非標(biāo)自動化機(jī)械設(shè)備的創(chuàng)新設(shè)計分析

肖昌祥

（合肥科燁電物理設(shè)備制造有限公司，安徽 合肥 230031）

自動化設(shè)備的應(yīng)用幫助企業(yè)提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，也節(jié)約了企業(yè)的人力勞動人本，促進(jìn)了企業(yè)從粗獷型向技術(shù)集約型的轉(zhuǎn)變。然而，一些生產(chǎn)部門由于各種原因無法使用標(biāo)準(zhǔn)化自動化設(shè)備，為滿足這些生產(chǎn)部門的需求，非標(biāo)自動化設(shè)備開始得到應(yīng)用。所謂非標(biāo)自動化設(shè)備是指國家對設(shè)備沒有明確的標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)備按照實際的生產(chǎn)用途設(shè)計并制造。目前，非標(biāo)自動化設(shè)備應(yīng)用廣泛，已經(jīng)成為工業(yè)自動化發(fā)展中的重要助力。

一、非標(biāo)自動化機(jī)械設(shè)備介紹

非標(biāo)自動化機(jī)械設(shè)備主要由動力部件、傳動部件、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)和輔助等構(gòu)成。非標(biāo)自動化機(jī)械設(shè)備被設(shè)計研發(fā)出來的目的是應(yīng)用于某些不使用標(biāo)準(zhǔn)自動化機(jī)械設(shè)備的行業(yè)的生產(chǎn)需求，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，同時保障了生產(chǎn)單位工作人員的安全性，避免了不少安全隱患。非標(biāo)自動化機(jī)械設(shè)備相較于標(biāo)準(zhǔn)自動化設(shè)備而言，有著毛坯零件精度低、加工量大的特點。當(dāng)非標(biāo)自動化設(shè)備應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中的機(jī)床時，它的生產(chǎn)效率較低。因為精度低，在實際生產(chǎn)中非標(biāo)自動化機(jī)械設(shè)備通常采用通用的量具、刀具和夾具等來達(dá)到產(chǎn)品所要求的精度。非標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)械設(shè)備一般使用一些軟件來進(jìn)行設(shè)計，但是備件的體積、重量及中心位置需要被具體量化，并且需要為后續(xù)的設(shè)計與處理提供科學(xué)合理的數(shù)據(jù)。

二、非標(biāo)智能化機(jī)械設(shè)施設(shè)計的必要性

為提升機(jī)械效率，提升設(shè)備性能，保障設(shè)備運(yùn)行的安全穩(wěn)定性，在設(shè)計非標(biāo)智能化機(jī)械設(shè)施時，要了解用戶需求，包含制造機(jī)械的環(huán)境、生產(chǎn)力等因素，通過產(chǎn)品分析獲得原始技術(shù)參量，展開工藝流程處理，再論證，機(jī)械的整個處理環(huán)節(jié)得以確定，部分原理圖、電氣控制平臺等也得到確定，聘請專家評估資金成本、方案可操作性、制造效率等，并根據(jù)專家評估的結(jié)果完善設(shè)備生產(chǎn)方案[2]。定稿方案由項目部完善與劃分，包含部件標(biāo)準(zhǔn)件購置清單、標(biāo)準(zhǔn)件應(yīng)用說明書、部件組成圖、組裝圖等。非標(biāo)智能化設(shè)備的特征與普通自動化機(jī)械比較，具有生產(chǎn)量大、部件精度低等特征，所以非標(biāo)自動化設(shè)施的設(shè)計更重視模塊化、簡易，根據(jù)特殊要求定制特殊設(shè)備。

三、非標(biāo)智能化機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計

機(jī)械產(chǎn)業(yè)若想得到更好的發(fā)展就必須基于工業(yè)電氣化的支撐，將機(jī)械和電氣、液壓以及氣動相結(jié)合起來，加之新材料的研發(fā)與使用，可以給機(jī)械產(chǎn)業(yè)帶來新的機(jī)遇。

（一）提升非標(biāo)自動化設(shè)施設(shè)計師的業(yè)務(wù)能力

非標(biāo)自動化設(shè)施是按照企業(yè)的生產(chǎn)要求來設(shè)計加工的，是一種定制型加工產(chǎn)品，即機(jī)械產(chǎn)品市面上現(xiàn)有的機(jī)械無法滿足企業(yè)生產(chǎn)要求時，就必須定制加工相應(yīng)的產(chǎn)品。非標(biāo)自動化機(jī)械無標(biāo)準(zhǔn)模塊，要求依靠加工場所與產(chǎn)品性質(zhì)開展單獨設(shè)計。所以，在設(shè)計非標(biāo)智能化機(jī)械時，設(shè)計師的業(yè)務(wù)能力十分重要。提高設(shè)計師的業(yè)務(wù)能力，不僅可以加大企業(yè)滿意度，還可以提高機(jī)械質(zhì)量。設(shè)計師結(jié)合自身實踐經(jīng)驗以及專業(yè)知識，完善非標(biāo)自動化機(jī)械的設(shè)計細(xì)節(jié)，且在設(shè)計時全程跟進(jìn)，防止產(chǎn)生設(shè)計疏漏現(xiàn)象，影響到非標(biāo)智能化機(jī)械的利用率。

