導(dǎo)語：自動化機械設(shè)備研發(fā)設(shè)計制造要點一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展，尤其是當(dāng)數(shù)字化和信息化無孔不入地滲入人們的生產(chǎn)生活時，中國的制造業(yè)已經(jīng)逐步邁入高端智能自動化制造時代。自動化機械技術(shù)的應(yīng)用不僅能極大地提高機械設(shè)備研發(fā)設(shè)計水平，促進設(shè)備的研發(fā)和生產(chǎn)，提升制造效率，而且能降低企業(yè)運營成本，改善生產(chǎn)安全問題。自動化機械設(shè)備研發(fā)設(shè)計及制造的思路對中國的制造業(yè)的發(fā)展具有重要意義。將對自動化機械設(shè)備的優(yōu)勢和研發(fā)設(shè)計要點以及需要注意的制造要點進行分析，以期為自動化機械設(shè)備研發(fā)拋磚引玉，提供新的探究思路。

關(guān)鍵詞：自動化機械設(shè)備；設(shè)備研發(fā)；機械設(shè)計；機械制造

隨著現(xiàn)代科技的高速發(fā)展和進步，自動化機械也被大量應(yīng)用于各行各業(yè)中，更是影響著機械制造行業(yè)的發(fā)展前景。自動化機械設(shè)備的普及是未來現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路，因此，對其設(shè)計和制造提出了更高要求。而無論是在生產(chǎn)效率還是企業(yè)成本等方面，自動化技術(shù)的應(yīng)用都能極大地促進機械設(shè)備研發(fā)的優(yōu)化升級，克服機械設(shè)計和制造的缺陷。而自動化機械設(shè)備研發(fā)設(shè)計及制造有許多需要注意的地方，因此，本文基于自動化技術(shù)在當(dāng)前機械設(shè)備中的應(yīng)用，拋磚引玉地提出完善設(shè)備研發(fā)設(shè)計及制造的新視角。

1自動化技術(shù)在機械設(shè)備研發(fā)中的應(yīng)用優(yōu)勢

自動化技術(shù)助力機械設(shè)備制造生產(chǎn)，利用計算機技術(shù)進行仿真，改善了傳統(tǒng)人工操作的煩瑣工作流程，減少了研發(fā)成本投入，縮短了設(shè)備生產(chǎn)周期，提高了機械設(shè)計制造水平，且能夠自行監(jiān)測運行，發(fā)現(xiàn)問題能迅速采取相應(yīng)措施[1]。其在機械設(shè)備研發(fā)中的應(yīng)用優(yōu)勢如下。

1.1促進設(shè)備的研發(fā)和生產(chǎn)

自動化技術(shù)成為機械制造領(lǐng)域核心技術(shù)是因為它以數(shù)字化計算機技術(shù)為依托，通過構(gòu)建控制模型進行機械設(shè)計的創(chuàng)新，使得很多傳統(tǒng)人工制造難以實現(xiàn)的工序得以實現(xiàn)，而且保證了零件精密度和生產(chǎn)質(zhì)量，還響應(yīng)了節(jié)能環(huán)保的國家號召，為機械設(shè)備的研發(fā)設(shè)計和生產(chǎn)制造創(chuàng)造了有利條件。

1.2提高設(shè)計與制造效率

應(yīng)用自動化機械技術(shù)優(yōu)化了機械設(shè)備設(shè)計制造的流程，很好協(xié)調(diào)了設(shè)備的設(shè)計和制造，能保障各設(shè)備平穩(wěn)運行，有利于機械設(shè)備的集成化，而在集成化過程中的整體統(tǒng)籌會對其內(nèi)部的相關(guān)設(shè)計進行優(yōu)化整合，使得生產(chǎn)經(jīng)營活動更加系統(tǒng)化、科學(xué)化。傳統(tǒng)設(shè)計和制造過程中，若出現(xiàn)了問題，整個設(shè)計需要推倒重來，而制造過程會中斷。應(yīng)用自動化技術(shù)一旦出現(xiàn)問題，能及時啟動設(shè)備的應(yīng)急預(yù)案，同時迅速查找、分析、解決設(shè)備問題，因此可促進機械設(shè)備高效、高質(zhì)量的生產(chǎn)，提高其生產(chǎn)效率[2]。

