自動化設備的特點與設計探究

李智聰

摘要：隨著現(xiàn)代生產(chǎn)和科學技術的發(fā)展，自動化技術逐漸成熟，目前已經(jīng)在工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、軍事等領域得到了廣泛應用。自動化設備的出現(xiàn)，將人從繁重的體力勞動中解放了出來，極大地提高了生產(chǎn)效率和生產(chǎn)精度。本文從自動化設備的特點出發(fā)，對自動化設備的設計進行了探討和分析。

關鍵詞：自動化設備；自動化技術；特點；設計

一、自動化設備的特點

自動化設備是機械生產(chǎn)同自動化控制技術的結合，在自動化設備的支持下，各行各業(yè)迎來了發(fā)展的新機遇，生產(chǎn)的效率和質量都得到了很大的提升。自動化設備的特點主要包括以下幾個方面：

（一）定制性

自動化設備應用的領域非常廣闊，但是不同行業(yè)的生產(chǎn)過程有不同的設計需求，同一行業(yè)中不同的生產(chǎn)環(huán)節(jié)也有不同的要求，這就意味著自動化設備要想發(fā)揮作用，就必須滿足某一行業(yè)某種產(chǎn)品的特殊生產(chǎn)需求，或者是滿意某一生產(chǎn)工藝的要求，這樣才能保證設計出來的自動化設備在實際生產(chǎn)過程中能夠替代人工勞動并發(fā)揮作用。

（二）自動化程度高

在自動化技術的支持下，機械設備和裝置能夠按照設定好的指令和程序來進行操作和控制，這樣就能夠將人從生產(chǎn)過程中解放出來，很多生產(chǎn)環(huán)節(jié)甚至可以實現(xiàn)無人操作。這一特點對于一些生產(chǎn)過程比較惡劣和危險、以及體力勞動重的企業(yè)而言，有著非常重要的實際意義。此外，自動化設備能夠避免人為因素造成的失誤，保證整個生產(chǎn)過程的穩(wěn)定，大大提升生產(chǎn)效率，從而有效地降低成本。

（三）高可靠性高穩(wěn)定性

自動化設備的應用能夠顯著提升生產(chǎn)活動的精確性和規(guī)范性，進而使得整個生產(chǎn)過程的可靠性和穩(wěn)定性得到保障。特別是在軟件技術的支持下，傳統(tǒng)的硬件原理控制系統(tǒng)逐步被數(shù)字化軟件控制系統(tǒng)所取代。軟件技術使得設備能夠完成更加復雜精確的操作，進一步減少了硬件控制下設備運作產(chǎn)生的誤差。在實際運行過程中，只要保證軟件控制系統(tǒng)正常運行，自動化設備就能夠持續(xù)高效運轉，并且能夠不受外部條件的影響，保證了生產(chǎn)的穩(wěn)定高效。

