淺談非標自動化機械設(shè)備的創(chuàng)新設(shè)計

李慧

摘要：隨著行業(yè)細分和產(chǎn)業(yè)細化，非標自動化機械設(shè)備需求更加廣泛。文章基于對非標自動化機械設(shè)備需求和應用現(xiàn)狀的分析，研究對此類設(shè)備開展創(chuàng)新設(shè)計的必要性，從人員、模塊設(shè)計以及材料和設(shè)計思路等方面提出了對此類設(shè)備的創(chuàng)新設(shè)計途徑，以供參考。

關(guān)鍵詞：非標自動化;機械設(shè)備;創(chuàng)新設(shè)計

非標自動化設(shè)備針對個別客戶有針對性設(shè)計研發(fā)的具有特殊功能的設(shè)備，其在開發(fā)時以國家頒發(fā)的統(tǒng)一的行業(yè)標準和規(guī)格制造的單元設(shè)備組裝而成的。也就是說，每一臺自動化設(shè)備都有自己專門服務的群體，但同時又根據(jù)不同群體中特別用戶的要求，制作時采用了不同的工藝。由此可以看出，非標自動化設(shè)備的交易只發(fā)生在特定用戶和制作企業(yè)之中，不屬于市場常規(guī)交易。目前我國經(jīng)濟在快速的騰飛，其中我國的制造業(yè)為我國經(jīng)濟發(fā)展的貢獻巨大，所以社會迫切需要提高制造業(yè)的生產(chǎn)力，以滿足人們對物質(zhì)生活的需要。為了使制造業(yè)滿足社會需求，節(jié)約勞動投入，許多生產(chǎn)商都會采用特定的非標自動化機械設(shè)備來進行開發(fā)和生產(chǎn)，以此來提高生產(chǎn)效率，促進經(jīng)濟效益的增長。同時，由于非標自動化機械設(shè)備的特殊性，他需要根據(jù)不同客戶的特點設(shè)計非標自動化機械設(shè)備的功能，所以設(shè)計研發(fā)工作不是千篇一律，需要經(jīng)常進行有關(guān)設(shè)計和研發(fā)的創(chuàng)新，因為只有設(shè)計研發(fā)工作科學合理，才能夠保證非標自動化機械設(shè)備在工作中為客戶貢獻最大化的生產(chǎn)力。所以，如何結(jié)合現(xiàn)有的設(shè)計理念，結(jié)合時代需要，結(jié)合目前主流的技術(shù)，設(shè)計研發(fā)出質(zhì)量高性價比的非標自動化機械是本文探索的主要內(nèi)容。

一、非標自動化機械設(shè)備分析

動力配件、傳動配件、執(zhí)行結(jié)構(gòu)、控制平臺以及輔助等是非標自動化機械設(shè)備的重要組成部分，也是開展此類設(shè)備創(chuàng)新設(shè)計的重點。對此類設(shè)備進行設(shè)計和生產(chǎn)的主要作用就是滿足無法應用標準自動化設(shè)備生產(chǎn)部門的實際要求，實現(xiàn)此部門實際生產(chǎn)效率和質(zhì)量的提升，同時也保證其生產(chǎn)安全。由于在實際應用非標設(shè)備的過程中表現(xiàn)出具有較低的毛坯部件精度和較大的生產(chǎn)余量等特點，而且在機床上加工此類設(shè)備也還具有較低的運行效率。因此，為了滿足此類設(shè)備的加工和使用精度要求，就需要應用量具、夾具、刀具和一般技能來加工，同時，針對此類定制型產(chǎn)品也需要通過AutoCAD、Catia、Pro/E等系統(tǒng)對其進行設(shè)計，通過相應3D數(shù)字模型的構(gòu)建來自動生成所需的2D圖，實現(xiàn)了繪圖效率和質(zhì)量的提升，同時也保證2D圖的精準性，推動此類設(shè)備設(shè)計向規(guī)范化、模塊化方向發(fā)展。

二、非標自動化機械設(shè)備設(shè)計的必要性

在目前我國工業(yè)化大規(guī)模且快速發(fā)展的過程中，不同生產(chǎn)領(lǐng)域中對各種類型非標自動化機械設(shè)備的應用需求也在同步增長，這也成為工業(yè)企業(yè)在激烈市場競爭中取勝的關(guān)鍵。因此，在設(shè)計此類設(shè)備時，需要結(jié)合用戶對設(shè)備性能、運行安全性、穩(wěn)定性和效率等要求，結(jié)合實際的設(shè)備運行環(huán)境和生產(chǎn)力等進行產(chǎn)品分析，在掌握原始技術(shù)參量的基礎(chǔ)上來處理工藝流程，開展相應的論證工作，確定相應的機械處理環(huán)節(jié)、原理圖以及電氣控制平臺等，并由相關(guān)專家對此設(shè)計方案的可行性進行審核與評估，通過對設(shè)計方案的不斷完善，最終由項目部確定最終設(shè)計方案并實施，滿足此類設(shè)備具有較大生產(chǎn)量和較低部件精度的模塊化設(shè)計要求。

