自動化設備的特點與設計探究

李智聰

摘要：隨著現代生產和科學技術的發展，自動化技術逐漸成熟，目前已經在工業生產、農業、醫療、軍事等領域得到了廣泛應用。自動化設備的出現，將人從繁重的體力勞動中解放了出來，極大地提高了生產效率和生產精度。本文從自動化設備的特點出發，對自動化設備的設計進行了探討和分析。

關鍵詞：自動化設備；自動化技術；特點；設計

一、自動化設備的特點

自動化設備是機械生產同自動化控制技術的結合，在自動化設備的支持下，各行各業迎來了發展的新機遇，生產的效率和質量都得到了很大的提升。自動化設備的特點主要包括以下幾個方面：

（一）定制性

自動化設備應用的領域非常廣闊，但是不同行業的生產過程有不同的設計需求，同一行業中不同的生產環節也有不同的要求，這就意味著自動化設備要想發揮作用，就必須滿足某一行業某種產品的特殊生產需求，或者是滿意某一生產工藝的要求，這樣才能保證設計出來的自動化設備在實際生產過程中能夠替代人工勞動并發揮作用。

（二）自動化程度高

在自動化技術的支持下，機械設備和裝置能夠按照設定好的指令和程序來進行操作和控制，這樣就能夠將人從生產過程中解放出來，很多生產環節甚至可以實現無人操作。這一特點對于一些生產過程比較惡劣和危險、以及體力勞動重的企業而言，有著非常重要的實際意義。此外，自動化設備能夠避免人為因素造成的失誤，保證整個生產過程的穩定，大大提升生產效率，從而有效地降低成本。

（三）高可靠性高穩定性

自動化設備的應用能夠顯著提升生產活動的精確性和規范性，進而使得整個生產過程的可靠性和穩定性得到保障。特別是在軟件技術的支持下，傳統的硬件原理控制系統逐步被數字化軟件控制系統所取代。軟件技術使得設備能夠完成更加復雜精確的操作，進一步減少了硬件控制下設備運作產生的誤差。在實際運行過程中，只要保證軟件控制系統正常運行，自動化設備就能夠持續高效運轉，并且能夠不受外部條件的影響，保證了生產的穩定高效。

二、自動化設備的設計

（一）自動化設備的設計流程

如圖1所示，自動化設備的設計可以大致分為幾個環節。首先是用戶需求的分析，設計人員要充分了解用戶使用自動化設備的目的和意圖，然后從中提煉出具體的功能需求，并將此作為設計的方向和準則。然后是工藝流程的分析，設計人員要通過現場查看、實物驗證等方式全面了解用戶產品的生產工藝，結合工藝流程圖來確定使用自動化設備的位置以及對后續生產過程的影響。之后是對自動化設備的功能進行分析，要根據用戶對設備的功能需求來設計設備的功能，比如自動上料、自動退料、自動冷卻等，在這一基礎上，設計人員要進行整體設計方案及布局分析，結合動力學、人機工學原理來實現設備的功能，同時要從設備使用環境的限制出發，綜合考慮物料運輸線路、設備及人身安全、設備成本、產品質量保證等因素，對不同的設計方案進行反復對比和驗證，直至最終確定設備的整體方案。然后是功能方案比選及性能指標確定的環節，在這一環節需要結合已確定的整體方案進行設備功能模塊的執行結構比選，并確定設備的性能參數，比如在直線往復運動中，選用曲柄滑塊機構、氣缸還是凸輪機構更為合適；設備部件的運動速度、定位精度等參數是否匹配產品工藝流程，是否能夠滿足產品的質量和功能要求等。在設備的功能方案和性能指標確定之后，就可以進入具體設計環節了，在這一階段設計人員需要完成設備結構件的繪制，以及功能部件的選型、固定和連接方面的具體設計，在設計的過程中要考慮到設備后續維護工作的需要。然后是對樣機進行調試和驗證，檢驗設備是否能夠滿足實際生產工序的要求，所生產的產品在性能和外觀方面是否達到了標準，并根據檢驗結果對設計方案進行調整。在自動化設備的設計完成之后，技術人員還要及時對項目進行設計總結，這樣便于發現設計工作存在的不足之處，總結經驗方法，為后續的設計工作提供經驗和思路。

（二）自動化設備設計的注意事項

1、提升自動化設備設計的人性化水平

設計人員要充分了解用戶的工作環境，全面了解操作人員的實際需求和操作習慣，然后有針對性地開展設計工作，遵循人機工學的原理，帶給用戶更好的使用體驗，盡量避免一些過于復雜的操作方式，設備的操作界面要盡量簡潔明了、易于操作。同時，設計人員要向用戶提供使用手冊，將自動化設備的相關操作和注意事項進行詳細說明，確保用戶能夠充分了解和掌握自動化設備的使用規范，也為后續的日常維修和檢測工作提供便利。

2、提升自動化設備設計人員的專業技術水平

一方面，要聘用一批專業能力和素質強的技術人員，另一方面，也要注意在平時的設計工作中培養技術人員的能力，逐步提升技術人員的設計水平，進而為自動化設備的功能和質量提供技術保障。在設計過程中，設計人員要緊密結合用戶對自動化設備的需求，對設備的各個細節部位進行優化，注重對設計流程和生產制造環節的跟進，發現故障問題時及時調整設計方案，不斷對自動化設備的性能進行優化。

3、強化對自動化設備的智能安全控制

在自動化設備的設計中，要運用先進的科學技術對設備的功能結構進行優化，構建設備的安全控制系統，提升設備的智能性和安全性。要借助計算機程序來對自動化設備進行安全控制，提高設備故障檢修效率，特別是在設備運行的初期要做好安全監測工作，將設備的運行數據上傳到安全管理控制服務器中，通過數據庫的對比分析來為操作人員提供更加詳盡準確的設備運行信息，幫助操作人員及時發現設備故障。在出現安全問題時，安全控制系統能夠及時報警，設計人員也能夠結合報警情況來對設計方案進行優化和改進。

三、結語

目前，自動化技術已經逐漸成為衡量一個國家綜合國力、工業水平、制造業水平等的重要標準和依據，在提升一個國家的經濟水平和綜合國力方面有著重要作用。為此，我國要積極推進自動化設備的設計和研發，加大創新力度，促進自動化設備功能和質量的提升，逐步推動國家自動化設備設計水平的提升。

參考文獻

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（作者單位：四川愛創科技有限公司）