1.3降低企業(yè)運營成本

數(shù)字化計算機技術(shù)的應(yīng)用可以確保整個機械研發(fā)流程的科學(xué)、高效，有效地避免人為因素影響機械設(shè)計質(zhì)量、原材料技術(shù)跟不上時代、若某個環(huán)節(jié)出現(xiàn)設(shè)計或制造問題便需全面重改等問題，繼而起到節(jié)約機械設(shè)計和制造成本的要求，縮短制造業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，同時也節(jié)約人力物力財力等，降低了企業(yè)運營成本，為公司和產(chǎn)業(yè)帶來諸多收益。

1.4改善生產(chǎn)安全問題

自動化機械技術(shù)是依托數(shù)字化計算機技術(shù)實行安全狀況、產(chǎn)品質(zhì)量等信息監(jiān)測的，如可以監(jiān)控工人在崗情況、設(shè)備運行情況和實際生產(chǎn)情況等，能全方位地掌控生產(chǎn)管理狀態(tài)，最大程度地減少人為操作因素引起的安全事故，預(yù)防可能出現(xiàn)的安全生產(chǎn)風(fēng)險[3]。而且在傳統(tǒng)的機械設(shè)計制造業(yè)生產(chǎn)運行的過程中，相關(guān)的設(shè)備檢驗人員需要定期對機械生產(chǎn)設(shè)備進行檢測，而設(shè)備運行過程中易出現(xiàn)安全事故，易對現(xiàn)場檢驗的工作人員造成生命威脅。自動化技術(shù)保障設(shè)備運行的安全，保證機械制造能更好地完成生產(chǎn)任務(wù)，便可降低生產(chǎn)事故出現(xiàn)的概率。

2自動化機械設(shè)備研發(fā)設(shè)計要點

自動化是機械設(shè)備的靈魂，研發(fā)設(shè)計是實現(xiàn)的根本。自動化機械設(shè)備發(fā)展非常迅猛，這也對其性能提出了更高的要求，因此設(shè)計者需要在不斷變化的環(huán)境中應(yīng)對越來越復(fù)雜的工程技術(shù)問題，從而完成高效且富有競爭力的自動化機械設(shè)備設(shè)計方案。那么，有哪些需要注意的設(shè)計要點呢？具體如下。

2.1基于精準(zhǔn)測算的自動化設(shè)備配置方案

自動化機械設(shè)備研發(fā)方案指由控制系統(tǒng)、人機界面以及運動系統(tǒng)所構(gòu)成的方案。機電一體化硬件配置最核心的問題是運動系統(tǒng)與機械本體的融合與協(xié)調(diào)度。運動系統(tǒng)參數(shù)如何選定是自動化難點所在。如果運動系統(tǒng)選得過小，輕則機械裝備達不到設(shè)定的性能指標(biāo)，重則須更換系統(tǒng)，造成浪費；如果運動系統(tǒng)選得過大，也就是設(shè)計裕量過大，會導(dǎo)致機械造價過高，能耗過大。即使運動系統(tǒng)的大小合適，其中也有一個驅(qū)動控制、減速器以及電動機的相互配合問題。如果它們配合不當(dāng)，就會影響機械的精度或動態(tài)性能指標(biāo)。在滿足機械設(shè)備動態(tài)和靜態(tài)性能指標(biāo)的前提下，盡量壓縮設(shè)計裕量，降低材料用量和成本，同時在精準(zhǔn)計算仿真手段的支持下，使運動系統(tǒng)最佳地適配機械本體，從而獲得一個優(yōu)化的配置方案。

2.2機械設(shè)備模塊化與標(biāo)準(zhǔn)化的規(guī)范

以典型的PID（比例、積分、微分）調(diào)節(jié)器設(shè)計為例，如果PID調(diào)節(jié)器的算法在每一次應(yīng)用中都要重新由項目工程師編寫源代碼，將造成工時的浪費和工作效率低下。如果將PID調(diào)節(jié)器的各種應(yīng)用狀態(tài)考慮周全，使其無論是對快速和大滯后的被控對象，還是對機械控制和過程自動化的回路調(diào)節(jié)都能適用，然后將各種算法及參數(shù)作為一個可以重復(fù)使用的模塊進行封裝，這樣就可以顯著地提高工程效率，避免無謂的人力資源的浪費。針對團隊和個人，設(shè)計并執(zhí)行自動化方案的標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范是非常重要的。從軟件的架構(gòu)到模塊的接口定義，甚至到變量名稱的定義都應(yīng)該有一套詳細的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，一個團隊的優(yōu)秀工程師們都遵循這些規(guī)范進行工作，那么，這個團隊所產(chǎn)出的自動化方案將不僅具有長久的生命力，而且團隊的工程效率將給企業(yè)帶來強大的競爭力。

