淺談自動化設備中有關機械結構設計的幾點體會

徐海威

（福建星云電子股份有限公司，福建 福州 350015）

對于機械產品來說，其結構是否實用和可靠在很大程度上取決于其結構設計的合理性，同時，機械結構的設計水平也能反映出我國在機械制造領域上的整體水平，一直以來，機械制造業都在我國經濟發展中占據著舉足輕重的地位。正是機械制造業的不斷發展，使得越來越多的自動化設備得以進入人們的生活中，并為人們的工作、生活和生產提供了巨大的便利。在對機械結構進行設計過程中，要對自動化設備的尺寸、材料及形狀等各方面因素進行綜合考慮，通過對機械結構進行創新設計，可實現對自動化設備的有效優化，從而使自動化設備具備更加豐富的功能與強大的運行性能，這也將進一步推動我國機械制造業的可持續發展。為此，以下便對自動化設備中有關機械結構設計的幾點體會進行淺要的探討。

1 自動化設備中機械結構設計的相關要求

1.1 需要以用戶至上的設計理念為指導

對于自動化設備來說，其產品設計是以用戶需求為基礎而建立的，只有對用戶使用需求和市場需求進行全方位的了解，才能使自動化設備的使用性能得到優化，才能更好地順應市場發展，并為企業創造更多的經濟效益。因此，在對自動化設備中的機械結構進行設計前，需要分析其使用需求數據，確保整個設計工作能夠不會脫離其使用價值。

1.2 嚴格把控產品質量

自動化設備產品質量是否良好，將對其使用價值產生直接的影響。在對自動化設備中的機械結構進行設計過程中，需要對設備的最終質量予以充分考慮，確保產品能夠按照理想的強度、剛度和穩定性進行設計。同時，還要對可能影響自動化設備產品質量的各方面因素進行全面的分析，嚴格控制這些影響因素，以確保自動化設備的產品質量得到切實保證。當然，對自動化設備產品的使用便捷性、安全性及環保性進行考慮也是必不可少的，這些都決定著整個產品的最終質量。只有對產品實施全過程化控制，才能保障企業獲得良好的產品合格率，即通過動態控制方法對自動化設備產品的機械結構設計與加工過程進行控制，對其中存在的問題予以及時發現和處理，確保發現的問題能夠得到及時的反饋，這樣才能使產品設計得到優化。

1.3 確保功能設計滿足使用要求

在確保自動化設備產品的機械功能得到充分發揮的基礎上，應對其原材料進行加工，以使其成為新的成品。在對自動化設備的機械結構進行設計過程中，需要確保設備功能不僅能夠與使用者所提出的使用要求相一致，更重要的是發揮其創新性。對機械結構的設計需要滿足相應的工作原則，使機械能夠穩定運行，并達到設備在裝配性能和材料力學性等所提出的各方面要求。

1.4 開展產品優化與創新設計

國家經濟的高速發展，使我國機械制造業正面臨著愈發激烈的市場競爭環境，而對于企業而言，其產品質量以及使用性能更是決定企業能否繼續生存的關鍵所在。只有加大機械結構的創新力度，才能使企業具備更強的競爭力。在對自動化設備中的機械結構進行設計時，需要將創造性思維引入其中，并結合現代化科學技術的運用，這樣可為產品創造更高的市場價值。并且，在優化設計機械結構時，還要制定一些具有優化空間或可能性的實施方案，例如，優化產品尺寸、改進產品制造工藝等方面的方案。

1.5 應用智能化技術來創新設計

現階段，我國在自動化設備機械結構的設計中，對智能化技術的應用正逐漸深入，智能化技術的應用也為機械結構設計工作提供了以下優勢：首先，能夠對另加裝備環境實施真實、高效的模擬，可以有效把控零件尺寸、位置及形狀所帶來的影響，進而使機械結構中的零部件設計變得更加高效。其次，智能化技術的發展，使人們能夠利用平臺來演示各個零部件的具體裝配路徑，從而使不匹配現象得以大幅減少的同時，也能更加直觀地把控零部件的具體裝配情況。再次，通過智能化技術的應用，可以大幅縮短自動化設備對機械結構的設計周期，從而顯著提升了自動化設備的生產效率。最后，相比傳統的設計方法，通過應用有限元分析、虛擬化設計等多種現代手段，能夠極大提升自動化設備中機械結構的設計合理性，進而保障自動化設備的產品質量。

