非标自动化设备模块标准化的探究分析

非标自动化设备模块标准化的探究分析

王刚

天津爱迪自动化科技有限公司  天津市  301599

[摘要]模块化这一概念在很久以前就被提出了，现在已经在各个行业中得到了广泛的应用，它不但可以减少特定的设计周期，还可以有效地降低生产加工和制造成本，具有明显的优越性。特别是在非标自动化相关设备中，通过模块化的科学设计，可以更好地满足非标自动化设备、模块等生产运行的需要，其应用效果比较显著。因此，本文对非标准自动装置的模块化设计进行了论述，希望能为行业提供一些借鉴。

[关键词]自动化；设备；非标；模块化；设计

前言

在非标准设备中，一般都是以单件或者小批次的方式进行生产，如果要确保设备的多样性和稳定性，那么设备的研发费用就会比较高，所以，要将模块化的概念融入到非标准自动化设备中，将模块化的设计付诸实践，从而对整体的生产过程进行改善和优化，就显得尤为重要。

一、非标自动化设备概述

非标自动化设备是由用户按照生产需要量身定做的，目前还没有上市销售的自动化设备，而且由于用户的个性化要求也各不一样。在进行非标自动控制装置的设计时，应该按照特定的应用场合和用途，单独进行特定的设计。非标自动化设备和标准化设备的最直接的不同在于，它们并不是以商品化的形式存在，而是按照一定的用途而设计的，没有一个统一的设计规范，比如特殊的试验设备和零件模具等。而标准化的自动化设备则是根据有关的国家标准，通过一套系统的设计来完成的，比如一般的生产车床，工程机械等等。就航天产业而言，其在航空航天过程中所使用的设备，大部分都属于非标自动化设备，其所使用的设备，是按照不同型号与零件的不同要求，进行特殊的设计。

二、非标自动化设备模块化设计优点

（一）提高工作效率，扩大产品研发

非标自动设备的模块化设计，降低了设计者的设计费用。在制作时，每一个模块都是通用的，设计人员可以按着设计图把每一个模块组合起来，然后根据使用目的和应用情况对其进行修改，从而达到不同的要求。这样，设计人员就不用在单独的零件上反复设计了，节约了时间，也增加了工作的效率。在一个子系统中，可以设置多个生产要素，使其产生多项功能，或具有多项功能的产品，使其具有更大的发展空间。与此同时，如果公司的工作效率得到了提高，某一种产品的产量得到了增加，那么这种产品的市场供给将会增加，公司的生产能力将会出现过剩，从而导致了资源的浪费，也将会促使公司去开发新的产品。

（二）控制企业成本，提高企业收益

近几年来，由于人工费用的持续上涨，许多公司都在缩减人工，并加大了自动化设备的使用。而且，由于自动化的制造，可以昼夜不停地进行，因此，可以极大地提升公司的生产力，增加公司的利润。在公司的制造过程中，有许多工作是不能完全依靠人工来完成的，或是由人工来做会消耗大量的时间和资金，例如，大型物体的安装和运输、精密仪器的制作与切割等，这些都是人力所不能或难以实现的，这时就必须利用自动化的设备来实现，从而提升工作的效率，增加公司的利润。

（三）改善经济结构，促进我国经济转型升级

使用自动装置可以使劳动得到释放，并使其流向服务和高科技产业。第一产业，如工商业、制造业，由于劳动力的需求量降低，他们自己的竞争压力增加，他们就会主动地学习各种技术，努力向第二、第三产业发展。同时，采用了自动化设备，也能使企业的现代化程度和技术水平得到提升。企业运用自动化设备，注重科技发展和技术进步，加速实现现代化，这对企业从第一产业发展到第二、第三产业，推动企业进行转型，使我国的经济结构发生变化。