三、非標自動化機械創(chuàng)新設(shè)計途徑

（一）提升設(shè)計人員的業(yè)務能力

由于此類非標設(shè)備屬于定制型產(chǎn)品，在對此類設(shè)備進行生產(chǎn)中缺乏標準模塊，這就需要結(jié)合加工場所和產(chǎn)品要求開展設(shè)計工作，但這也對設(shè)計人員的業(yè)務能力提出更高要求。為了滿足用戶需求，設(shè)計人員需要具有較高的業(yè)務能力，結(jié)合自身專業(yè)知識以及豐富的實踐經(jīng)驗對此類設(shè)備的細節(jié)進行設(shè)計和完善，同時也全程跟進整個設(shè)計和加工過程，及時調(diào)整設(shè)計來保證此類設(shè)備性能，避免由于設(shè)計疏漏而影響其利用率。

（二）運用Catia開展設(shè)備的模塊設(shè)計

為了減輕此類設(shè)備的設(shè)計工作量，并實現(xiàn)此類設(shè)備加工中費用的降低和使用中穩(wěn)定性的提升，可以通過積木式的設(shè)計手段，應用Catia開展設(shè)備設(shè)計來降低設(shè)計難度和縮短設(shè)計時間。同時，通過此軟件的應用還可以隨時進行設(shè)計圖紙的修改，保證產(chǎn)品設(shè)計的正確性以及滿足用戶需求。這主要由于通過此類軟件的應用可以直接應用需要反復利用的螺絲和軸等部件，實現(xiàn)設(shè)計效率的提升，同時在保存設(shè)計圖紙的同時，也可以從不同視角來輸出設(shè)計圖。

（三）加強對設(shè)備實用性的設(shè)計

此類設(shè)備設(shè)計首先需要滿足用戶需求，也就是要滿足實用性的要求，這就需要在設(shè)備設(shè)計之前全面和詳細了解用戶需求，掌握設(shè)備操作狀況和習慣，在此基礎(chǔ)上進行科學設(shè)計來提升設(shè)備的易用性。在保證上述實用性和易用性的基礎(chǔ)上，還要從人性化的角度出發(fā)開展設(shè)計優(yōu)化，重點是對操作手冊進行優(yōu)化，簡化設(shè)備操作，便于用戶快速掌握和使用，確保設(shè)備應用效率的全面發(fā)揮。

（四）對所用材料進行優(yōu)化設(shè)計

為了避免設(shè)備材料因素降低設(shè)備的整體性能，需要在此類設(shè)備設(shè)計時從材料選取角度來提升設(shè)備應用的平衡性與協(xié)調(diào)性，同時還要保障設(shè)備加工的經(jīng)濟性。因此，針對所用材料，不僅需要保證設(shè)備在應用期限內(nèi)可以保障其性能的發(fā)揮，重點是要保證其防震動、沖擊、抗高溫和低溫、高速以及強荷載性能等達標，滿足此過程中設(shè)備日常使用的需求。而且還要在滿足上述要求的基礎(chǔ)上盡量選擇通用的標準化部件，實現(xiàn)其通用性的提升，并降低生產(chǎn)和使用維修成本。比如目前比較常用的設(shè)備設(shè)計加工時的金屬材料主要是Q235和45#鋼，前者屬于比較常見的碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有較高的塑性、韌性、焊接水平和冷沖壓能力，還有良好的強度和冷彎性能等，比較適合在一般部件和焊接結(jié)構(gòu)中應用。對于后者來說，其屬于比較常見的中碳調(diào)質(zhì)鋼，具有較高的整體力學性能，但是具有較小的淬透性，容易在水淬時出現(xiàn)裂紋問題。比較適合在生產(chǎn)強度比較大的運動部件、軸以及齒輪等部件中應用。

（五）提升設(shè)備設(shè)計的耐用性和易操控性

在此類設(shè)備設(shè)計時，為了滿足實際生產(chǎn)需求，需要調(diào)查和掌握企業(yè)員工的生產(chǎn)和操控習慣，保證所設(shè)計的設(shè)備具有更好的員工接受度并易于操作，具有良好的耐用性，同時也減少使用中的檢修與維護工作量、降低此工作難度和消耗的費用等。這就需要在設(shè)備設(shè)計中設(shè)計便于操作的工作界面，提升人機交互性，便于投入使用之后員工可以快速接受和上手使用，實現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)效率的提升。同時也通過完整機械應用手冊的編制，便于員工可以結(jié)合此手冊掌握設(shè)備操作順序和具體要求。

四、結(jié)語

在近年來我國工業(yè)化快速發(fā)展的同時，工業(yè)生產(chǎn)中員工老齡化問題比較突出，同時也對員工的專業(yè)水平提出較高要求。尤其是工業(yè)自動化技術(shù)的發(fā)展和應用，在提升生產(chǎn)效率和質(zhì)量的同時，也減輕人工勞動量和降低人工成本。但是針對工業(yè)生產(chǎn)中需求量比較大的非標自動化機械設(shè)備，需要結(jié)合用戶需求做好專業(yè)設(shè)計工作，通過此類設(shè)備的不斷創(chuàng)新，研發(fā)和應用出自動化水平更高的產(chǎn)品，推動工業(yè)化進程的加速和健康發(fā)展。

參考文獻：

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