非标自动化机械设备的创新设计分析

肖昌祥

（合肥科烨电物理设备制造有限公司，安徽 合肥 230031）

自动化设备的应用帮助企业提高了生产效率和产品质量，也节约了企业的人力劳动人本，促进了企业从粗犷型向技术集约型的转变。然而，一些生产部门由于各种原因无法使用标准化自动化设备，为满足这些生产部门的需求，非标自动化设备开始得到应用。所谓非标自动化设备是指国家对设备没有明确的标准，设备按照实际的生产用途设计并制造。目前，非标自动化设备应用广泛，已经成为工业自动化发展中的重要助力。

一、非标自动化机械设备介绍

非标自动化机械设备主要由动力部件、传动部件、执行机构、控制系统和辅助等构成。非标自动化机械设备被设计研发出来的目的是应用于某些不使用标准自动化机械设备的行业的生产需求，提高产品的质量和生产效率，同时保障了生产单位工作人员的安全性，避免了不少安全隐患。非标自动化机械设备相较于标准自动化设备而言，有着毛坯零件精度低、加工量大的特点。当非标自动化设备应用于工业生产中的机床时，它的生产效率较低。因为精度低，在实际生产中非标自动化机械设备通常采用通用的量具、刀具和夹具等来达到产品所要求的精度。非标准化机械设备一般使用一些软件来进行设计，但是备件的体积、重量及中心位置需要被具体量化，并且需要为后续的设计与处理提供科学合理的数据。

二、非标智能化机械设施设计的必要性

为提升机械效率，提升设备性能，保障设备运行的安全稳定性，在设计非标智能化机械设施时，要了解用户需求，包含制造机械的环境、生产力等因素，通过产品分析获得原始技术参量，展开工艺流程处理，再论证，机械的整个处理环节得以确定，部分原理图、电气控制平台等也得到确定，聘请专家评估资金成本、方案可操作性、制造效率等，并根据专家评估的结果完善设备生产方案[2]。定稿方案由项目部完善与划分，包含部件标准件购置清单、标准件应用说明书、部件组成图、组装图等。非标智能化设备的特征与普通自动化机械比较，具有生产量大、部件精度低等特征，所以非标自动化设施的设计更重视模块化、简易，根据特殊要求定制特殊设备。

三、非标智能化机械创新设计

机械产业若想得到更好的发展就必须基于工业电气化的支撑，将机械和电气、液压以及气动相结合起来，加之新材料的研发与使用，可以给机械产业带来新的机遇。

（一）提升非标自动化设施设计师的业务能力

非标自动化设施是按照企业的生产要求来设计加工的，是一种定制型加工产品，即机械产品市面上现有的机械无法满足企业生产要求时，就必须定制加工相应的产品。非标自动化机械无标准模块，要求依靠加工场所与产品性质开展单独设计。所以，在设计非标智能化机械时，设计师的业务能力十分重要。提高设计师的业务能力，不仅可以加大企业满意度，还可以提高机械质量。设计师结合自身实践经验以及专业知识，完善非标自动化机械的设计细节，且在设计时全程跟进，防止产生设计疏漏现象，影响到非标智能化机械的利用率。

（二）不断提升非标智能化机械产品的实用性

设计机械产品时，要认真分析机械的应用情况及顾客需求的各种注意事项，了解机械的操作状况与习惯，由此展开科学设计，如此方可提高机械的易用性。而且还要保证设计产品的人性化，设计结束后要优化操作手册，以便顾客掌握准确的操作方法，确保机械的应用效果。

（三）提高与优化非标智能化机械设施设计应用的材料

为保证机械的应用功能，在设计非标智能化机械时，要不断提高机械应用的平衡性与协调性，选取优质材料，防止在设计中产生木桶效应。另外，非标智能化机械设计中还要考量到材料费用。首先，选取可以保障机械在预期应用期限内能够正常运行的核心部件，部分配件在允许范围内要可以保证机械的日常生产需要；其次，尽量减少部件成本，多使用市面上通用的标准化部件，提高非标智能化机械的通用性。选取零配件时，要考量部件的防震动、冲击、抗高温、低温、高速、强荷载性能。常用的金属材料有：①Q235，最常见的碳素结构钢，其塑性、韧性以及焊接水平、冷冲压能力都很高，且具有一定强度及冷弯性能。普遍用在一般需求的部件与焊接结构中。②45 钢，良好的碳素结构钢，最常见中碳调质钢，整体力学性能较好，淬透性小，水淬时容易出现裂纹。常用于生产强度大的运动件、轴以及齿轮等部件。另外，如果条件允许，要尽量提升部件的制造工艺，节省零件制造成本，令实际应用的非标自动化机械更加经济实用，减少企业加工成本，以提升企业的生产价值。

（四）提升设计设施的耐用性与易操控性

非标智能化机械的设计应贴合生产需要，兼顾到企业员工的应用、操控习惯，提高非标自动化机械设施的接受度、耐用性以及易操控性。优秀的设计应当延续至后期的应用与维护方面。为此，非标自动化机械设计中要注重产品在实际应用时的效果以及一些可能产生的操作问题，拓展设计思维，设计易懂、操作便利的工作界面，提高操作工人与机械间的交互性，防止产生机械刚设计完就被单位淘汰的尴尬局面，企业人员可以迅速接受，应用非标智能化机械方可提高企业经营效率。另外，设计师要制定完整的机械应用手册，使企业人员按照机械应用手册迅速了解机械的操作顺序。

随着我国工业的发展和制造业的进步，对自动化的需求越来越高，但传统的标准化设备还没有完全适应时代发展的要求，新的非标准自动化机械装置已经开发出来，研究人员完成了他们的研究，但今后的发展应该进一步加强创新设计，提高研究人员的水平，创作出更智能化的非标自动化机械设备，适应工业发展要求。