自動化機械設(shè)備設(shè)計研發(fā)與機械制造思路

林曉峰

（紅旗儀表（長興）有限公司，浙江 湖州 313000）

1 自動化冶金機械設(shè)備設(shè)計研發(fā)的原則

1.1 技術(shù)方面

自動化冶金機械設(shè)備設(shè)計研發(fā)過程涵蓋了機械的基礎(chǔ)設(shè)計、生產(chǎn)制造和實際應(yīng)用等方面內(nèi)容，其中的每個環(huán)節(jié)都有相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，想要實現(xiàn)機械設(shè)備的科學(xué)設(shè)計和制造，必須同時滿足相應(yīng)的動態(tài)技術(shù)指標(biāo)和靜態(tài)技術(shù)指標(biāo)。具體來看，動態(tài)記住指標(biāo)主要指設(shè)備的受熱穩(wěn)定能力、耐損耗度、抗摩擦能力等 ；靜態(tài)技術(shù)指標(biāo)是指設(shè)備的功率大小、強度、有效壽命、效率等。在機械設(shè)備進行設(shè)計與制造過程中，工作人員必須對每個零部件的技術(shù)指標(biāo)進行全面考慮，使其滿足設(shè)計和使用需求，從而有效保證機械設(shè)備的整體質(zhì)量。

1.2 規(guī)范化

設(shè)計人員需要在自動化機械設(shè)計初期對相關(guān)的行業(yè)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)資料進行收集與整理。在此環(huán)節(jié)，需要重點注重以下兩方面內(nèi)容 ：（1）要明確概念的準(zhǔn)確性。在設(shè)計工作中嘗嘗會涉及到行業(yè)內(nèi)的專有名詞、字母縮寫和計量單位等，設(shè)計者需要明確其具體內(nèi)容和使用規(guī)范。如果某個計量單位使用出現(xiàn)錯誤將會影響到機械設(shè)備的整體運行情況。（2）標(biāo)準(zhǔn)化方法，在對機械設(shè)備或是某個部件進行測試或測量時，要按照測試規(guī)范中規(guī)定溫濕度以及外界環(huán)境要求去執(zhí)行，同時還要嚴(yán)格遵照相關(guān)的操作步驟，防止人為失誤所造成的誤差情況出現(xiàn)。

1.3 安全性

在各個生產(chǎn)制造行業(yè)中，安全管理是整個管理工作的重中之重，在自動化冶金機械設(shè)備設(shè)計和制造中，需要特別注重以下幾方面安全問題 ：（1）零部件。一臺完整的自動化冶金機械設(shè)備是由若干個零部件構(gòu)成的，所以零部件的設(shè)計是否合理也直接影響著設(shè)備在使用過程中的安全性。所以，設(shè)計人員要加強對機械零部件的精確化設(shè)計，減少尺寸方面的誤差，保證其與機械整體的兼容性。（2）作業(yè)安全，自動化冶金機械設(shè)備在制造和使用過程中也會存在到一定的危險性，如果操作不當(dāng)就有可能引發(fā)安全事故，所以相關(guān)工作人員應(yīng)始終秉承規(guī)范操作的原則，減少人為因素所引發(fā)的安全事故。（3）環(huán)境安全，機械設(shè)備在使用過程中，時常會受到外部環(huán)境因素的影響，導(dǎo)致出現(xiàn)故障問題，這就需要工作人員充分了解設(shè)備的性能，在非正常環(huán)境中使用要做好相應(yīng)的安全防護措施。