2.3基于數(shù)字化模型仿真的工程化設(shè)計手段

自動化機械設(shè)備研發(fā)方案將機電系統(tǒng)的部分作為數(shù)字化模型直接與自動化系統(tǒng)連接，可以直接測試和優(yōu)化控制算法、驗證設(shè)計改動是否合理，并無須為此生產(chǎn)樣機，這種設(shè)計方法使得最終的樣機一次性完成，并能夠達到滿意的設(shè)計效果。作為自動化工程師，應(yīng)該學(xué)會充分利用成熟的資源和先進的技術(shù)手段，以最短的時間、最低的成本設(shè)計出性能價格比最佳的產(chǎn)品，這不僅是企業(yè)的需求，也是時代的要求。

2.4集成化設(shè)備管理

集成化設(shè)備管理即能夠利用有限的設(shè)備資源，在最短的時間內(nèi)，高質(zhì)量地完成，同時最大限度地規(guī)避風(fēng)險，使企業(yè)獲得最大的收益。越來越多的設(shè)備使用了集成化技術(shù)，許多生產(chǎn)車間都有了集成化設(shè)備。一旦啟用集成化設(shè)備，每個單位均要新設(shè)立維修機構(gòu)及人員，必然造成人力、物力和財力的極大浪費，現(xiàn)實的條件也是不允許的。那么應(yīng)該怎樣提高機械設(shè)備的工作效率呢？隨著信息化的普及，機械制造和自動控制工程的發(fā)展，現(xiàn)代設(shè)備的科學(xué)管理出現(xiàn)了新的模式，即出現(xiàn)了設(shè)備使用、管理和維修各歸相關(guān)部門負責(zé)并用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對設(shè)備實現(xiàn)綜合管理的現(xiàn)代化管理模式。集成化設(shè)備管理應(yīng)以先進的信息技術(shù)和信息設(shè)備作為管理過程重組和重構(gòu)的物質(zhì)基礎(chǔ)，充分融合管理技術(shù)和信息技術(shù)，實現(xiàn)管理過程的全過程自動化、數(shù)字化和智能化?，F(xiàn)代設(shè)備管理應(yīng)當(dāng)以豐富的全面管理信息為基礎(chǔ)，通過發(fā)達的計算機通信設(shè)備，充分利用社會信息服務(wù)于設(shè)備管理。面對更復(fù)雜的和更高技術(shù)含量的機械設(shè)備，設(shè)備管理的本質(zhì)是建立規(guī)?；⒓s化生產(chǎn)的設(shè)備維修體系，減少設(shè)備使用、儲存和維修的人員，聘請更具專業(yè)理論和實踐知識的技術(shù)人員，改變傳統(tǒng)大而全的維修模式，建立更完善的社會化、專業(yè)化、網(wǎng)絡(luò)化的設(shè)備維修體系，提高設(shè)備的維修效率，從而提高設(shè)備使用效率。

3自動化機械設(shè)備制造要點

在自動化機械設(shè)備制造的過程中，最首要的是完善研發(fā)設(shè)計，其次是保證生產(chǎn)制造質(zhì)量，同時也要定期對設(shè)備進行監(jiān)測[4]。

3.1優(yōu)化設(shè)計方法

個性化方案、系列化生產(chǎn)設(shè)備面臨的是研發(fā)的投入、成本的控制以及靈活的反應(yīng)能力。在設(shè)計制造過程中，傳統(tǒng)的項目研發(fā)過程是樣機隨著設(shè)計的改進一款又一款地不斷研制。這不僅意味著設(shè)計時間的冗長，更關(guān)鍵的是研制的成本或能耗無法降低，甚至一個設(shè)計人員的小失誤也會給生產(chǎn)廠帶來巨大的損失?？梢允褂迷O(shè)備的輕裝結(jié)構(gòu)設(shè)計，其不僅能在運動控制上節(jié)省能源，也能在制造這些結(jié)構(gòu)件的原材料能耗的上一個供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)實現(xiàn)節(jié)能。研發(fā)設(shè)計系統(tǒng)中的集成也為設(shè)計節(jié)能、縮短研發(fā)周期帶來了新的途徑。集成式研發(fā)設(shè)計的過程是將自動化技術(shù)融入設(shè)計，使產(chǎn)品由初始狀態(tài)通過單步或多步變換實現(xiàn)或接近理想狀態(tài)。而隨著自動化程度越來越高，對復(fù)雜設(shè)備進行集成化設(shè)計，各部分的關(guān)聯(lián)更緊密，必然伴隨著對性能和設(shè)備的可靠性的高要求，否則任何一處微小的故障必然會造成連鎖反應(yīng)，造成整個裝置和設(shè)備相關(guān)環(huán)境遭受災(zāi)難性的破壞，這不僅會造成巨大的經(jīng)濟損失，而且會危及相關(guān)人員人身安全，后果極其嚴重。所以在設(shè)計中應(yīng)同時采用設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)和故障診斷技術(shù)，通過狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷技術(shù)，在設(shè)備正常運行的情況下，對設(shè)備進行全維修和保養(yǎng)，預(yù)測維修，降低事故率，保障設(shè)備制造如期完成。

