王森 劉超

摘要：對于非標自動化設(shè)備而言，其已經(jīng)在制造業(yè)得到了較為廣泛的應(yīng)用，因此設(shè)備的自身質(zhì)量性，會對整個制造業(yè)的運行質(zhì)量產(chǎn)生嚴重影響。為了保障非標自動化設(shè)備的高質(zhì)量、高性能，需要在設(shè)計階段就進行科學(xué)合理的方案制定。自動化設(shè)備的設(shè)計開發(fā)，基本上涉及到材料、電氣、工藝等諸多技術(shù)的綜合使用，本文主要基于非標自動化設(shè)備的開發(fā)過程進行了詳細的闡述，希望能夠為有關(guān)人員提供參考。

關(guān)鍵字：非標自動化設(shè)備;設(shè)計任務(wù)書;方案設(shè)計

引言：非標自動化是設(shè)備的設(shè)計中，需要基于客戶的實際需求，應(yīng)用到專門的領(lǐng)域當中，因此形成了專門開發(fā)設(shè)計的集成化設(shè)備模式。在當下制造業(yè)高速發(fā)展的當下，勞動力成為了越來越稀缺的資源，因此加工生產(chǎn)需要使用到更多的高性能設(shè)備，以此滿足實際的生產(chǎn)需求。

1 非標自動化設(shè)備設(shè)計開發(fā)步驟

在設(shè)計出一臺自動化機械設(shè)備的過程中，設(shè)備的質(zhì)量與設(shè)計環(huán)節(jié)的合理性密不可分，因此只有保障在設(shè)計環(huán)節(jié)可以完全符合設(shè)計的相關(guān)要求，才可以設(shè)備的使用中，發(fā)揮出最大的設(shè)備性能以及價值。下圖1為非標自動化設(shè)備設(shè)計開發(fā)步驟。

1.1 非標自動化設(shè)備組成

在一個非標自動化設(shè)備的設(shè)計中，基本上需要設(shè)計到動力、傳動、執(zhí)行、控制以及輔助系統(tǒng)的設(shè)計內(nèi)容。

1.2 非標自動化設(shè)備開發(fā)

基于生產(chǎn)部門在生產(chǎn)當中的實際要求，為了進一步的提升生產(chǎn)效率，同時降低人力資源的投入量，就會向設(shè)計部門提出更多的設(shè)計任務(wù)書，之后再由機械設(shè)備方案進行執(zhí)行，最后完成零件等一系列的設(shè)計工程項目。

2 編寫任務(wù)書

設(shè)計任務(wù)書就是一種在設(shè)計的過程中，基于項目的設(shè)備開發(fā)，進行設(shè)計目標以及設(shè)計內(nèi)容的編制和規(guī)劃。設(shè)備只有保障能夠符合功能方面實際需求，才可以完成設(shè)計。設(shè)備的生產(chǎn)節(jié)拍也需要保持符合客戶的需要，并在使用上，呈現(xiàn)出較強的便捷性與效率性。在開發(fā)期限上，也要得到相應(yīng)的控制與規(guī)劃。設(shè)計任務(wù)書在屬性上，是一種指令性的文件，因此相關(guān)的與其設(shè)備都需要達到具體的目的以及參數(shù)，同時設(shè)計人員還需要嚴格的將任務(wù)書當做設(shè)計環(huán)節(jié)的具體依據(jù)。下圖2為具體任務(wù)書編寫流程。

通過圖2可以看出，在任務(wù)書編寫的過程中，可以首先提出開發(fā)任務(wù)的要求。而在編寫任務(wù)書時，還需要先對方案進行設(shè)計，繼而進行評估，如方案評估結(jié)果表明此方案不合理，則需要重新調(diào)整方案。反之，如表明合理，則可以對機械零件進行設(shè)計，并且得到工程圖以及電氣控制方案。最終，可正式進行零件加工，并進行標準件采購，從而完成組裝、調(diào)試等過程，完成整個生產(chǎn)流程。