2 自動化冶金機械設(shè)備設(shè)計研發(fā)流程

伴隨我機械設(shè)計制造行業(yè)多年的發(fā)展，目前其設(shè)計研發(fā)已經(jīng)形成了一套較為成熟和完整的流程。具體分為以下步驟 ：（1）設(shè)計部門根據(jù)客戶的使用需求制定自動化機械的大體框架。（2）對自動化機械進行基礎(chǔ)設(shè)計，該環(huán)節(jié)就是一預(yù)先指定的大體框架為基礎(chǔ)，對后續(xù)設(shè)計目標(biāo)進行確定，這部分內(nèi)容主要包括了機械設(shè)備所使用的設(shè)備的性能和特征，在對設(shè)備工作原理和結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)進行明確后開始繪制設(shè)備設(shè)計圖稿。（3）技術(shù)設(shè)計，待基礎(chǔ)設(shè)計方案得到審核后，根據(jù)客戶提出的修改意見對原有方案進行改進，然后繪制出結(jié)構(gòu)更加細(xì)化的技術(shù)圖紙，并申請第二次審核。（4）設(shè)計圖紙定稿，設(shè)計圖紙在經(jīng)過二次審核后，如無其他修改意見，就可以對設(shè)計圖進行修正定稿，并對相關(guān)的設(shè)計技術(shù)文件進行存檔。（5）機械設(shè)備制造，制造環(huán)節(jié)是根據(jù)設(shè)計詳圖對自動化冶金機械設(shè)備的各個部件進行生產(chǎn)和加工，該過程也需要設(shè)計人員的協(xié)助，以防止操作人員因圖紙標(biāo)注不明而造成的失誤情況。（6）機械驗收，在機械設(shè)備各個部件生產(chǎn)并組裝完成后，設(shè)計人員要對設(shè)備進行驗收，驗收內(nèi)容主要包括機械設(shè)備是否與設(shè)計圖紙相符，同時要檢驗其性能是否符合用戶提出的需求，驗收過程要按照一定的標(biāo)準(zhǔn)開展，驗收合格后將產(chǎn)品發(fā)給客戶。（7）安裝調(diào)試，在將設(shè)備交付給客戶時，現(xiàn)場工程師要對設(shè)備進行安裝和調(diào)試，最后進行試運行，在確認(rèn)自動化冶金機械設(shè)備可以進行正常運轉(zhuǎn)后，將其正式交付給客戶。（8）客戶使用檢查，在設(shè)備完成交付后，客戶需要對設(shè)備進行熟悉并自行試運行，看其是否與自己提出的設(shè)計需求相符合，如果出現(xiàn)設(shè)計方面的問題，要第一時間與設(shè)備制造廠商進行溝通。九是確定簽收，客戶完成對產(chǎn)品的運行測試后，確定設(shè)備正常無誤后，現(xiàn)場工程師將使用說明、保修卡等資料交給驗收人員，完成簽收程序。

3 機械制造自動化技術(shù)的特點分析

3.1 節(jié)省人力

在機械制造環(huán)節(jié)引入自動化技術(shù)可以極大節(jié)省企業(yè)的人工勞動力方面的成本。例如，機械制造廠中對自動化機床的應(yīng)用可以實現(xiàn)機械部件的連續(xù)流水化加工，不但提升了生產(chǎn)效率，也實現(xiàn)了人工和材料方面的節(jié)約。伴隨科技水平的不斷發(fā)展，自動化機械手臂也逐漸應(yīng)用于機械制造行業(yè)中，這使機械部件的生產(chǎn)、組裝幾乎全部實現(xiàn)了自動化，工作人員只需在計算機上控制相關(guān)程序即可，最大程度的節(jié)省了勞動力成本。

3.2 精確度高

傳統(tǒng)的機械制造過程大部分是由人工對機械零部件進行加工，由于人工加工會受到人員技術(shù)水平、工作態(tài)度和工作時長等多方面因素的影響，導(dǎo)致零部件的精確度存在一定誤差。而應(yīng)用了自動化生產(chǎn)技術(shù)，可以實現(xiàn)零部件的自動化流水線生產(chǎn)，極大提升了構(gòu)件加工的精確度，將人為因素對機械生產(chǎn)造成的影響降到了最低，同時也提升了產(chǎn)品的合格率，減少了加工原材料的浪費情況。

