也称为半自动包装系统。

二、工程机械设备远程监控故障诊断系统

工程机械工作环境恶劣，雨淋、尘土、冲击振动等因素都很容易引发工程机械故障，及时发现和排除故障对避免或缩短故障停机，减少用户经济损失尤为重要。现代机械设备日趋大型化、连续化、机电一体化，其性能与复杂程度不断提高，设备故障诊断也更为复杂，依靠填写值班日志、参数越限报警等人工或半自动化的传统故障诊断方法来维护机械设备已无法满足现代机械设备的故障诊断要求。为了保持异地施工设备良好的运行状态，及时发现并迅速排除设备故障，构建工程机械远程监测与故障诊断系统不仅能够最大程度地避免或缩短故障停机，而且能够大幅度的减少售后服务人员，为企业和用户带来巨大的经济效益。

1.故障诊断子系统

故障诊断子系统为远程服务中心提供工程机械装备的数据预处理、数据分析、多传感器数据融合、故障树故障诊断等服务，它由数据分析服务器、历史数据服务器、故障诊断服务器等设备组成。数据分析服务器主要完成实时数据的预处理、数据分类等，历史数据服务器主要用于存储历史数据和故障记录，故障诊断服务器主要用于多传感器数据融合和故障树分析、诊断。

2.GIS 服务子系统

GIS 服务子系统为监控服务中心提供地理信息相关服务，如实时掌握工程机械装备的区域分布、施工密度，为营销公司提供销售信息支持，对工程机械装备进行轨迹跟踪，重现工程机械设备的历史轨迹等； 它包括GIS 服务器、GIS 工作站等设备。

3.工作站子系统

工作站子系统为监控服务中心的监控服务人员和工程师提供友好的人机界面，操作简单，包括操作员工作站（供监控服务中心操作人员使用）和工程师工作站（供监控服务中心专家和管理人员使用），主要用于实时监测各种不同设备的运行状况，有故障发生时，用于工程师和用户之间进行交互。

4.网络通信子系统

网络通信子系统利用远程监控中心的局域网和Internet 实现了各子系统之间的通信。另外，为提高系统的可靠性，监控服务中心的故障诊断服务器、历史数据服务器和局域网采用了热备份冗余结构；为保证数据的可靠性使用了磁盘阵列保存数据。

三、结束语

机械设备的自动化技术是人类长期的社会实践中不断追求的主要目标。随着科学技术的不断进步，自动化制造水平也越来越高。采用自动化技术，不仅可以大大降低劳动强度，而且可以提高产品质量，改善制造系统适应市场变化的能力，从而提高企业的市场竞争力。

参考文献：

[1]张根保.自动化制造系统[M].北京：机械工业出版社，2005.

[2]李家震.机械加工自动化机构[M].哈尔滨 哈尔滨工业大学出版社。1989.

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