浅论自动化机械设备设计研发与机械制造

马小潭

（郑州电力职业技术学院，河南 郑州 451450）

工业是强国之本，在工业生产中，各种机械设备是不可或缺的重要组成部分之一。近年来，随着我国加大了机械设备相关方面的研究力度，研制开发出很多种类的自动化机械设备，由此为工业生产效率的提升提供了强有力的设备支撑。在对自动化机械设备进行设计研发的过程中，除了要满足客户的实际需要之外，还应当使机械设备的优势得以最大限度地发挥，这是非常重要的一点，必须予以足够的重视。借此，本文就自动化机械设备设计研发与机械制造展开浅谈。

1 自动化机械设备的应用优势分析

1.1 提高机械生产效率

在企业生产中，自动化机械设备已经成为企业提高生产率的重要保障。通过引入自动化机械设备，不仅能够缩减生产人员配备数量，而且还能够降低企业生产成本支出。相比较传统机械设备而言，自动化机械设备可量化各项评价测量指标，降低生产产品的误差，为企业节省材料用量，提高产品合格率。同时，自动化机械设备在加工材料时的精确度更高，实现了可控数据化管理，提升了生产管理效率和产品质量。

1.2 改善机械设备使用性能

自动化机械设备具备实时监控功能，能够自动化记录机械设备运行中产生的数据，并对以获取的数据信息进行分析，诊断机械设备是否存在故障隐患，并进行自动化维护。同时，设备管理人员和使用人员还能够实时了解自动化机械设备的运行情况，为制定安全生产预案提供可靠依据，有效防范安全事故的发生。此外，自动化机械设备具备安全监测系统，能够对自身运行的安全性进行检查，将机械设备安全风险降至最小化。

1.3 降低企业生产成本

传统机械设备常重视产品生产制造，而忽视了材料用量、人工成本的控制，导致传统机械设备在降低企业生产成本中未能发挥出应有的作用，不利于企业实现节源的目标。而自动化机械设备具有高度精密性，可优化生产材料配置，使生产材料得到最大程度应用，减少材料浪费现象。同时，自动化机械设备可减轻工人的工作量，减少工人操作和监控自动化机械设备运行的时间，从而能够适当削减工人数量，降低企业工资支出总额，全面提升企业生产的自动化水平。

2 自动化机械设备的设计原则

2.1 标准化

自动化机械设备设计之前要制定规划方案，明确设计流程，规范每一项流程的具体实施，使自动化机械设备设计的全过程体现出专业化、标准化的特点，从而为自动化机械设备的研发提供可靠依据。自动化机械设备设计研发流程如图1。

图1 自动化机械设备设计研发流程示意图

在具体设计中，除了要严格依据标准的流程进行操作之外，还要结合机械设备的使用环境确定数量、尺寸以及标识，避免出现设计偏差。设计人员要通过大量试验突破自动化机械设备的关键性技术，检测机械设备设计是否符合国家相关标准要求。

2.2 安全性

在自动化机械设备设计中要以安全性原则为前提，一方面保障设计研发过程的安全性，另一方面保障零部件的安全性。机械设备设计研发会使用大量的机械，这些机械的使用带有一定风险性，要求设计研发人员必须注意人身安全，避免发生机械操作中的安全事故。同时，设计研发人员还要严格把控自动化机械设备的零部件质量，对其质量进行反复检验，要求各个零部件必须达到质量标准，避免在零部件使用过程中出现开裂、变形等现象，进而影响到机械设备的整体设计研发效率。

2.3 技术性

自动化机械设备设计要体现先进的技术性，按照相关设计规范保证技术得以有效应用。在机械设备动态设计与静态设计中均要遵循技术性原则，以动态技术标准为例，机械设备设计要满足动态运行功能，包括抗磨损性、热平稳性等指标必须体现先进的技术性。同时，在静态技术标准设计中，机械设备的电流、功率、强度、使用寿命等静态指标必须达到技术标准。所以，在自动化机械设备设计中，要从各个方面入手考虑机械设备运行问题，使机械设备引入先进的科学技术，提高机械设备的自动化水平和科技含量。

