自动化机械设备设计研发与机械制造

刘占宁

摘要：随着现如今的机械制造行业发展，我国对自动化机械设备的设计研发和机械制造在不断提升，伴随着计算机技术的成熟，为机械制造行业带来了机遇，使自动化成为机械制造行业的必然趋势。在此，本文通过对机械制造领域的分析，与大家一起探讨自动化机械设备的设计研发和机械制造的意义，希望所做的这些论述可以为相关领域的科研人员提供参考。

关键词：自动化机械设备；设备设计研发；机械设备制造

机械制造技术以及电子技术是自动化机械设备设计水平获得进步的必备技术载体，因此自动化机械设备制造技术的进步是多种科学技术的融合体。

1机械设备自动化设计研发的意义

自动化机械是指在没有人为干预的情况下，机器或者装置可以按照预定的指令自动进行机械操作或者控制的过程。对机械设备的自动化发展，是为了实现机械生产朝着新的领域不断前进，并通过对机械的自动化控制，来完成工业生产效率的提高和人工劳动力强度的减小。

2机械设备自动化设计研发的发展历程

机械设备的自动化是由机械化、自动控制以及电气化互相结合，来完成对离散工件的处理。早期我国的机械设备自动化是采用单一的机械化或者电气化而进行的机械设备自动生产。20世纪60年代后，机械设备的制造中引进电子计算机技术，出现了大家耳熟能详的数控机床、机电一体化等字眼，同时也因为新技术的加入，科研人员研制出可以适应多品种、小批量的制造系统，并以这种系统作为基础，结合信息的管理和生产的管理，实现初步的计算机集成制造。在21世纪以后，尤其是近几年，因为我国信息技术和计算机技术的不断发展，使得在机械制造中，传感与自动化技术向前跨了一大步。先进技术的不断融合，让自动化机械设备在自主研发和设计可以得以实现，为机械行业的发展创造了极为有利的条件。自动化机械的出现，大大提高了劳动的生产率，降低了人工的工作强度，解放了危险环境下的人工工作。同时，自动化机械的开发成功为大型的重点建筑带来了施工上的便利，自动化机械的精密化也带动了微电子工业的发展，实现集成电路的高度集成制造。

3自动化机械设备的设计原则

3.1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。

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。

3.2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。

3.3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。

4目前关于自动化机械设备的生产类型

（1）灵活的自动化制造单元在当前自动化机械设备生产中以PMC计算机应用技术为代表进行推广，计算机技术的进步和推动不仅提高了机械生产的灵活性，也增强了自动化机械设计单元的组合水平，扩大了研发范围，为自动化机械设备的研发及制造提供了可持续发展的基础。

（2）自动化机械设备制造系统。当前自动化技术制造系統技术要领先于自动化单元，目前的自动化机械设备制造系统由 4 台以上的数控机床、车削中心以及加工中心组成，以控制系统和物流运输系统为基础，为中小型机械设备的生产加工提供了有力保障。

（3）自动化生产制造线。自动化生产制造线本质上属于一种制造模式，这种制造模式介于自动化制造系统和自动化单元之间，主要应用于多种类、中小产品的单项生产线，有着较高的生产效率，体现了自动化技术的成熟性。

（4）自动化机械设备制造工厂。机械制造的全自动化主要依靠自动化生产工厂来实现，凭借计算机系统关联多个自动化系统，将发货、装配、加工以及设计等机械设备的生产环节相联系，从根本上提高了自动化生产效率。

5 自动化机械设备的研发过程

5.1设计的准备

根据实际要求，对前期的设计预先做好准备。

5.2绘图

对前期准备的基础设计上，完善初步设计，实现设备的生产需求，并使用 CAD 完成整个自动化机械设备结构图的绘制。

5.3 初次方案审核

对初次设计出来的结构，需要将设计理念做一个具体的实现，这个过程称之为方案，同时对初次的方案需要送至设计管理部，并对该初次方案进行审核。

5.4定稿设计

在完成审核的设计图纸，依据审核提出的建议进行修改并对相关的图纸重新整理，明确技术文件并存档保存。

5.5加工制造

对自动化机械设备的设计完成定稿之后，便可以依据设计图纸来完成对自动化机械设备的制造，在制造的过程中，制造人员要与设计人员加强沟通，确保制造出来的成品符合设计的要求。

