自動化機械設備設計研發與機械制造思路

林曉峰

（紅旗儀表（長興）有限公司，浙江 湖州 313000）

1 自動化冶金機械設備設計研發的原則

1.1 技術方面

自動化冶金機械設備設計研發過程涵蓋了機械的基礎設計、生產制造和實際應用等方面內容，其中的每個環節都有相應的行業標準，想要實現機械設備的科學設計和制造，必須同時滿足相應的動態技術指標和靜態技術指標。具體來看，動態記住指標主要指設備的受熱穩定能力、耐損耗度、抗摩擦能力等 ；靜態技術指標是指設備的功率大小、強度、有效壽命、效率等。在機械設備進行設計與制造過程中，工作人員必須對每個零部件的技術指標進行全面考慮，使其滿足設計和使用需求，從而有效保證機械設備的整體質量。

1.2 規范化

設計人員需要在自動化機械設計初期對相關的行業執行標準及相關資料進行收集與整理。在此環節，需要重點注重以下兩方面內容 ：（1）要明確概念的準確性。在設計工作中嘗嘗會涉及到行業內的專有名詞、字母縮寫和計量單位等，設計者需要明確其具體內容和使用規范。如果某個計量單位使用出現錯誤將會影響到機械設備的整體運行情況。（2）標準化方法，在對機械設備或是某個部件進行測試或測量時，要按照測試規范中規定溫濕度以及外界環境要求去執行，同時還要嚴格遵照相關的操作步驟，防止人為失誤所造成的誤差情況出現。

1.3 安全性

在各個生產制造行業中，安全管理是整個管理工作的重中之重，在自動化冶金機械設備設計和制造中，需要特別注重以下幾方面安全問題 ：（1）零部件。一臺完整的自動化冶金機械設備是由若干個零部件構成的，所以零部件的設計是否合理也直接影響著設備在使用過程中的安全性。所以，設計人員要加強對機械零部件的精確化設計，減少尺寸方面的誤差，保證其與機械整體的兼容性。（2）作業安全，自動化冶金機械設備在制造和使用過程中也會存在到一定的危險性，如果操作不當就有可能引發安全事故，所以相關工作人員應始終秉承規范操作的原則，減少人為因素所引發的安全事故。（3）環境安全，機械設備在使用過程中，時常會受到外部環境因素的影響，導致出現故障問題，這就需要工作人員充分了解設備的性能，在非正常環境中使用要做好相應的安全防護措施。

2 自動化冶金機械設備設計研發流程

伴隨我機械設計制造行業多年的發展，目前其設計研發已經形成了一套較為成熟和完整的流程。具體分為以下步驟 ：（1）設計部門根據客戶的使用需求制定自動化機械的大體框架。（2）對自動化機械進行基礎設計，該環節就是一預先指定的大體框架為基礎，對后續設計目標進行確定，這部分內容主要包括了機械設備所使用的設備的性能和特征，在對設備工作原理和結構細節進行明確后開始繪制設備設計圖稿。（3）技術設計，待基礎設計方案得到審核后，根據客戶提出的修改意見對原有方案進行改進，然后繪制出結構更加細化的技術圖紙，并申請第二次審核。（4）設計圖紙定稿，設計圖紙在經過二次審核后，如無其他修改意見，就可以對設計圖進行修正定稿，并對相關的設計技術文件進行存檔。（5）機械設備制造，制造環節是根據設計詳圖對自動化冶金機械設備的各個部件進行生產和加工，該過程也需要設計人員的協助，以防止操作人員因圖紙標注不明而造成的失誤情況。（6）機械驗收，在機械設備各個部件生產并組裝完成后，設計人員要對設備進行驗收，驗收內容主要包括機械設備是否與設計圖紙相符，同時要檢驗其性能是否符合用戶提出的需求，驗收過程要按照一定的標準開展，驗收合格后將產品發給客戶。（7）安裝調試，在將設備交付給客戶時，現場工程師要對設備進行安裝和調試，最后進行試運行，在確認自動化冶金機械設備可以進行正常運轉后，將其正式交付給客戶。（8）客戶使用檢查，在設備完成交付后，客戶需要對設備進行熟悉并自行試運行，看其是否與自己提出的設計需求相符合，如果出現設計方面的問題，要第一時間與設備制造廠商進行溝通。九是確定簽收，客戶完成對產品的運行測試后，確定設備正常無誤后，現場工程師將使用說明、保修卡等資料交給驗收人員，完成簽收程序。

