基于非标自动化机械设备的创新设计探究 康聪

发表时间:2020/8/19   来源:《基层建设》2020年第12期   作者:康聪
[导读] 摘要:随着我国机械制造业的发展,使得非标自动化设备的应用也逐渐普及,其本身具有的诸多特点使其在设计过程中面临更多问题。
        珠海市运泰利自动化设备有限公司
        摘要:随着我国机械制造业的发展,使得非标自动化设备的应用也逐渐普及,其本身具有的诸多特点使其在设计过程中面临更多问题。要想提高非标自动化设备的生产效率以及进一步扩大其应用范围,就需要不断提高非标自动化设备设计人员的水平,积极采用先进的技术手段优化设计,同时注重标准化工作的开展,不断提高非标自动化设备的耐用性和易操作性,促进制造业的进一步发展,提高社会生产力。
        关键词:非标自动化;设备;相关概述;创新设计;
        引 言
        自动化产品的使用支撑企业提升了生产效率与产品性能,还节省了企业的人力资源费用,推动了企业由粗犷型朝技术集约型改变。但是,有些生产部门因为多种原因不能采用标准化智能机械,为达到这些部门的要求,非标自动化产品开始得到广泛使用。非标自动化产品是指国家针对产品无确切的标准,产品根据具体生产用途规划并加工。当前,非标自动化产品应用普遍,已成为工业智能化发展的关键助力。
        一、非标自动化机械设备介绍
        非标自动化机械设备主要由动力部件、传动部件、执行机构、控制系统和辅助等构成。非标自动化机械设备被设计研发出来的目的是应用于某些不使用标准自动化机械设备的行业的生产需求,提高产品的质量和生产效率,同时保障了生产单位工作人员的安全性,避免了不少安全隐患。非标自动化机械设备相较于标准自动化设备而言,有着毛坯零件精度低、加工量大的特点。当非标自动化设备应用于工业生产中的机床时,它的生产效率较低。因为精度低,在实际生产中非标自动化机械设备通常采用通用的量具、刀具和夹具等来达到产品所要求的精度。非标准化机械设备一般使用一些软件来进行设计,但是备件的体积、重量及中心位置需要被具体量化,并且需要为后续的设计与处理提供科学合理的数据。
        二、非标智能化机械设施设计的必要性
        非标智能化机械设施的应用已成为非标智能化机械装备产业竞争的核心,提高企业竞争水平的关键举措。为提升机械效率,提升设备性能,保障设备运行的安全稳定性,在设计非标智能化机械设施时,要了解用户需求,包含制造机械的环境、生产力等因素,通过产品分析获得原始技术参量,展开工艺流程处理,再论证,机械的整个处理环节得以确定,部分原理图、电气控制平台等也得到确定,聘请专家评估资金成本、方案可操作性、制造效率等,并根据专家评估的结果完善设备生产方案。定稿方案由项目部完善与划分,包含部件标准件购置清单、标准件应用说明书、部件组成图、组装图等。非标智能化设备的特征与普通自动化机械比较,具有生产量大、部件精度低等特征,所以非标自动化设施的设计更重视模块化、简易,根据特殊要求定制特殊设备。
        三、提高非标自动化机械设备创新设计的对策
        3.1提高设备设计材料质量
        为了保证设备的各项功能得到充分发挥,设计人员对其进行创新设计时,要综合考虑设备的功能、使用寿命及成本等,加强创新力度,对于设备创新设计人员来说,在具体的设计当中,还要考虑零部件的成本,需要考虑的细节如下:
        (1)精确预测非标自动化机械设备的使用时问,并选择合理的零件,保证设备运行更为稳定,一旦某个零件发生故障,要保证零件故障在维修范围内。
        (2)了解零件的成本,最大限度地压缩零件成本,可以选取市场中的标准件,进而提升零件的通用性和互换性。
        (3)综合考虑零部件的各项功能,如零件的耐热性能、抗震性能与负荷性能等,在外界条件允许的情况上,对各零部件生产工艺进行优化,不断降低设备的加工生产成本。通过提高零部件材料质量,延长其寿命,从而降低零部件更换频率,减少后续维护成本,并提高公司信誉。
        3.2注重提高非标准自动化机械设备的实用性
        非标智能化机械的设计应贴合生产需要,兼顾到企业员工的应用、操控习惯,提高非标自动化机械设施的接受度、耐用性以及易操控性。优秀的设计应当延续至后期的应用与维护方面。为此,非标自动化机械设计中要注重产品在实际应用时的效果以及一些可能产生的操作问题,拓展设计思维,设计易懂、操作便利的工作界面,提高操作工人与机械间的交互性,防止产生机械刚设计完就被单位淘汰的尴尬局面,企业人员可以迅速接受,应用非标智能化机械方可提高企业经营效率。另外,设计师要制定完整的机械应用手册,使企业人员按照机械应用手册迅速了解机械的操作顺序。