5.6自动化机械设备的验收

在自动化机械设备的成品制成后，质量检查人员必须对成品的自动化机械设备进行校验，确保自动化机械设备的质量在标准范围内，并对校验中发现的问题及时提出。只有质量检查人员对成品的自动化机械设备验收合格，这些成品自动化机械设备才可以投入生产运行。

5.7 自动化机械设备的安装调试

自动化机械设备经检验合格后运输到工作现场后，需要相关的设计人员全程监控自动化机械设备的安装和调试，对需要注意的地方提出指导意见，确保自动化机械设备正常使用。

5.8 自动化机械设备试产

在对自动化机械设备完成安装和调试之后，对设备的生产运行情况也需要进行了解，使自动化机械设备试产，并对试产的结果进行鉴定。如果鉴定出来的结果达不到它的使用标准，则要对自动化机械设备的实际工作情况进行分析，找出发生这种问题的原因，并给于解决。

5.9自动化机械设备投产

对自动化机械设备试产鉴定，并确保其没有问题后，这个自动化机械设备就可以投入生产运行中进行正常的工作，同时技术人员也应将与该设备设计相关的资料进行整理，交给使用单位。

6关于自动化机械制造要点分析

6.1 自动化机械设备设计要点

组织足够的人员做好机械设备制造研发方案和图纸设计的综合调研工作，从根本上保证图纸符合实际生产的需求。确定严格的标准规范和设计方案后，自动化机械设备生产要严格遵照 CAD 图纸生产。由于自动化机械设备生产程序繁琐、涉及的零部件种类繁多，各个生产部门都应聘用专业素养和能力较强的人员从事精准化加工，确保零误差。

6.2 自动化设备制造的协调要点

自动化机械设备制造是一体化呈现自动化机械设备研发设计的过程，因为自动化机械设备的后期生产和制造需要制造部门、设计部门之间做好密切配合与沟通，坚决避免自动化机械设备生产产生零部件误差。另外要不断提高自动化机械设备制造工序间的協调性，当生产和制造环节遇到瓶颈时，应该积极调动多部门进行沟通，最后通过各部门协作、调整制造单元、设计方案，相互配合共同解决问题。

6.3 高度重视后期自动化机械设备制造的调整要点

自动化机械设备生产的检验人员一定要在机械设备生产加工后，严格按照行业规范以及设计标准进行生产，按照自动化机械设备的相关参数观察和分析设备有无安全隐患。如果发现相关问题务必及时处理。待设备验收合格并且交付后，相关人员要认真做好设备调试、安装；待设备投入运行后，相关人员还要定期检修和调整设备。

6.4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。

7 自动化机械设备设计研发中需要注意的事项

7.1 准确性

在自动化机械设备的生产过程中，会经常遇到非同一种类的零部件，这时，便需要自动化机械设备的程序化较强，在对自动化机械设备制造的过程中，必须严格按照自动化机械设备的设计图纸进行制造和核对，保证成品的加工标准在规定的范围内。

7.2 协调性

自动化机械设备的设计研发和制造是有不同的部门来完成的，所以要保证自动化机械设备的质量，就需要各工作人员之间加强沟通，互相配合。

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。

机械制造行业如果想要一直保持着自己优势地位，就必须不断改革和创新，重视计算机技术在机械制造中的发展，培养优秀的数控人才，提高企业的劳动生产率，降低各物料投放的生产成本，看准时机抢占市场，在自动化机械的风波中保持前行。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。

参考文献

[1]马庆刚.浅论自动化设计在机械设计发展中的应用 [J]. 山东工业技术，2016，（5）：50-50.

[2]刘荣光.浅谈自动化技术在机械设计中的应用 [J]. 中国高新技术企业，2016，（18）：42-43.

[3]张红兵.浅论机械设计制造及其自动化的发展方向[J].工程技术：引文版》：00277.

[4]蔡祖强，陈巧虹，胡术桃.浅论自动化机械设备设计研发与机械制造 [J]. 价值工程，2018，（07）.

[5]林峰. 自动化机械设备设计研发与机械制造创新研究[J].企业技术开发，2014，33（9）：18-19.

（作者单位：北京笔克展览展示有限公司）