淺談非標自動化機械設備的創新設計

李慧

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

關鍵詞：非標自動化;機械設備;創新設計

非標自動化設備針對個別客戶有針對性設計研發的具有特殊功能的設備，其在開發時以國家頒發的統一的行業標準和規格制造的單元設備組裝而成的。也就是說，每一臺自動化設備都有自己專門服務的群體，但同時又根據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，非標自動化設備的交易只發生在特定用戶和制作企業之中，不屬于市場常規交易。目前我國經濟在快速的騰飛，其中我國的制造業為我國經濟發展的貢獻巨大，所以社會迫切需要提高制造業的生產力，以滿足人們對物質生活的需要。為了使制造業滿足社會需求，節約勞動投入，許多生產商都會采用特定的非標自動化機械設備來進行開發和生產，以此來提高生產效率，促進經濟效益的增長。同時，由于非標自動化機械設備的特殊性，他需要根據不同客戶的特點設計非標自動化機械設備的功能，所以設計研發工作不是千篇一律，需要經常進行有關設計和研發的創新，因為只有設計研發工作科學合理，才能夠保證非標自動化機械設備在工作中為客戶貢獻最大化的生產力。所以，如何結合現有的設計理念，結合時代需要，結合目前主流的技術，設計研發出質量高性價比的非標自動化機械是本文探索的主要內容。

一、非標自動化機械設備分析

動力配件、傳動配件、執行結構、控制平臺以及輔助等是非標自動化機械設備的重要組成部分，也是開展此類設備創新設計的重點。對此類設備進行設計和生產的主要作用就是滿足無法應用標準自動化設備生產部門的實際要求，實現此部門實際生產效率和質量的提升，同時也保證其生產安全。由于在實際應用非標設備的過程中表現出具有較低的毛坯部件精度和較大的生產余量等特點，而且在機床上加工此類設備也還具有較低的運行效率。因此，為了滿足此類設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，針對此類定制型產品也需要通過AutoCAD、Catia、Pro/E等系統對其進行設計，通過相應3D數字模型的構建來自動生成所需的2D圖，實現了繪圖效率和質量的提升，同時也保證2D圖的精準性，推動此類設備設計向規范化、模塊化方向發展。

二、非標自動化機械設備設計的必要性

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

三、非標自動化機械創新設計途徑

（一）提升設計人員的業務能力

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

（二）運用Catia開展設備的模塊設計

為了減輕此類設備的設計工作量，并實現此類設備加工中費用的降低和使用中穩定性的提升，可以通過積木式的設計手段，應用Catia開展設備設計來降低設計難度和縮短設計時間。同時，通過此軟件的應用還可以隨時進行設計圖紙的修改，保證產品設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，實現設計效率的提升，同時在保存設計圖紙的同時，也可以從不同視角來輸出設計圖。

（三）加強對設備實用性的設計

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

（四）對所用材料進行優化設計

為了避免設備材料因素降低設備的整體性能，需要在此類設備設計時從材料選取角度來提升設備應用的平衡性與協調性，同時還要保障設備加工的經濟性。因此，針對所用材料，不僅需要保證設備在應用期限內可以保障其性能的發揮，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，滿足此過程中設備日常使用的需求。而且還要在滿足上述要求的基礎上盡量選擇通用的標準化部件，實現其通用性的提升，并降低生產和使用維修成本。比如目前比較常用的設備設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構鋼，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構中應用。對于后者來說，其屬于比較常見的中碳調質鋼，具有較高的整體力學性能，但是具有較小的淬透性，容易在水淬時出現裂紋問題。比較適合在生產強度比較大的運動部件、軸以及齒輪等部件中應用。

（五）提升設備設計的耐用性和易操控性

在此類設備設計時，為了滿足實際生產需求，需要調查和掌握企業員工的生產和操控習慣，保證所設計的設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。這就需要在設備設計中設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，實現企業生產效率的提升。同時也通過完整機械應用手冊的編制，便于員工可以結合此手冊掌握設備操作順序和具體要求。

四、結語

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

參考文獻：

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