2 自動化設備中機械結構設計中的幾點體會

2.1 結合設備使用場合開展設計優化

本文將創新創業競賽的某個獲獎作品作為分析實例，該作品的創作目的是能夠自主行走、可遠端遙控的一種自動化教學設備，該設備的機械結構屬于組合式機構，其機械結構主要是通過曲柄遙桿機構、雙搖桿與曲軸連桿之間的相互作用來發揮其仿生功能的。該設備雖然具有較為簡單的結構，不過，卻便于攜帶，能夠滿足用戶的使用需求，因此，使用價值非常高。從該作品也可以看出，對市場及用戶使用需求有一個充分的了解，方可提高自動化設備的使用價值，相應的，其內在機械結構也將具備更高的設計價值。

2.2 對材料進行優化創新

在設計機械結構時，往往要采用很多不同的原材料，這些種類不同的原材料都有其對應的作用和使用價值。因此，在對自動化設備的機械結構進行設計時，應根據設計要求，采取不同方式科學、合理地選擇各種原材料，同時，還要部分原材料實施相應的加工處理，確保其能夠在自動化設備的機械結構中得到合理的應用。在機械結構設計中，實現對材料的創新運用，也就是在確保結果不發生改變的基礎上，通過改變機械結構中的各個變量來達到優化產品性能的目的。

2.3 優化零部件的使用數量

對于企業來說，需要以最小的投入來獲取最大的效益，而零部件在機械結構中的使用數量則對整個產品的最終價值及其功能作用有著直接的影響，而這便需要合理確定零部件的使用數量，在此基礎上，還要進行一定的優化。一方面，企業需要對零部件的測評方案進行制定，以便于科學評測零部件的節能效果、精確程度、使用頻次以及安全性。另一方面，還要根據綜合測評結果來篩選合適的機械零部件，以優勝劣汰為原則來調整自動化設備產品中機械結構的零部件數量，以使產品的機械結構得到不斷優化，進而提高產品性價比。

2.4 改變零部件的安裝位置

對于自動化設備產品中的機械結構來說，零部件是其基礎性的構成單位，對零部件的不同排列方式及位置都會在一定程度上影響整個設備的最終質量。在進行機械結構設計時，需要確保某些零件的高貼合要求得到充分滿足，通過改變零部件的排列位置，控制各個零部件間的距離，以此提高自動化設備產品的質量。

2.5 改變和優化產品外形

對于消費者來說，其對產品的第一印象來源于其外形，因此，需要通過改變自動化設備的外形，以此改變產品總體性能，而這便離不開對整個機械結構外形的調整。在設計時，應使自動化設備保持美觀的外型，在此過程中，便要調整機械結構中各個零部件的形狀與尺寸，以此提高機械結構的精確度，從而更好地優化自動化設備產品的總體性能。

2.6 綠色化的優化創新

對于自動化設備產品來說，無論對其機械結構進行哪種形式的優化創新，均需要按照“綠色化”的設計主題進行設計。現如今，整個社會都尤為強調綠色化發展；在自動化設備的機械結構設計中也同樣如此，對其實施綠色化設計也是整個行業在發展與建設過程中所提出的剛性要求。具體來說，機械結構的設計人員需要合理、科學的規劃與制定材料、數量、位置等設計方案，在確保基礎資源得到有效節約的同時，確保自動化設備中機械結構零部件的設計能夠向著節能環保化的方向進行發展，使機械結構設計工作能夠同時兼顧其工程意義和生態意義，這樣才能更好地推動我國現代化社會的可持續發展。

3 結語

總而言之，對自動化設備中的機械結構進行創新設計和智能化，可以使整個自動化設備的設計水平得到有效提升，實現對產品設計性能的有效優化。只有在用戶至上的設計理念的指導下，通過改變機械結構中零部件的數量、材料、位置、形狀乃至于制造工藝，才可以對以往機械結構設計中存在的不足進行有效彌補，從而使自動化設備能夠更好地適應整個社會的發展需要，并為我國機械制造領域的發展提供有力支持。