3 方案設(shè)計

方案設(shè)計就是一種設(shè)備的功能性，所基于全局性的一種機構(gòu)布置規(guī)劃方式。這樣就可以保障設(shè)計對象可以完成預(yù)期的相關(guān)目標。方案設(shè)計的方式上，就是一種需要基于可能的對象，所形成的一種能夠設(shè)計指導(dǎo)的具體方案。伴隨著功能性的參數(shù)要求，提出一種符合設(shè)計需求的解決方案。在進行設(shè)計中，首先基于設(shè)備的功能參數(shù)，伴隨著計算機設(shè)計的發(fā)展，當下大量的機械設(shè)備都參與到了加工生產(chǎn)的環(huán)節(jié)，以此在設(shè)計中就可以使用計算機軟件建模的方式，將設(shè)計圖紙構(gòu)建出具體的模型，這樣不僅僅大量降低了設(shè)計的人力、時間成本，同時也相應(yīng)的對圖紙進行了全面的檢驗與分析。非標自動化設(shè)備的方案設(shè)計制定，首先需要從設(shè)備的執(zhí)行部分進行計算與分析，這也是設(shè)備的核心設(shè)計區(qū)域?；诋a(chǎn)品的外形、外觀以及設(shè)備設(shè)計的核心所在，同時根據(jù)產(chǎn)品的外形結(jié)構(gòu)以及工藝特征，可以確定出機械設(shè)備在執(zhí)行過程中所具體的參數(shù)信息。之后在確定了執(zhí)行結(jié)構(gòu)之后，進行創(chuàng)新性的分析，并保障設(shè)備執(zhí)行部門能夠得到設(shè)備的結(jié)構(gòu)全面細化。這樣給予執(zhí)行機構(gòu)的特征，可以確定出具體的動力源。在伺服控制技術(shù)的發(fā)展下，使得使用的機械設(shè)備在運行中，需要更加負責多變的運動機構(gòu)，并利用多軸伺服驅(qū)動單元的方式，進行有效的問題解決。例如，在常見的一些機構(gòu)當中。會涉及到螺旋傳動、帶傳動、鏈傳動等諸多傳動類型。其中螺旋傳動的設(shè)計過程中，基本上是一種傳動效率較高，在高速傳動當中具備著明顯優(yōu)勢的設(shè)計方式。非標自動化設(shè)備所采用的傳動類型上，要結(jié)合起實際使用的場景進行針對性的選擇，這樣才可以保障方案設(shè)計的合理性[1]。

4 機械零部件設(shè)計

在當下進行設(shè)計的過程中，可以借助計算機軟件的方式，對設(shè)計出的零件機構(gòu)構(gòu)建出模型，通過這樣的模擬分析方式，并不需要加工出來，就可以實現(xiàn)精細化的分析以及問題的發(fā)現(xiàn)。在實際的實際過程中，機械零部件需要滿足設(shè)計的機電要求。首先需要保障在壽命的設(shè)計上，要符合機械設(shè)備的標準，使用合理的材料進行零部件的加工以及制作。其次，還需要設(shè)計出合理的結(jié)構(gòu)，這樣就可以充分的滿足設(shè)計方面的功能性需求[2]。另外，處于結(jié)構(gòu)工藝性的相關(guān)要求，需要保障生產(chǎn)出來的結(jié)構(gòu)，滿足實際的裝配。最后，則是需要保障設(shè)計出的零部件，要有著較高的可靠性。實際投入到生產(chǎn)的過程中，能夠適應(yīng)各種不同的加工生產(chǎn)環(huán)境，同時應(yīng)付各種隨機變量，這樣才可以發(fā)揮出非標自動化設(shè)備的最佳性能。以機械零部件中的螺紋為例，其設(shè)計方案見圖3：