（二）不斷提升非標(biāo)智能化機(jī)械產(chǎn)品的實用性

設(shè)計機(jī)械產(chǎn)品時，要認(rèn)真分析機(jī)械的應(yīng)用情況及顧客需求的各種注意事項，了解機(jī)械的操作狀況與習(xí)慣，由此展開科學(xué)設(shè)計，如此方可提高機(jī)械的易用性。而且還要保證設(shè)計產(chǎn)品的人性化，設(shè)計結(jié)束后要優(yōu)化操作手冊，以便顧客掌握準(zhǔn)確的操作方法，確保機(jī)械的應(yīng)用效果。

（三）提高與優(yōu)化非標(biāo)智能化機(jī)械設(shè)施設(shè)計應(yīng)用的材料

為保證機(jī)械的應(yīng)用功能，在設(shè)計非標(biāo)智能化機(jī)械時，要不斷提高機(jī)械應(yīng)用的平衡性與協(xié)調(diào)性，選取優(yōu)質(zhì)材料，防止在設(shè)計中產(chǎn)生木桶效應(yīng)。另外，非標(biāo)智能化機(jī)械設(shè)計中還要考量到材料費用。首先，選取可以保障機(jī)械在預(yù)期應(yīng)用期限內(nèi)能夠正常運(yùn)行的核心部件，部分配件在允許范圍內(nèi)要可以保證機(jī)械的日常生產(chǎn)需要；其次，盡量減少部件成本，多使用市面上通用的標(biāo)準(zhǔn)化部件，提高非標(biāo)智能化機(jī)械的通用性。選取零配件時，要考量部件的防震動、沖擊、抗高溫、低溫、高速、強(qiáng)荷載性能。常用的金屬材料有：①Q(mào)235，最常見的碳素結(jié)構(gòu)鋼，其塑性、韌性以及焊接水平、冷沖壓能力都很高，且具有一定強(qiáng)度及冷彎性能。普遍用在一般需求的部件與焊接結(jié)構(gòu)中。②45 鋼，良好的碳素結(jié)構(gòu)鋼，最常見中碳調(diào)質(zhì)鋼，整體力學(xué)性能較好，淬透性小，水淬時容易出現(xiàn)裂紋。常用于生產(chǎn)強(qiáng)度大的運(yùn)動件、軸以及齒輪等部件。另外，如果條件允許，要盡量提升部件的制造工藝，節(jié)省零件制造成本，令實際應(yīng)用的非標(biāo)自動化機(jī)械更加經(jīng)濟(jì)實用，減少企業(yè)加工成本，以提升企業(yè)的生產(chǎn)價值。

（四）提升設(shè)計設(shè)施的耐用性與易操控性

非標(biāo)智能化機(jī)械的設(shè)計應(yīng)貼合生產(chǎn)需要，兼顧到企業(yè)員工的應(yīng)用、操控習(xí)慣，提高非標(biāo)自動化機(jī)械設(shè)施的接受度、耐用性以及易操控性。優(yōu)秀的設(shè)計應(yīng)當(dāng)延續(xù)至后期的應(yīng)用與維護(hù)方面。為此，非標(biāo)自動化機(jī)械設(shè)計中要注重產(chǎn)品在實際應(yīng)用時的效果以及一些可能產(chǎn)生的操作問題，拓展設(shè)計思維，設(shè)計易懂、操作便利的工作界面，提高操作工人與機(jī)械間的交互性，防止產(chǎn)生機(jī)械剛設(shè)計完就被單位淘汰的尷尬局面，企業(yè)人員可以迅速接受，應(yīng)用非標(biāo)智能化機(jī)械方可提高企業(yè)經(jīng)營效率。另外，設(shè)計師要制定完整的機(jī)械應(yīng)用手冊，使企業(yè)人員按照機(jī)械應(yīng)用手冊迅速了解機(jī)械的操作順序。

隨著我國工業(yè)的發(fā)展和制造業(yè)的進(jìn)步，對自動化的需求越來越高，但傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備還沒有完全適應(yīng)時代發(fā)展的要求，新的非標(biāo)準(zhǔn)自動化機(jī)械裝置已經(jīng)開發(fā)出來，研究人員完成了他們的研究，但今后的發(fā)展應(yīng)該進(jìn)一步加強(qiáng)創(chuàng)新設(shè)計，提高研究人員的水平，創(chuàng)作出更智能化的非標(biāo)自動化機(jī)械設(shè)備，適應(yīng)工業(yè)發(fā)展要求。