自动化机械设备设计研发与机械制造思路探索

自动化机械设备设计研发与机械制造思路探索

田杰 倪俊续

浙江富冈机床有限公司

摘要：随着网络的普及，各行各业积极变更生产方式，与互联网相融合，实现了生产产品的飞速更新换代。市场竞争的加剧也迫使自动化机械设备行业企业紧跟时代潮流，不断革新技术。因此，本文结合自动化机械设备研发实际情况，对机械知道思路进行探索，以期为企业设计研发工作提供新的方向，为自动化机械设备行业发展贡献力量。

关键字：自动化机械设备；设计研发；机械制造

引言：在网络时代背景下，计算机技术、电子通讯技术取得了长足的发展，也使得机械设备从中受益，设计者将计算机技术及电子通讯技术在机械设备的设计研发中心广泛应用，使自动化机械设备走出实验室，走向人民群众生产生活，为改变人民群众传统生活方式提供了新的可能，也提升了社会生产力，为社会经济发展带来了新的动力。

1. 自动化机械设备设计原则

1. 技术性原则

技术性原则是指自动化机械设备各环节的各项指标要严格符合国家标准及相关文件要求。自动化机械设备技术性指标如自动化机械设备的功率、使用年限、养护周期、热稳定性、抗磨损性等符合要求与否，是自动化机械设备能否按照预期得以运行的关键，技术性指标如果不符合标准，将直接导致设备运行出错，损害机械设备，严重者甚至会对操作人员造成身体伤害。因此，在进行自动化机械设备设计时，要对全流程各环节各项指标标准进行研磨，并以此为基础进行设计、制造。

2. 标准化原则

自动化机械设备设计中的标准化原则是包括概念标准化和方法标准化两个方面。概念标准化要求设计者在设计过程中对自动化机械设备所涉及的专业名词、计量单位等完全熟悉，并能够运用得当。失之毫厘谬以千里，自动化机械设备设计是一项极其精巧、细致的工作，任何一个细微的疏忽，都会导致机械设备无法正常使用。因此，自动化机械设备概念标准化要求设计者具备高超的技术、专业性的知识储备以及资深的操作经验和谨慎的工作态度，只有对自动化机械各项概念标准化有足够的掌握，才能在设计中得心应手。方法标准化是指在进行自动化机械设备设计时要严格按照设计规定及相关流程进行。如自动化机械设备设计过程中需要对某一指标或某一工序进行试验、测量等工作，设计者在进行上述工作时要严格按照流程进行，在指定地点、指定环境下，按照规定操作方法进行，以此保证该项试验不会对自动化机械设备的其他环节或工序造成负面影响。

3. 安全性原则

自动化机械设备设计安全性原则是在设计过程中既要保证机械设备安全，也要保证工作人员安全。首先是零件安全，零件安全要求自动化机械设备零件的规格、尺寸、材质等符合相关设计要求，使其具备较高的质量，能够应对设备实验中的各项状况，保证不会出现变形、断裂等无法正常使用的情况。零件安全如果无法得到保障，不仅会使某一设计实验失败，甚至会影响到自动化机械设备其他结构部分的运行，严重时可能对设备造成损害。其次是工作安全性，主要指在进行设计实验时，要以工作人员人身安全为重，避免因自动化机械设备运行不当或设计环境对人体的损害等造成的人员安全风险。最后是环境安全，在进行自动化机械设备设计时，要充分考虑机械设备实际情况，及时进行防范，避免因设备噪声、气味、有毒气体等原因，对周围环境造成恶劣影响。

2. 自动化机械设备的设计研发过程

自动化机械设备的设计研发过程主要包括准备阶段、初步设计、技术设计、试验纠偏四个阶段。首先是设计准备，一方面在自动化机械设备设计研发之前，对市场现有设备及需求进行调研。充分分析市场现有机械设备的弊端及优势，取其精华去其糟粕，在设计中应用其优势，对弊端进行整改设计或摒弃。同时，还应对市场需求进行分析研判，以市场需求为导向，针对当前市场缺口及功能短板进行自动化机械设备的设计研发工作。另一方面，要根据自动化机械设备的自身特征，选取合适的设计研发地点，比如，机械设备存在噪音大或有气味等问题，设计研发地点应选取在远离城市的郊区或远离村庄的荒野进行。同时，还应对自动化机械设备设计过程中所需的材料及其他办公用品等进行准备，避免因材料短缺而造成的设计中断或延期。其次是初步设计，初步设计主要是对设计的总体方向及设计概念的把握。在设计准备工作完成后，根据调研分析结果，制定设计目标，并就自动化机械设备结构及工作原理开展深入学习及研究讨论，初步绘制设计图纸。再次是技术设计，技术设计是由技术部门领导及资深技术人员对初步设计的可行性进行推敲、研究，对设计图纸中审核不通过的部分进行修正，并确定整个设计图纸。图纸应包含自动化机械设备整体结构框架、各部分结构图、零部件规格、用材等内容，换言之，技术设计阶段的图纸是后续开展设计试验的基础、参照。最后是试验纠偏，试验纠偏是根据设计图纸进行自动化机械设备组装，并进行运行试验，在试验过程中对存在问题的环节进行探讨研究，并及时纠正、修改图纸，通过反复试验以达到自动化机械设备正常运行的状态。

