自动化机械设备研发设计及制造的要点探析

陆叶星

（盐城高周波热炼有限公司，盐城 224100）

随着现代机械制造技术、自动控制技术的快速发展，推动自动化机械设备的研发、设计及制造，对现代工业生产产生了较为积极的促进作用。但是，从实际研发设计及制造的情况来看，此类设备具有较强的综合性，需要将多重学科有效结合，并充分考虑到市场应用需求以及可行性等，才能充分保证其应用性能，使得该类设备的研发设计及制造较为困难。

1 自动化机械设备研发设计原则

研发设计是推动机械设备制造创新发展的基础环节。在实际设计过程中，应重点关注企业需求，然后在坚持技术性原则、标准化原则、安全性原则的基础上展开创新性设计，以此提升自动化机械设备的综合应用性能。

1.1 坚持技术性原则

自动化机械设备对实际应用性能有着较高的要求。在研发设计过程中，应充分考虑其技术性问题，综合设备的使用特点，尽可能提升设备的使用性能。例如：在设计中应对自动化机械设备的关键零部件、易损坏或出现故障的零部件进行专门的优化，使设备应用具有更高的可靠性，避免设备故障影响到整体的使用效率[1]。

1.2 坚持标准化原则

标准化是现代自动化机械设备研发设计应坚持的基本原则，主要体现在两个方面。

1.2.1 设计概念标准化

研发设计人员在进行设计的过程中，应对一些设计符号、设计单位进行标准化，且严格按照规范标准执行，明确关键部位的制造误差参数，避免自动化机械设备在后期应用中出现较多故障。

1.2.2 设计方法标准化

自动化机械设备研发设计应与企业需求相符合。为达到该目的和效果，应在设计前进行实验、测量以及验证，然后基于验证获取的数据做出优化，以此保证自动化机械设备最终的应用性能，使之满足企业的实际应用需求[2]。

1.3 坚持安全性原则

在自动化机械设备研发设计过程中，设备安全性是重点考虑的内容之一，应将之摆在首要位置。关于安全性方面的考虑，主要集中在以下3个方面。

（1）考虑设备零部件设计的安全性。自动化机械设备是由众多的零部件组装而成。各零部件用材是否满足硬度要求、各零部件规格型号是否满足约束要求等，应进行充分考虑和计算，避免后期运行中出现严重变形和开裂等运转故障，避免出现严重的安全事故。

（2）结合实际操作应用考虑安全性。考虑实际操作中可能出现的安全性问题，针对自动化机械设备结构做出优化，做好安全事故防范设计。

（3）结合应用环境考虑安全性。在研发设计中应考虑到使用环境的特殊性，提前做好安全防护，同时设计中做好噪声、污染气体排放等方面的控制，避免对环境产生危害。

2 自动化机械设备研发设计及制造的具体流程

自动化机械设备研发设计及制造是一个系统性过程。为确保其最终性能达到企业使用需求，在研发设计及制造过程中通常应严格依照如图1所示的流程进行。

图1 研发设计及制造流程

2.1 明确机械设备功能需求，做好造价预算

在研发设计初期，设计人员应充分了解企业自动化机械设备的功能需求。尤其在自动化控制属性方面的需求，功能方面的需求差异将对最终设备造价产生较大的影响。基于功能需求对设备生产制造的造价做初步估算，并与市场环境中同类型设备的销售价格进行比较，明确自动化机械设备研发设计的造价范围，以便研发设计制造出来的自动化机械设备具有较强的市场竞争力[3]。如图2所示，在自动化机械臂设计中，应了解机械臂抓取物体大小、抓取质量等，然后对机械臂的自由度、机械手大小、结构平衡度等展开考虑，应用合适的材料类型，综合造价预算展开设计，尽可能将设计设备的造价控制在预算造价之内。

