非標自動化機械設備的創新設計分析

肖昌祥

（合肥科燁電物理設備制造有限公司，安徽 合肥 230031）

自動化設備的應用幫助企業提高了生產效率和產品質量，也節約了企業的人力勞動人本，促進了企業從粗獷型向技術集約型的轉變。然而，一些生產部門由于各種原因無法使用標準化自動化設備，為滿足這些生產部門的需求，非標自動化設備開始得到應用。所謂非標自動化設備是指國家對設備沒有明確的標準，設備按照實際的生產用途設計并制造。目前，非標自動化設備應用廣泛，已經成為工業自動化發展中的重要助力。

一、非標自動化機械設備介紹

非標自動化機械設備主要由動力部件、傳動部件、執行機構、控制系統和輔助等構成。非標自動化機械設備被設計研發出來的目的是應用于某些不使用標準自動化機械設備的行業的生產需求，提高產品的質量和生產效率，同時保障了生產單位工作人員的安全性，避免了不少安全隱患。非標自動化機械設備相較于標準自動化設備而言，有著毛坯零件精度低、加工量大的特點。當非標自動化設備應用于工業生產中的機床時，它的生產效率較低。因為精度低，在實際生產中非標自動化機械設備通常采用通用的量具、刀具和夾具等來達到產品所要求的精度。非標準化機械設備一般使用一些軟件來進行設計，但是備件的體積、重量及中心位置需要被具體量化，并且需要為后續的設計與處理提供科學合理的數據。

二、非標智能化機械設施設計的必要性

為提升機械效率，提升設備性能，保障設備運行的安全穩定性，在設計非標智能化機械設施時，要了解用戶需求，包含制造機械的環境、生產力等因素，通過產品分析獲得原始技術參量，展開工藝流程處理，再論證，機械的整個處理環節得以確定，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，并根據專家評估的結果完善設備生產方案[2]。定稿方案由項目部完善與劃分，包含部件標準件購置清單、標準件應用說明書、部件組成圖、組裝圖等。非標智能化設備的特征與普通自動化機械比較，具有生產量大、部件精度低等特征，所以非標自動化設施的設計更重視模塊化、簡易，根據特殊要求定制特殊設備。

三、非標智能化機械創新設計

機械產業若想得到更好的發展就必須基于工業電氣化的支撐，將機械和電氣、液壓以及氣動相結合起來，加之新材料的研發與使用，可以給機械產業帶來新的機遇。

（一）提升非標自動化設施設計師的業務能力

非標自動化設施是按照企業的生產要求來設計加工的，是一種定制型加工產品，即機械產品市面上現有的機械無法滿足企業生產要求時，就必須定制加工相應的產品。非標自動化機械無標準模塊，要求依靠加工場所與產品性質開展單獨設計。所以，在設計非標智能化機械時，設計師的業務能力十分重要。提高設計師的業務能力，不僅可以加大企業滿意度，還可以提高機械質量。設計師結合自身實踐經驗以及專業知識，完善非標自動化機械的設計細節，且在設計時全程跟進，防止產生設計疏漏現象，影響到非標智能化機械的利用率。

（二）不斷提升非標智能化機械產品的實用性

設計機械產品時，要認真分析機械的應用情況及顧客需求的各種注意事項，了解機械的操作狀況與習慣，由此展開科學設計，如此方可提高機械的易用性。而且還要保證設計產品的人性化，設計結束后要優化操作手冊，以便顧客掌握準確的操作方法，確保機械的應用效果。

（三）提高與優化非標智能化機械設施設計應用的材料

為保證機械的應用功能，在設計非標智能化機械時，要不斷提高機械應用的平衡性與協調性，選取優質材料，防止在設計中產生木桶效應。另外，非標智能化機械設計中還要考量到材料費用。首先，選取可以保障機械在預期應用期限內能夠正常運行的核心部件，部分配件在允許范圍內要可以保證機械的日常生產需要；其次，盡量減少部件成本，多使用市面上通用的標準化部件，提高非標智能化機械的通用性。選取零配件時，要考量部件的防震動、沖擊、抗高溫、低溫、高速、強荷載性能。常用的金屬材料有：①Q235，最常見的碳素結構鋼，其塑性、韌性以及焊接水平、冷沖壓能力都很高，且具有一定強度及冷彎性能。普遍用在一般需求的部件與焊接結構中。②45 鋼，良好的碳素結構鋼，最常見中碳調質鋼，整體力學性能較好，淬透性小，水淬時容易出現裂紋。常用于生產強度大的運動件、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，節省零件制造成本，令實際應用的非標自動化機械更加經濟實用，減少企業加工成本，以提升企業的生產價值。

（四）提升設計設施的耐用性與易操控性

非標智能化機械的設計應貼合生產需要，兼顧到企業員工的應用、操控習慣，提高非標自動化機械設施的接受度、耐用性以及易操控性。優秀的設計應當延續至后期的應用與維護方面。為此，非標自動化機械設計中要注重產品在實際應用時的效果以及一些可能產生的操作問題，拓展設計思維，設計易懂、操作便利的工作界面，提高操作工人與機械間的交互性，防止產生機械剛設計完就被單位淘汰的尷尬局面，企業人員可以迅速接受，應用非標智能化機械方可提高企業經營效率。另外，設計師要制定完整的機械應用手冊，使企業人員按照機械應用手冊迅速了解機械的操作順序。

隨著我國工業的發展和制造業的進步，對自動化的需求越來越高，但傳統的標準化設備還沒有完全適應時代發展的要求，新的非標準自動化機械裝置已經開發出來，研究人員完成了他們的研究，但今后的發展應該進一步加強創新設計，提高研究人員的水平，創作出更智能化的非標自動化機械設備，適應工業發展要求。