3.3 安全性好

傳統(tǒng)的機械加工制造過程中會應(yīng)用到各類設(shè)備，且大部分是由人工操作完成。這就容易導(dǎo)致生產(chǎn)環(huán)節(jié)出現(xiàn)人員安全事故，不但不利于對工作人員的保護，也會對企業(yè)的經(jīng)濟效益造成影響。應(yīng)用自動化生產(chǎn)系統(tǒng)可以極大程度的降低生產(chǎn)安全事故的發(fā)生幾率，自動化系統(tǒng)中包含了設(shè)備報警系統(tǒng)，在生產(chǎn)過程中，如果出現(xiàn)了機械故障問題或是違規(guī)操作現(xiàn)象，系統(tǒng)就會自動報警。同時，自動化系統(tǒng)還包括緊急停止裝置，當(dāng)生產(chǎn)過程中存在安全隱患且工作人員又未能及時處理時，系統(tǒng)會自動停止作業(yè)，以防安全事故的發(fā)生。此外，安全控制設(shè)備和雙手控制裝置的安裝，可以實現(xiàn)在電源出現(xiàn)中斷情況時，以人力代替電源繼續(xù)生產(chǎn)，對生產(chǎn)進行及時調(diào)整，進而減少經(jīng)濟損失。

4 機械制造自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢

4.1 向環(huán)?；较虬l(fā)展

在我國傳統(tǒng)的機械制造過程中，由于對環(huán)保意識以及先進生產(chǎn)工藝和設(shè)備的缺失，造成了能源過度消耗和污染物排放超標(biāo)等問題的出現(xiàn)，這對我國的自然環(huán)境造成了嚴(yán)重影響。伴隨我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施以及先進設(shè)備和工藝的研發(fā)，在未來的機械制造中，企業(yè)要嚴(yán)格按照環(huán)境保護標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行生產(chǎn)作業(yè)過程，在機械制造中使用的材料和設(shè)備都需要經(jīng)過我國環(huán)評部門的驗收，同時還要對生產(chǎn)后的廢棄物進行無害化處理，對于部分廢棄物可進行回收在利用，這樣不但有效減少了對環(huán)境的損害，還能節(jié)約企業(yè)的生產(chǎn)成本，實現(xiàn)機械制造企業(yè)經(jīng)濟效益和環(huán)境效益的協(xié)同發(fā)展。

4.2 向虛擬化方向發(fā)展

自動化冶金機械設(shè)備從設(shè)計研發(fā)到制造、銷售是一個專業(yè)程度較高的系統(tǒng)化過程。自動化技術(shù)的引入和應(yīng)用，可以使設(shè)備從研發(fā)到銷售的全過程在計算機系統(tǒng)中實現(xiàn)，從而進一步體現(xiàn)出生產(chǎn)過程的虛擬化發(fā)展。在機械設(shè)計環(huán)節(jié)，可應(yīng)用相關(guān)設(shè)計體統(tǒng)實現(xiàn)對機械框架的可視化建模，其制造過程可通過制定操作程序?qū)ιa(chǎn)流水線進行控制，因此，可以說機械制造自動化技術(shù)實現(xiàn)了機械制造行業(yè)向虛擬化的方向發(fā)展。

4.3 向高速化和高精度化方向發(fā)展

隨著自動化技術(shù)在機械制造業(yè)中的應(yīng)用日益成熟，人們對于產(chǎn)品的生產(chǎn)速度和精度要求也在不斷提高，這也是未來機械制造能夠良好發(fā)展的前提條件，也是促進加工精度和交工效率提高的動力，特別是在超精密加工、超高速切削方面，對機械制造自動化技術(shù)的應(yīng)用提出了更高要求。因此，因此，機械制造自動化技術(shù)的未來發(fā)展方向就是提高自身的工作精度和工作速度，實現(xiàn)更加準(zhǔn)確的速度定為，并且要確保機械定位的精準(zhǔn)性，進而實現(xiàn)技術(shù)的全面升級。

5 結(jié)語

通過對全文的總結(jié)可以得知，自動化冶金機械設(shè)備在我國工業(yè)生產(chǎn)自動化發(fā)展中發(fā)揮著十分重要的作用。所以，在自動化冶金機械設(shè)備的設(shè)計研發(fā)環(huán)節(jié)，相關(guān)人員需要明確設(shè)計方向，提升設(shè)計方案質(zhì)量，從而促進自動化機械的整體質(zhì)量和性能得到提升，在滿足客戶需要的同時，促進我國工業(yè)自動化的進一步發(fā)展。