3 機械制造自動化技術的特點分析

3.1 節省人力

在機械制造環節引入自動化技術可以極大節省企業的人工勞動力方面的成本。例如，機械制造廠中對自動化機床的應用可以實現機械部件的連續流水化加工，不但提升了生產效率，也實現了人工和材料方面的節約。伴隨科技水平的不斷發展，自動化機械手臂也逐漸應用于機械制造行業中，這使機械部件的生產、組裝幾乎全部實現了自動化，工作人員只需在計算機上控制相關程序即可，最大程度的節省了勞動力成本。

3.2 精確度高

傳統的機械制造過程大部分是由人工對機械零部件進行加工，由于人工加工會受到人員技術水平、工作態度和工作時長等多方面因素的影響，導致零部件的精確度存在一定誤差。而應用了自動化生產技術，可以實現零部件的自動化流水線生產，極大提升了構件加工的精確度，將人為因素對機械生產造成的影響降到了最低，同時也提升了產品的合格率，減少了加工原材料的浪費情況。

3.3 安全性好

傳統的機械加工制造過程中會應用到各類設備，且大部分是由人工操作完成。這就容易導致生產環節出現人員安全事故，不但不利于對工作人員的保護，也會對企業的經濟效益造成影響。應用自動化生產系統可以極大程度的降低生產安全事故的發生幾率，自動化系統中包含了設備報警系統，在生產過程中，如果出現了機械故障問題或是違規操作現象，系統就會自動報警。同時，自動化系統還包括緊急停止裝置，當生產過程中存在安全隱患且工作人員又未能及時處理時，系統會自動停止作業，以防安全事故的發生。此外，安全控制設備和雙手控制裝置的安裝，可以實現在電源出現中斷情況時，以人力代替電源繼續生產，對生產進行及時調整，進而減少經濟損失。

4 機械制造自動化技術的發展趨勢

4.1 向環保化方向發展

在我國傳統的機械制造過程中，由于對環保意識以及先進生產工藝和設備的缺失，造成了能源過度消耗和污染物排放超標等問題的出現，這對我國的自然環境造成了嚴重影響。伴隨我國可持續發展戰略的實施以及先進設備和工藝的研發，在未來的機械制造中，企業要嚴格按照環境保護標準執行生產作業過程，在機械制造中使用的材料和設備都需要經過我國環評部門的驗收，同時還要對生產后的廢棄物進行無害化處理，對于部分廢棄物可進行回收在利用，這樣不但有效減少了對環境的損害，還能節約企業的生產成本，實現機械制造企業經濟效益和環境效益的協同發展。

4.2 向虛擬化方向發展

自動化冶金機械設備從設計研發到制造、銷售是一個專業程度較高的系統化過程。自動化技術的引入和應用，可以使設備從研發到銷售的全過程在計算機系統中實現，從而進一步體現出生產過程的虛擬化發展。在機械設計環節，可應用相關設計體統實現對機械框架的可視化建模，其制造過程可通過制定操作程序對生產流水線進行控制，因此，可以說機械制造自動化技術實現了機械制造行業向虛擬化的方向發展。

4.3 向高速化和高精度化方向發展

隨著自動化技術在機械制造業中的應用日益成熟，人們對于產品的生產速度和精度要求也在不斷提高，這也是未來機械制造能夠良好發展的前提條件，也是促進加工精度和交工效率提高的動力，特別是在超精密加工、超高速切削方面，對機械制造自動化技術的應用提出了更高要求。因此，因此，機械制造自動化技術的未來發展方向就是提高自身的工作精度和工作速度，實現更加準確的速度定為，并且要確保機械定位的精準性，進而實現技術的全面升級。

5 結語

通過對全文的總結可以得知，自動化冶金機械設備在我國工業生產自動化發展中發揮著十分重要的作用。所以，在自動化冶金機械設備的設計研發環節，相關人員需要明確設計方向，提升設計方案質量，從而促進自動化機械的整體質量和性能得到提升，在滿足客戶需要的同時，促進我國工業自動化的進一步發展。