淺論自動化機械設(shè)備設(shè)計研發(fā)與機械制造

馬小潭

（鄭州電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 鄭州 451450）

工業(yè)是強國之本，在工業(yè)生產(chǎn)中，各種機械設(shè)備是不可或缺的重要組成部分之一。近年來，隨著我國加大了機械設(shè)備相關(guān)方面的研究力度，研制開發(fā)出很多種類的自動化機械設(shè)備，由此為工業(yè)生產(chǎn)效率的提升提供了強有力的設(shè)備支撐。在對自動化機械設(shè)備進(jìn)行設(shè)計研發(fā)的過程中，除了要滿足客戶的實際需要之外，還應(yīng)當(dāng)使機械設(shè)備的優(yōu)勢得以最大限度地發(fā)揮，這是非常重要的一點，必須予以足夠的重視。借此，本文就自動化機械設(shè)備設(shè)計研發(fā)與機械制造展開淺談。

1 自動化機械設(shè)備的應(yīng)用優(yōu)勢分析

1.1 提高機械生產(chǎn)效率

在企業(yè)生產(chǎn)中，自動化機械設(shè)備已經(jīng)成為企業(yè)提高生產(chǎn)率的重要保障。通過引入自動化機械設(shè)備，不僅能夠縮減生產(chǎn)人員配備數(shù)量，而且還能夠降低企業(yè)生產(chǎn)成本支出。相比較傳統(tǒng)機械設(shè)備而言，自動化機械設(shè)備可量化各項評價測量指標(biāo)，降低生產(chǎn)產(chǎn)品的誤差，為企業(yè)節(jié)省材料用量，提高產(chǎn)品合格率。同時，自動化機械設(shè)備在加工材料時的精確度更高，實現(xiàn)了可控數(shù)據(jù)化管理，提升了生產(chǎn)管理效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

1.2 改善機械設(shè)備使用性能

自動化機械設(shè)備具備實時監(jiān)控功能，能夠自動化記錄機械設(shè)備運行中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，并對以獲取的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，診斷機械設(shè)備是否存在故障隱患，并進(jìn)行自動化維護。同時，設(shè)備管理人員和使用人員還能夠?qū)崟r了解自動化機械設(shè)備的運行情況，為制定安全生產(chǎn)預(yù)案提供可靠依據(jù)，有效防范安全事故的發(fā)生。此外，自動化機械設(shè)備具備安全監(jiān)測系統(tǒng)，能夠?qū)ψ陨磉\行的安全性進(jìn)行檢查，將機械設(shè)備安全風(fēng)險降至最小化。

1.3 降低企業(yè)生產(chǎn)成本

傳統(tǒng)機械設(shè)備常重視產(chǎn)品生產(chǎn)制造，而忽視了材料用量、人工成本的控制，導(dǎo)致傳統(tǒng)機械設(shè)備在降低企業(yè)生產(chǎn)成本中未能發(fā)揮出應(yīng)有的作用，不利于企業(yè)實現(xiàn)節(jié)源的目標(biāo)。而自動化機械設(shè)備具有高度精密性，可優(yōu)化生產(chǎn)材料配置，使生產(chǎn)材料得到最大程度應(yīng)用，減少材料浪費現(xiàn)象。同時，自動化機械設(shè)備可減輕工人的工作量，減少工人操作和監(jiān)控自動化機械設(shè)備運行的時間，從而能夠適當(dāng)削減工人數(shù)量，降低企業(yè)工資支出總額，全面提升企業(yè)生產(chǎn)的自動化水平。

2 自動化機械設(shè)備的設(shè)計原則

2.1 標(biāo)準(zhǔn)化

自動化機械設(shè)備設(shè)計之前要制定規(guī)劃方案，明確設(shè)計流程，規(guī)范每一項流程的具體實施，使自動化機械設(shè)備設(shè)計的全過程體現(xiàn)出專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化的特點，從而為自動化機械設(shè)備的研發(fā)提供可靠依據(jù)。自動化機械設(shè)備設(shè)計研發(fā)流程如圖1。