在螺紋設(shè)計的過程中，需要首先做好預(yù)緊工作，提高螺紋連接的緊密度，避免出現(xiàn)松動現(xiàn)象。另外，還需要加強對應(yīng)力、力矩以及伸長量等因素的控制，并采用應(yīng)變片等，實現(xiàn)對螺紋力學(xué)作用的優(yōu)化。設(shè)計期間，應(yīng)當采用公式計算具體的力學(xué)參數(shù)，以保證控制效果。

5 材料使用

當下對于非標自動化設(shè)備的設(shè)計方式，往往可以從諸多的工程材料當中，使用到一個合適的材料類型，并未不同的加工零件進行材料的使用。因此，機械加工零件的材料使用上，有一些使用金屬、高分子、陶瓷以及復(fù)合材料等類型。在使用金屬材料的時候，由于較高的力學(xué)性能，同時經(jīng)濟性比較高，已經(jīng)占據(jù)著非標自動化設(shè)備的90%以上的使用比例。但是現(xiàn)階段也出現(xiàn)了諸多不同類型的材料。首先是使用碳素結(jié)構(gòu)鋼，這是一種高強度的材料。具有著高塑性、高韌性，同時在焊接方面具備明顯優(yōu)勢的材料。在使用的過程中，基本上都應(yīng)用在了零件以及焊接的部位。其次使用45鋼，這是一種比較常見安的碳素結(jié)構(gòu)鋼類型，在使用的過程中，淬透性低，因此基本上都會應(yīng)用到齒輪、齒條以及蝸桿等諸多的方面。

6 電氣控制設(shè)計

在這個環(huán)節(jié)的設(shè)計過程中，就是一種在非標自動化設(shè)備方案設(shè)計完成之后，馬上著手于對設(shè)備的電氣控制方案的設(shè)計。在我國現(xiàn)階段對于非標自動化設(shè)備的電氣設(shè)計中，基本上是由工控機、PLC、人機界面以及傳感器等諸多元件進行設(shè)計。同時設(shè)計中，需要編寫控制程序，以此執(zhí)行出動作指令。電氣控制的設(shè)計過程中，要保障充分結(jié)合起設(shè)備的功能性需求，同時滿足設(shè)備的安全性，在實際的使用過程中，保障可以有著較高的操作便捷性，這樣才可以滿足設(shè)計的實際需求。

7 組裝調(diào)試

完成了設(shè)計以及加工之后，來到了自動化設(shè)備開發(fā)流程的最后階段，這個階段需要保障在標準件完成了采購，進行設(shè)備方面的組裝以及調(diào)試。雖然已經(jīng)完成了相關(guān)設(shè)計，但是在實際運行之前，還需要進行相應(yīng)的電控安裝，并進行機械設(shè)備的詳細調(diào)試。設(shè)計者基本上會在這個環(huán)節(jié)，發(fā)現(xiàn)一些不容易發(fā)現(xiàn)的設(shè)計問題或者缺陷，并對其設(shè)備進行針對性的調(diào)整以及優(yōu)化，這樣才可以讓設(shè)備保持在一個最佳的狀態(tài)當中。同時，完成交付之后，還需要持續(xù)性的對設(shè)備運行狀態(tài)保持跟蹤檢測，并對后期的實際使用進行全面的記錄以及分析，保障形成設(shè)備的運行記錄。

總結(jié)：綜上所述，在進入到新時期之后，受到科學(xué)技術(shù)發(fā)展的影響，為了滿足更大生產(chǎn)需求，就需要積極的使用非標自動化設(shè)備，因此在該設(shè)備前期的開發(fā)環(huán)節(jié)，成為了影響生產(chǎn)的重要因素。開發(fā)的整個過程中，都要始終秉承著一個良好的設(shè)計理念，并做好后期的相關(guān)調(diào)試以及記錄。

參考文獻：

[1]白磊，劉勇.3C自動化設(shè)備的模塊化設(shè)計應(yīng)用與研究[J].設(shè)備管理與維修，2021（11）：137-138.

[2]朱國良.非標自動化設(shè)備數(shù)字化設(shè)計與質(zhì)量提高研究[J].中國儀器儀表，2021（04）：21-25.