二、自動化設備的設計

（一）自動化設備的設計流程

如圖1所示，自動化設備的設計可以大致分為幾個環(huán)節(jié)。首先是用戶需求的分析，設計人員要充分了解用戶使用自動化設備的目的和意圖，然后從中提煉出具體的功能需求，并將此作為設計的方向和準則。然后是工藝流程的分析，設計人員要通過現(xiàn)場查看、實物驗證等方式全面了解用戶產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝，結合工藝流程圖來確定使用自動化設備的位置以及對后續(xù)生產(chǎn)過程的影響。之后是對自動化設備的功能進行分析，要根據(jù)用戶對設備的功能需求來設計設備的功能，比如自動上料、自動退料、自動冷卻等，在這一基礎上，設計人員要進行整體設計方案及布局分析，結合動力學、人機工學原理來實現(xiàn)設備的功能，同時要從設備使用環(huán)境的限制出發(fā)，綜合考慮物料運輸線路、設備及人身安全、設備成本、產(chǎn)品質量保證等因素，對不同的設計方案進行反復對比和驗證，直至最終確定設備的整體方案。然后是功能方案比選及性能指標確定的環(huán)節(jié)，在這一環(huán)節(jié)需要結合已確定的整體方案進行設備功能模塊的執(zhí)行結構比選，并確定設備的性能參數(shù)，比如在直線往復運動中，選用曲柄滑塊機構、氣缸還是凸輪機構更為合適；設備部件的運動速度、定位精度等參數(shù)是否匹配產(chǎn)品工藝流程，是否能夠滿足產(chǎn)品的質量和功能要求等。在設備的功能方案和性能指標確定之后，就可以進入具體設計環(huán)節(jié)了，在這一階段設計人員需要完成設備結構件的繪制，以及功能部件的選型、固定和連接方面的具體設計，在設計的過程中要考慮到設備后續(xù)維護工作的需要。然后是對樣機進行調(diào)試和驗證，檢驗設備是否能夠滿足實際生產(chǎn)工序的要求，所生產(chǎn)的產(chǎn)品在性能和外觀方面是否達到了標準，并根據(jù)檢驗結果對設計方案進行調(diào)整。在自動化設備的設計完成之后，技術人員還要及時對項目進行設計總結，這樣便于發(fā)現(xiàn)設計工作存在的不足之處，總結經(jīng)驗方法，為后續(xù)的設計工作提供經(jīng)驗和思路。

（二）自動化設備設計的注意事項

1、提升自動化設備設計的人性化水平

設計人員要充分了解用戶的工作環(huán)境，全面了解操作人員的實際需求和操作習慣，然后有針對性地開展設計工作，遵循人機工學的原理，帶給用戶更好的使用體驗，盡量避免一些過于復雜的操作方式，設備的操作界面要盡量簡潔明了、易于操作。同時，設計人員要向用戶提供使用手冊，將自動化設備的相關操作和注意事項進行詳細說明，確保用戶能夠充分了解和掌握自動化設備的使用規(guī)范，也為后續(xù)的日常維修和檢測工作提供便利。

2、提升自動化設備設計人員的專業(yè)技術水平

一方面，要聘用一批專業(yè)能力和素質強的技術人員，另一方面，也要注意在平時的設計工作中培養(yǎng)技術人員的能力，逐步提升技術人員的設計水平，進而為自動化設備的功能和質量提供技術保障。在設計過程中，設計人員要緊密結合用戶對自動化設備的需求，對設備的各個細節(jié)部位進行優(yōu)化，注重對設計流程和生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)的跟進，發(fā)現(xiàn)故障問題時及時調(diào)整設計方案，不斷對自動化設備的性能進行優(yōu)化。

3、強化對自動化設備的智能安全控制

在自動化設備的設計中，要運用先進的科學技術對設備的功能結構進行優(yōu)化，構建設備的安全控制系統(tǒng)，提升設備的智能性和安全性。要借助計算機程序來對自動化設備進行安全控制，提高設備故障檢修效率，特別是在設備運行的初期要做好安全監(jiān)測工作，將設備的運行數(shù)據(jù)上傳到安全管理控制服務器中，通過數(shù)據(jù)庫的對比分析來為操作人員提供更加詳盡準確的設備運行信息，幫助操作人員及時發(fā)現(xiàn)設備故障。在出現(xiàn)安全問題時，安全控制系統(tǒng)能夠及時報警，設計人員也能夠結合報警情況來對設計方案進行優(yōu)化和改進。

三、結語

目前，自動化技術已經(jīng)逐漸成為衡量一個國家綜合國力、工業(yè)水平、制造業(yè)水平等的重要標準和依據(jù)，在提升一個國家的經(jīng)濟水平和綜合國力方面有著重要作用。為此，我國要積極推進自動化設備的設計和研發(fā)，加大創(chuàng)新力度，促進自動化設備功能和質量的提升，逐步推動國家自動化設備設計水平的提升。

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（作者單位：四川愛創(chuàng)科技有限公司）