圖1 自動化機械設(shè)備設(shè)計研發(fā)流程示意圖

在具體設(shè)計中，除了要嚴(yán)格依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的流程進(jìn)行操作之外，還要結(jié)合機械設(shè)備的使用環(huán)境確定數(shù)量、尺寸以及標(biāo)識，避免出現(xiàn)設(shè)計偏差。設(shè)計人員要通過大量試驗突破自動化機械設(shè)備的關(guān)鍵性技術(shù)，檢測機械設(shè)備設(shè)計是否符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.2 安全性

在自動化機械設(shè)備設(shè)計中要以安全性原則為前提，一方面保障設(shè)計研發(fā)過程的安全性，另一方面保障零部件的安全性。機械設(shè)備設(shè)計研發(fā)會使用大量的機械，這些機械的使用帶有一定風(fēng)險性，要求設(shè)計研發(fā)人員必須注意人身安全，避免發(fā)生機械操作中的安全事故。同時，設(shè)計研發(fā)人員還要嚴(yán)格把控自動化機械設(shè)備的零部件質(zhì)量，對其質(zhì)量進(jìn)行反復(fù)檢驗，要求各個零部件必須達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，避免在零部件使用過程中出現(xiàn)開裂、變形等現(xiàn)象，進(jìn)而影響到機械設(shè)備的整體設(shè)計研發(fā)效率。

2.3 技術(shù)性

自動化機械設(shè)備設(shè)計要體現(xiàn)先進(jìn)的技術(shù)性，按照相關(guān)設(shè)計規(guī)范保證技術(shù)得以有效應(yīng)用。在機械設(shè)備動態(tài)設(shè)計與靜態(tài)設(shè)計中均要遵循技術(shù)性原則，以動態(tài)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為例，機械設(shè)備設(shè)計要滿足動態(tài)運行功能，包括抗磨損性、熱平穩(wěn)性等指標(biāo)必須體現(xiàn)先進(jìn)的技術(shù)性。同時，在靜態(tài)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計中，機械設(shè)備的電流、功率、強度、使用壽命等靜態(tài)指標(biāo)必須達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。所以，在自動化機械設(shè)備設(shè)計中，要從各個方面入手考慮機械設(shè)備運行問題，使機械設(shè)備引入先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，提高機械設(shè)備的自動化水平和科技含量。

3 自動化機械設(shè)備的制造要點

3.1 安裝調(diào)試要點

機械設(shè)備安裝調(diào)試質(zhì)量與設(shè)備運行效果有著密切關(guān)系，在機械設(shè)備調(diào)試期間，設(shè)計人員要親自到現(xiàn)場進(jìn)行指導(dǎo)，對機械設(shè)備的安全調(diào)試過程進(jìn)行監(jiān)督，及時處理安裝調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的問題。在安裝調(diào)試過程中，設(shè)計人員要觀察機械設(shè)備的運行參數(shù)，判斷參數(shù)是否在設(shè)計值范圍內(nèi)。以三相步進(jìn)電機驅(qū)動器的電氣參數(shù)為例，輸出相電流為3A～5.8A，供電電壓為24～40V，控制信號輸入電流為6～20mA，并且還在設(shè)計圖紙中明確了電機驅(qū)動器的開關(guān)功能及其相應(yīng)參數(shù)。在機械設(shè)備調(diào)試階段，設(shè)計人員要確保機械設(shè)備的電氣參數(shù)都是在設(shè)計允許值范圍內(nèi)。此外，技術(shù)人員要與設(shè)計人員共同參與機械設(shè)備安裝調(diào)試工作，遇到問題要及時溝通解決。在安裝調(diào)試結(jié)束后，要根據(jù)設(shè)計圖紙和設(shè)備說明書對機械設(shè)備使用人員、運維人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，以保證自動化機械設(shè)備投入生產(chǎn)后始終處于高效率運行。