3.2保證制造質(zhì)量

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對機械產(chǎn)品的加工相應(yīng)地提出了高精度、高柔性與高度自動化的要求，特別是對復(fù)雜型面零件的加工，提出了自動化并保證質(zhì)量的要求[5]?，F(xiàn)代自動化機械設(shè)備的設(shè)計理念是從系統(tǒng)性能設(shè)計開始，并貫穿設(shè)備操作、生產(chǎn)規(guī)劃的過程中。自動化機械設(shè)備制造需要制造部門和設(shè)計部門密切配合，要嚴格依照設(shè)計方案進行，堅決避免制造過程中產(chǎn)生零部件誤差。自動化機械設(shè)備制造是一個系統(tǒng)工程，各部門要相互協(xié)調(diào)相互配合，各制造工序才能有條不紊地進行，因此，各部門應(yīng)該保持溝通，共同促進設(shè)備制造的順利進行。尤其在安全系數(shù)上，各部門除了滿足客戶要求之外，還必須考慮設(shè)備的應(yīng)力集中和類型，對應(yīng)力評估方式、材料應(yīng)力是否均勻以及焊接接頭是否存在缺陷等因素都必須進行質(zhì)量把關(guān)，以期保質(zhì)保量完成制造任務(wù)。

3.3定期監(jiān)測設(shè)備

企業(yè)進行設(shè)備制造必須合理使用相關(guān)制造設(shè)備，并做好設(shè)備的維護保養(yǎng)工作，使設(shè)備處于良好的技術(shù)狀態(tài)。自動化機械設(shè)備制造的相關(guān)檢驗人員不僅要與設(shè)計提供的數(shù)據(jù)對比，對設(shè)備是否嚴格按照行業(yè)規(guī)范和設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)進行檢查，而且必須對零部件制造結(jié)構(gòu)的合理性進行把關(guān)，檢驗零部件是否符合安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，充分考慮生產(chǎn)加工制造的難易度以及是否容易維修。制造完成后相關(guān)人員應(yīng)認真進行設(shè)備調(diào)試、安裝，確保設(shè)備質(zhì)量再驗收交付。待機械設(shè)備投入生產(chǎn)后，相關(guān)人員還應(yīng)定期進行檢修和維護，既要定期監(jiān)測自動化機械設(shè)備的各種參數(shù)，也要進行早期預(yù)判，分析設(shè)備可能出現(xiàn)的故障并及時排查，降低設(shè)備故障停機情況，提高設(shè)備運行的效率。

4總結(jié)

機械制造業(yè)作為其他產(chǎn)業(yè)的支柱工業(yè)，擔(dān)負著為國民經(jīng)濟提供更多物美價廉的先進技術(shù)裝備的重任。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和社會的不斷進步，先進的生產(chǎn)模式對自動化設(shè)備提出了較高的要求，提升機械設(shè)備設(shè)計水平和制造質(zhì)量成為重中之重。充分利用自動化機械設(shè)備的優(yōu)勢，深入研究研發(fā)設(shè)計要點，注意制造要點，可提升機械設(shè)備的自動化水平，使中國自動化機械設(shè)備產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展。

參考文獻：

［1］潘樹鵬.機械自動化的發(fā)展前景［J］.現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2016（5）：189-190.

［2］藍蔚原.機械自動化設(shè)備設(shè)計的安全控制管理分析［J］.現(xiàn)代信息科技，2019，3（14）：154-155.

［3］閔林鋒.機械自動化技術(shù)在機械制造中的應(yīng)用研究［J］.中國設(shè)備工程，2021（12）：228-229.

［4］李孝芳，蔣政委.自動化機械設(shè)備研發(fā)設(shè)計及制造的要點分析［J］.決策探索，2018（11）：66-67.

［5］李靜，楊桐.淺談機械自動化在機械制造中的應(yīng)用［J］.南方農(nóng)機，2021，52（10）：190-191.

作者：梁宇飛 單位：長飛光纖光纜股份有限公司