三、机械制造思路探索

（一）机电一体化

机电一体化是现代网络科技、通讯科技进步与工业技术发展有机融合的产物，网络化的普及、通讯技术的进步以及计算机技术的发展给各行各业自动化的发展提供了可能，也使机电一体化成为未来自动化机械设备设计和生产制造的发展趋势。在自动化机械设备制造中融入机电一体化思路，不仅能够满足当前市场对自动化机械设备的功能需求，也能够改变人民群众传统生产生活方式，实现人民群众生产自动化，生活幸福化。

2. 虚拟化

网络时代的到来使各行各业的生产模式、销售模式发生了翻天覆地的变化，机械制造业在这个时代背景下也应充分利用网络发展红利，将网络技术与自动化机械制造相结合，充分用网络优势，引领自动化机械设备向虚拟化发展。例如，对自动化机械设备各项材料的规格、型号、材质等参数进行设置，在系统中进行模拟运行与生产制造，避免因进行实体设计试验所导致的自动化机械设备损伤或对工作人员人身安全造成威胁。

（三）环保生态化

生态环保是当前国内国际经济发展中最为关心的问题，即关乎到人民群众的生活质量和幸福指数，也对民族发展具有重要影响，是国家大力提倡的发展方向。自动化机械设备的制造也应秉持生态环保的理念，在设计及生产制造中充分考虑环境保护因素，首先，应尽量使用符合国家环保要求的生产材料进行机械设备的制造，并在进行材料供应商招投标时将材料的环保性作为重要的指标进行考核，以保证自动化机械设备制造全产业链的环保安全。其次，在自动化机械设备设计中，充分考虑生态环保问题，尽可能使自动化机械设备做到节能减排。最后，在制造中应对整个自动化机械设备制造环节进行管控，减少污染物排放，同时，还应使用环保设备，对污染气体或者生产废水进行环保处理。

（四）自动化系统控制

自动化机械设备除了应具备机械生产自动化功能，还应结合高新技术及网络科技的发展，形成操作系统自动化，将云计算、云储存功能在自动化机械设备系统中进行应用，通过云计算功能实现自动化机械设备各项运行指标的标准化，进而使生产质量得到保障；通过云储存功能对自动化机械设备运行情况进行记录与储存，方便后期的维修与养护，同时还可以根据记录对自动化机械设备运行中出现的高频问题进行分析，并在自动化机械设备系统升级或进行新的机械化设备设计、制造时进行改进。此外，自动化系统控制，还应涵盖远程操控功能。这是由于很多机械设备在进行生产作业时会发出很大的噪音或产生粉尘、有毒害气体等，如果工作人员长期处于这种工作环境，会对其身体健康造成威胁。而远程操控功能，能够在保证自动化机械设备进行生产作业的同时，使工作人员远离有害的生产环境。

（五）故障诊断系统

自动化机械设备具有精密度高、设计复杂、技术难度高等特点，单纯依靠人工进行自动化机械设备故障排查、检修将是一个耗时耗力的过程，且容易出现误差或操作失误，致使自动化机械设备无法正常运行，或给设备造成重大损害。而依靠信息化技术、电子计算机技术，在自动化机械设备制造中加入设备故障诊断系统，能够在设备运行时进行实时检测，并提出设备故障预警，一方面能够降低人工检修的困难，另一方面也可以减少停机维修的次数，进而保障自动化机械设备的正常生产，提高生产效率。因此，在自动化机械设备制造中完善自动化故障诊断系统，对设备潜在问题进行分析、预判，对自动化机械设备的自我养护及生产率的提高具有重要作用。

结论：经济全球化的发展是一把双刃剑，给我国自动化机械设备市场带来了机遇，也带来了挑战，只有紧跟时代步伐，利用现代化先进的科学技术，不断对自动化机械设备进行升级换代，才能够在日益严峻的市场竞争中立于不败之地。本文对自动化机械设备设计原则及研发过程进行了细致分析，并以此为基础从五个方面对机械制造的思路进行探索，以期能够为自动化机械设备发展方向提供参考，为自动化机械设备设计研发及生产制造提供思路，为行业发展提供助力。

参考文献：

[1]杨茂彬.自动化机械设备设计研发与机械制造创新探析[J].中国设备工程,2021(21):255-256.

[2]孟丹.自动化机械设备设计研发与机械制造思路探索[J].工程建设与设计,2020(16):125-126.DOI:10.13616/j.cnki.gcjsysj.2020.08.258.

[3]徐海威.自动化机械设备设计研发与机械制造创新分析[J].中国设备工程,2020(14):105-106.