3 自动化机械设备的制造要点

3.1 安装调试要点

机械设备安装调试质量与设备运行效果有着密切关系，在机械设备调试期间，设计人员要亲自到现场进行指导，对机械设备的安全调试过程进行监督，及时处理安装调试中发现的问题。在安装调试过程中，设计人员要观察机械设备的运行参数，判断参数是否在设计值范围内。以三相步进电机驱动器的电气参数为例，输出相电流为3A～5.8A，供电电压为24～40V，控制信号输入电流为6～20mA，并且还在设计图纸中明确了电机驱动器的开关功能及其相应参数。在机械设备调试阶段，设计人员要确保机械设备的电气参数都是在设计允许值范围内。此外，技术人员要与设计人员共同参与机械设备安装调试工作，遇到问题要及时沟通解决。在安装调试结束后，要根据设计图纸和设备说明书对机械设备使用人员、运维人员进行技术培训，以保证自动化机械设备投入生产后始终处于高效率运行。

3.2 加强各部门的沟通

在设计制造自动化机械设备时，必须以科学合理制定设计研发方案为前提，在设计研发方案的指导下严格把控机械设备制造质量。在自动化机械设备制造环节，设计部门要与加工部门保持沟通联系，根据加工图纸和设计方案加工零部件，保证零部件达到设计要求。在机械设备制造过程中，设计部门要对零部件加工进行全程监督，对加工部门给予技术指导，并针对制造过程中遇到的问题，及时与加工部门研讨解决方案，进一步优化加工技术，确保零部件的加工精度符合设计要求。设计部门要辅助加工部门实现加工技术创新，共同改良现有加工技术，不断提高自动化机械设备的加工制造技术水平，保证机械设备的制造质量。

3.3 引入先进的制造技术

自动化技术是机械设备设计研发的重要方向，在设计研发过程中，技术研发人员要运用计算机技术提高设计研发水平，不断改善机械设备技术性能。机械设备的制造技术具体包括集成性技术、精细化技术和数字化技术，都要以计算机技术为支撑。如机器学习、认知计算、机械智能是人工智能的未来研究重点，海量数据采集、数据挖掘、数据分析是大数据技术的研究重点。当前，人工智能与大数据被广泛应用于各行各业，为各行各业带来了技术革新，由此可见计算机技术对社会生产生活的影响力。为此，在自动化机械设备设计研发中也要引入人工智能技术和大数据技术，大幅度提升机械设备设计的技术水平。这就要求设计人员和技术研发人员必须掌握先进的计算机技术，利用计算机技术辅助自动化机械设备的设计与制造，实现机械设备的技术创新，不断改良设计产品的性能，提高机械设备的设计水平。

3.4 提升相关的专业水平

自动化机械设备的研发与制造要不断提高技术水平和设计研发人员的专业素质，建设一支专业的科研技术团队，促使企业自动化机械设备研发水平的快速提升。企业要对技术研发人员开展定期或不定期培训，实施人才培养机制和考核激励机制，不断提高技术研发人员的设计研发积极性。企业要对自动化机械设备设计研发工作中表现突出的技术人员给予物质激励，在科研技术团队中树立典型，使其成为设计研发工作中的学习榜样。此外，企业还要重视对自动化机械设备的养护与维修工作，最大程度延长专用设备的使用寿命，提高机械设备的运行效率，节省机械设备的运维成本。

4 结语

综上所述，自动化机械设备的设计研发和制造是一项较为复杂且系统的工作，由于其中涵盖的内容较多，一旦某个环节或是细节出现问题，都可能对自动化机械设备的功能、性能及质量造成影响。为此，在对自动化机械设备进行设计研发的过程中，应当遵循标准化、技术性和安全性的原则，同时在机械设备制造中，要了解并掌握相关的要点，采取有效的措施，确保制造质量。只有这样，才能使设计研发的自动化机械设备的应用优势得以最大限度地发挥。