图2 自动化机械臂结构图

2.2 基于功能需求设计产品制造图纸

在自动化机械设备研发设计中，产品制造图纸设计是关键性环节。设计中应充分考虑企业对设备的功能需求，尽可能体现人性化设计理念。在完成设计图纸后，设计人员应与制造部门人员进行沟通交流，确保制造技术能够达到图纸设计制造要求。同时，在此过程中通过沟通交流及时发现研发设计图纸存在的问题，进一步优化产品制造图纸，在整体上提升自动化机械设备的性能。

2.3 严格依照设计图纸进行制造

在制造环节，相关技术人员应严格按照技术要求展开零部件生产制造，保证加工制造精度、零部件选材等都满足设计要求。在完成各个部件的加工制造后，应依照设计要求进行检查验收，检验符合设计要求的零部件才能用于后期组装。

2.4 做好安装与调试工作

自动化机械设备由众多的零部件构成。为保证后期应用性能，安装与调试环节具有较高的重要性。在进行安装调试时，研发设计人员应到达现场进行指导，确保各部件装配准确，装配精度达到设计要求，延长自动化机械设备后期的使用寿命，并提升其安全性[4]。

2.5 了解与分析运行性能

为促进研发设计的自动化机械设备性能持续优化提升，设计人员应注意对设备后期运行性能的调查了解。尤其针对其中设备应用中表现的一些故障状态或不足，应做详细记录，分析故障和不足的具体原因，然后做出优化，提升自动化机械设备的综合运行性能。

3 自动化机械设备的制造要点

自动化机械设备在设计完成后，需要按照设计意图和要求，对其中各个零部件进行制造生产。该环节对自动化机械设备的性能有着较大影响，应重视对该环节的质量控制。

3.1 做好技术交流工作

自动化机械设备通常结构较为复杂，包含的机械零部件数量较多，且对零部件的精度要求较高。为确保制造环节能够达到研发设计要求，在进行新产品生产制造前，技术人员应充分熟悉整个研发设计图纸，并针对其中不清楚的地方与研发设计人员进行沟通交流，明确生产制造标准。在技术交流中，制造技术人员应掌握零部件的制造要求，在材料选用、精度要求等方面进行严格控制，制定完善的生产制造方案，确保各个制造环节能够有序开展，提升生产制造效率和质量。

3.2 加强关键零部件的制造质量控制

关键零部件的生产制造质量对自动化机械设备的整体性能影响较大。在生产制造过程中，应对这部分零部件做特殊性要求，优化加工工序，使各方面性能指标达到要求。例如：在进行高精度连接轴类零件加工时，首先应注意控制尺寸精度，保证其与传动配合轴颈相匹配，提升传动效率和质量；其次，应对几何形状精度、相互位置精度进行严格控制，避免在运转过程中产生跳动或轴向移动；最后，应控制零件的表面粗糙度[5]。

3.3 制造检验及调整

在完成各零部件的加工后，应由质检部门人员进行检查验收，检查无误后，交由专门的人员进行装配。在装配过程中如果发现制造零部件存在问题，应立即要求制造人员做出处理，确保自动化机械设备整体能够顺利装配完成。同时，应对装配完成的自动化机械设备进行试运行验收，检查试运行状态下的各项参数，及时发现设备运行中存在的问题，并在后续生产制造中做出调整优化。此外，相关技术人员应对整个制造流程做出总结，明确其中的重要控制点位和初始制造中存在的不足，为后期批量生产制造奠定基础。

4 结语

自动化机械设备有着较高的精度要求，不仅需要设计人员在设计阶段加强图纸优化设计，还需要加工制造人员做好加工质量控制，以保证自动化机械设备中各个零部件能够发挥设计效果和作用，提升自动化机械设备的整体性能。此外，为促进自动化机械设备的持续性优化和改善，使相关设备在市场环境中具有较强的竞争力，在设备投入使用后，研发设计人员还应注重跟进调查，了解设备实际使用状况，为优化设计奠定基础。