        3.3提高设计人员的专业设计水平
        非标自动化机械设备的设计是由设计人员通过大量的调查以及发挥其创造性和专业知识设计出来的,设计人员的设计水平是非标自动化机械设计的关键因素。因此,要保证非标自动化机械设备的专业水平,就必须提高设计人员的专业设计水平和知识素养。所以,非标自动化机械设备的生产商在聘用设备的设计人员时,一定要加强对设计人员的把控,最好聘用专业能力强的工作人员,提高设计团队的总体水平,以高素质的专业水平来提高设计的效率和质量。另外,企业在后续还需要对非标自动化机械设备的团队人员进行定期的能力培训,让设计人员紧跟时代科技发展的潮流,从而学习了解到机械设备的设计重点和创新点。企业还要制定相关的规章制度,来对设计人员进行绩效考核,并加以激励机制来激励和约束设计人员的工作能力和工作行为,提高设计人员对设备设计的工作效能。设计人员在每个非标准自动化机械设备的设计工作结束之后,还需要跟进后续其设备在实际中的使用状况,以此来对自身设计能力进行反省,总结设计机构的不足,针对设计上的缺陷和不足思考优化措施,通过反复思考和反省来提高设计人员的专业水平。另外,以非标自动化机械设备的生产来看,我国的生产水平与国外发达国家的技术水平还存在较大差距,因此,在设计人员自我完善的过程中,也要积极与国外的设计技术交流和接轨。
        3.4运用相关设计软件进行机械设备设计
        相关的工作人员需要运用相关的设计软件进行非标准自动化机械
        设备设计工作。这些设计软件被大量地运用在了设备规划和图纸设计等环节之中。新型的设计日渐被其他的设计组合推出。不过,伴随有关应用程序地迅猛发展,设计工作者也需要拥有更新技术的才能,还要求拥有更加强的执行能力,由此提升设计的水平和成效。设计软件的功效职能通常都十分地强大,比如solidwork或者pro-e中的机构运动仿真模块,它能够更为形象且直观的展示其设计方案,查看设计中涉及到生产节拍的部分,减小部分设计试制过程,消除了非专业客户的产生的疑虑,由此更加认可方案;而专门为工程师开发的workbench软件,从工程设计的角度来看,其能够更好地完成非标关键结构件的有限元受力分析及结构优化工作,而且能够对机构的综合受力情况进行查看。与此同时,UG或者CREO (pro-e高版本)中基于标准模型的非标优化、CNC加工功能也能很好地服务于整个设计过程,从而提升非标自动化设计水平。
        四、非标智能化机械产品设计开发常规步骤
        一台智能化机械产品的最后应用效果,几乎都取决于早期设计师的设计效果,而生产环节对机械的影响,实际上就是达到设计时要求的质量。为此,设计过程是决定机械是否良好的重要环节。
        (1)非标智能化机械的构成。一台非标自动化机械概括起来包括动力系统、传动系统、执行结构、控制系统以及辅助系统。
        (2)非标智能化机械开发步骤。制造部门按照生产需要,为提升生产效率,削减劳动力,向设计研发部提出智能化机械研发需求,开发部按照需求,制定设计任务书,然后进行机械产品方案制定、部件设计等诸多开发过程,常规的开发环节能总结步骤见图1所示。
       
        图1非标智能化机械开发步骤
        五、结束语
        随着我国工业的发展和制造业的进步,对自动化的需求越来越高,但传统的标准化设备还没有完全适应时代发展的要求,新的非标准自动化机械装置已经开发出来,研究人员完成了他们的研究,但今后的发展应该进一步加强创新设计,提高研究人员的水平,创作出更智能化的非标自动化机械设备,适应工业发展要求。
        参考文献:
        [1]浅谈非标自动化设备的校准[J]. 张建良.机电信息.2017(15)
        [2]提高机械设计制造及其自动化的有效途径探讨[J].王子昂.山东工业技术.2018(19)
        [3]非标自动化设备的现状、开发流程及提高设计效率的措施[J]. 赵亚宁,万文浩.装备制造技术.2016(10)
        [4]机械加工非标设备设计及加工研究[J].郭江红.科技创新与应用.2015(01)
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