三、非标设备模块化的设计

（一）模块划分的原则

在非标自动化模块的生产设计中，对模块进行了简单的连接和组合，使其可以按照一个模块的装配模式来进行，这种装配模式确保了每个模块都是相互独立的，彼此不会产生相互关联的效应，从而为后续的工作和数据的调整提供了方便。与此相对应的是，在模块的划分组成过程中，要对每一个模块结构进行详细的档案整理，确保每一个模块结构之间都是相互独立的，再将部件中的构成部件按模块划分为模块，使复杂的模块更为简练，方便了安装。因为基本的模块结构很简单，所以具有独立的处理方式是很重要的。如果能保证基础模块的结构简单，工作流程方便，使得相应的设备规格在生产中得到了很好的可变性，同时也能保证产品的完成质量。

（二）非标自动化设备硬件的模块化设计

针对非标准自动化设备，进行了硬件模块化的设计，并将其应用到设备中。在进行模块化设计前，首先要对设备进行归类，根据其功能和结构，将设备划分成不同的区域，可以将设备划分为搬运类、加工类、测试类设备等。对于同一种设备，可以采用模块化的方式来进行设计，比如，在对非标自动化设备进行模块化设计的时候，可以将设备的本体分开作为一个模块，这样，在不同的设备中就有可能会有同一个模块。例如，在电子工业中，电子产品有两种类型：一种是在线型，另一种是离线型，其中在线型是由多台装置组成的，离线型是由单个组件组成的。在联机式设备中，通常会设置一个传送模块，此传送模块可作为一个标准模块，将其它设备串联，可实现生产线的全自动化。

（三）非标自动化设备程序设计模块化设计

非标自动化设备程序设计模块化设计是一种以数位运算为基础，以程序为基础，对工业装置进行自动控制的电子系统。将 PLC用于非标自动化装置的模块化设计。非标自动控制装置的功能和性能与其 PLC的等级密切相关， PLC的编程模块化程度对装置的性能有很大的影响。按照控制要求将程序分为主程序、报警模块、复位模块，加快模块、减缓模块、照明模块等模块，然后再分别对每一模块进行设计，使每一个模块都能独立地进行工作，相互并不干涉，方便编写和组合。比如，在设计数控机床的数据控制装置的时候，首先要将输入装置、输入方式、信息处理、运行程序、输出方式等方面进行拆分，然后分别对其进行程序编程，从而构成一个模块，之后将各模块连接在一起，最终构成了数据控制装置。在操作过程中，可以通过在数据控制器上按下不同的按键来完成各种操作。

（四）非标自动化设备模块化设计相关技术

在对非标自动化设备进行模块化设计的时候，要弄清楚哪些设备是能够实现模块化的，并且要了解目前的发展趋势，为以后的工作提供一个合理的解决方案。在制订方案的时候，要以实际的调查为依据，在决定对非标自动化设备进行模块化设计的时候，要明确模块的组成以及工作模式，按照方案的要求，对其进行布局和联系。在模块之间的连接界面上，要做到简单、便捷，在进行模块化设计时，要做到模块的独立程度越高，在进行工作时，尽可能将对应的工作集中在一个模块中进行。例如，一家电子公司，由于在生产中频繁地改变生产方式，造成了生产线和生产设备的频繁更换，从而在无形中加大了投资。为此，本公司采用了对非标自动装置的模块化设计方法，减少了装置的更新次数，当装置要改变时，只需将装置上的组件替换掉，就可以方便地进行生产。在造型方面，采用三维造型技术产生对应的造型，并对其进行仿真装配与校核，最后再由有关的软件完成设计图的绘制，为以后的工作做准备。

结语

因此，各种工业领域的非标自动化设备的模块化设计，随着市场的变化，模块化设计成为企业提升竞争能力的关键。非标自动化设备的模块化设计，可以有效地提升工人的工作效率，减少设备更新所需的费用，并为以后的工作积累了丰富的经验。

参考文献

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[2]白磊,刘勇.3C自动化设备的模块化设计应用与研究[J].设备管理与维修,2021,(11):137-138.

[3]冯旭东.非标自动化设备的模块化设计[J].科学技术创新,2018,(17):142-143.