3.2 加強各部門的溝通

在設(shè)計制造自動化機械設(shè)備時，必須以科學(xué)合理制定設(shè)計研發(fā)方案為前提，在設(shè)計研發(fā)方案的指導(dǎo)下嚴(yán)格把控機械設(shè)備制造質(zhì)量。在自動化機械設(shè)備制造環(huán)節(jié)，設(shè)計部門要與加工部門保持溝通聯(lián)系，根據(jù)加工圖紙和設(shè)計方案加工零部件，保證零部件達(dá)到設(shè)計要求。在機械設(shè)備制造過程中，設(shè)計部門要對零部件加工進(jìn)行全程監(jiān)督，對加工部門給予技術(shù)指導(dǎo)，并針對制造過程中遇到的問題，及時與加工部門研討解決方案，進(jìn)一步優(yōu)化加工技術(shù)，確保零部件的加工精度符合設(shè)計要求。設(shè)計部門要輔助加工部門實現(xiàn)加工技術(shù)創(chuàng)新，共同改良現(xiàn)有加工技術(shù)，不斷提高自動化機械設(shè)備的加工制造技術(shù)水平，保證機械設(shè)備的制造質(zhì)量。

3.3 引入先進(jìn)的制造技術(shù)

自動化技術(shù)是機械設(shè)備設(shè)計研發(fā)的重要方向，在設(shè)計研發(fā)過程中，技術(shù)研發(fā)人員要運用計算機技術(shù)提高設(shè)計研發(fā)水平，不斷改善機械設(shè)備技術(shù)性能。機械設(shè)備的制造技術(shù)具體包括集成性技術(shù)、精細(xì)化技術(shù)和數(shù)字化技術(shù)，都要以計算機技術(shù)為支撐。如機器學(xué)習(xí)、認(rèn)知計算、機械智能是人工智能的未來研究重點，海量數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)分析是大數(shù)據(jù)技術(shù)的研究重點。當(dāng)前，人工智能與大數(shù)據(jù)被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，為各行各業(yè)帶來了技術(shù)革新，由此可見計算機技術(shù)對社會生產(chǎn)生活的影響力。為此，在自動化機械設(shè)備設(shè)計研發(fā)中也要引入人工智能技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)，大幅度提升機械設(shè)備設(shè)計的技術(shù)水平。這就要求設(shè)計人員和技術(shù)研發(fā)人員必須掌握先進(jìn)的計算機技術(shù)，利用計算機技術(shù)輔助自動化機械設(shè)備的設(shè)計與制造，實現(xiàn)機械設(shè)備的技術(shù)創(chuàng)新，不斷改良設(shè)計產(chǎn)品的性能，提高機械設(shè)備的設(shè)計水平。

3.4 提升相關(guān)的專業(yè)水平

自動化機械設(shè)備的研發(fā)與制造要不斷提高技術(shù)水平和設(shè)計研發(fā)人員的專業(yè)素質(zhì)，建設(shè)一支專業(yè)的科研技術(shù)團隊，促使企業(yè)自動化機械設(shè)備研發(fā)水平的快速提升。企業(yè)要對技術(shù)研發(fā)人員開展定期或不定期培訓(xùn)，實施人才培養(yǎng)機制和考核激勵機制，不斷提高技術(shù)研發(fā)人員的設(shè)計研發(fā)積極性。企業(yè)要對自動化機械設(shè)備設(shè)計研發(fā)工作中表現(xiàn)突出的技術(shù)人員給予物質(zhì)激勵，在科研技術(shù)團隊中樹立典型，使其成為設(shè)計研發(fā)工作中的學(xué)習(xí)榜樣。此外，企業(yè)還要重視對自動化機械設(shè)備的養(yǎng)護與維修工作，最大程度延長專用設(shè)備的使用壽命，提高機械設(shè)備的運行效率，節(jié)省機械設(shè)備的運維成本。

4 結(jié)語

綜上所述，自動化機械設(shè)備的設(shè)計研發(fā)和制造是一項較為復(fù)雜且系統(tǒng)的工作，由于其中涵蓋的內(nèi)容較多，一旦某個環(huán)節(jié)或是細(xì)節(jié)出現(xiàn)問題，都可能對自動化機械設(shè)備的功能、性能及質(zhì)量造成影響。為此，在對自動化機械設(shè)備進(jìn)行設(shè)計研發(fā)的過程中，應(yīng)當(dāng)遵循標(biāo)準(zhǔn)化、技術(shù)性和安全性的原則，同時在機械設(shè)備制造中，要了解并掌握相關(guān)的要點，采取有效的措施，確保制造質(zhì)量。只有這樣，才能使設(shè)計研發(fā)的自動化機械設(shè)備的應(yīng)用優(yōu)勢得以最大限度地發(fā)揮。