馬小潭
(鄭州電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院,河南 鄭州 451450)
工業(yè)是強國之本,在工業(yè)生產(chǎn)中,各種機械設(shè)備是不可或缺的重要組成部分之一。近年來,隨著我國加大了機械設(shè)備相關(guān)方面的研究力度,研制開發(fā)出很多種類的自動化機械設(shè)備,由此為工業(yè)生產(chǎn)效率的提升提供了強有力的設(shè)備支撐。在對自動化機械設(shè)備進行設(shè)計研發(fā)的過程中,除了要滿足客戶的實際需要之外,還應(yīng)當使機械設(shè)備的優(yōu)勢得以最大限度地發(fā)揮,這是非常重要的一點,必須予以足夠的重視。借此,本文就自動化機械設(shè)備設(shè)計研發(fā)與機械制造展開淺談。
在企業(yè)生產(chǎn)中,自動化機械設(shè)備已經(jīng)成為企業(yè)提高生產(chǎn)率的重要保障。通過引入自動化機械設(shè)備,不僅能夠縮減生產(chǎn)人員配備數(shù)量,而且還能夠降低企業(yè)生產(chǎn)成本支出。相比較傳統(tǒng)機械設(shè)備而言,自動化機械設(shè)備可量化各項評價測量指標,降低生產(chǎn)產(chǎn)品的誤差,為企業(yè)節(jié)省材料用量,提高產(chǎn)品合格率。同時,自動化機械設(shè)備在加工材料時的精確度更高,實現(xiàn)了可控數(shù)據(jù)化管理,提升了生產(chǎn)管理效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
自動化機械設(shè)備具備實時監(jiān)控功能,能夠自動化記錄機械設(shè)備運行中產(chǎn)生的數(shù)據(jù),并對以獲取的數(shù)據(jù)信息進行分析,診斷機械設(shè)備是否存在故障隱患,并進行自動化維護。同時,設(shè)備管理人員和使用人員還能夠?qū)崟r了解自動化機械設(shè)備的運行情況,為制定安全生產(chǎn)預(yù)案提供可靠依據(jù),有效防范安全事故的發(fā)生。此外,自動化機械設(shè)備具備安全監(jiān)測系統(tǒng),能夠?qū)ψ陨磉\行的安全性進行檢查,將機械設(shè)備安全風(fēng)險降至最小化。
傳統(tǒng)機械設(shè)備常重視產(chǎn)品生產(chǎn)制造,而忽視了材料用量、人工成本的控制,導(dǎo)致傳統(tǒng)機械設(shè)備在降低企業(yè)生產(chǎn)成本中未能發(fā)揮出應(yīng)有的作用,不利于企業(yè)實現(xiàn)節(jié)源的目標。而自動化機械設(shè)備具有高度精密性,可優(yōu)化生產(chǎn)材料配置,使生產(chǎn)材料得到最大程度應(yīng)用,減少材料浪費現(xiàn)象。同時,自動化機械設(shè)備可減輕工人的工作量,減少工人操作和監(jiān)控自動化機械設(shè)備運行的時間,從而能夠適當削減工人數(shù)量,降低企業(yè)工資支出總額,全面提升企業(yè)生產(chǎn)的自動化水平。
自動化機械設(shè)備設(shè)計之前要制定規(guī)劃方案,明確設(shè)計流程,規(guī)范每一項流程的具體實施,使自動化機械設(shè)備設(shè)計的全過程體現(xiàn)出專業(yè)化、標準化的特點,從而為自動化機械設(shè)備的研發(fā)提供可靠依據(jù)。自動化機械設(shè)備設(shè)計研發(fā)流程如圖1。
圖1 自動化機械設(shè)備設(shè)計研發(fā)流程示意圖
在具體設(shè)計中,除了要嚴格依據(jù)標準的流程進行操作之外,還要結(jié)合機械設(shè)備的使用環(huán)境確定數(shù)量、尺寸以及標識,避免出現(xiàn)設(shè)計偏差。設(shè)計人員要通過大量試驗突破自動化機械設(shè)備的關(guān)鍵性技術(shù),檢測機械設(shè)備設(shè)計是否符合國家相關(guān)標準要求。
在自動化機械設(shè)備設(shè)計中要以安全性原則為前提,一方面保障設(shè)計研發(fā)過程的安全性,另一方面保障零部件的安全性。機械設(shè)備設(shè)計研發(fā)會使用大量的機械,這些機械的使用帶有一定風(fēng)險性,要求設(shè)計研發(fā)人員必須注意人身安全,避免發(fā)生機械操作中的安全事故。同時,設(shè)計研發(fā)人員還要嚴格把控自動化機械設(shè)備的零部件質(zhì)量,對其質(zhì)量進行反復(fù)檢驗,要求各個零部件必須達到質(zhì)量標準,避免在零部件使用過程中出現(xiàn)開裂、變形等現(xiàn)象,進而影響到機械設(shè)備的整體設(shè)計研發(fā)效率。
自動化機械設(shè)備設(shè)計要體現(xiàn)先進的技術(shù)性,按照相關(guān)設(shè)計規(guī)范保證技術(shù)得以有效應(yīng)用。在機械設(shè)備動態(tài)設(shè)計與靜態(tài)設(shè)計中均要遵循技術(shù)性原則,以動態(tài)技術(shù)標準為例,機械設(shè)備設(shè)計要滿足動態(tài)運行功能,包括抗磨損性、熱平穩(wěn)性等指標必須體現(xiàn)先進的技術(shù)性。同時,在靜態(tài)技術(shù)標準設(shè)計中,機械設(shè)備的電流、功率、強度、使用壽命等靜態(tài)指標必須達到技術(shù)標準。所以,在自動化機械設(shè)備設(shè)計中,要從各個方面入手考慮機械設(shè)備運行問題,使機械設(shè)備引入先進的科學(xué)技術(shù),提高機械設(shè)備的自動化水平和科技含量。
機械設(shè)備安裝調(diào)試質(zhì)量與設(shè)備運行效果有著密切關(guān)系,在機械設(shè)備調(diào)試期間,設(shè)計人員要親自到現(xiàn)場進行指導(dǎo),對機械設(shè)備的安全調(diào)試過程進行監(jiān)督,及時處理安裝調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的問題。在安裝調(diào)試過程中,設(shè)計人員要觀察機械設(shè)備的運行參數(shù),判斷參數(shù)是否在設(shè)計值范圍內(nèi)。以三相步進電機驅(qū)動器的電氣參數(shù)為例,輸出相電流為3A~5.8A,供電電壓為24~40V,控制信號輸入電流為6~20mA,并且還在設(shè)計圖紙中明確了電機驅(qū)動器的開關(guān)功能及其相應(yīng)參數(shù)。在機械設(shè)備調(diào)試階段,設(shè)計人員要確保機械設(shè)備的電氣參數(shù)都是在設(shè)計允許值范圍內(nèi)。此外,技術(shù)人員要與設(shè)計人員共同參與機械設(shè)備安裝調(diào)試工作,遇到問題要及時溝通解決。在安裝調(diào)試結(jié)束后,要根據(jù)設(shè)計圖紙和設(shè)備說明書對機械設(shè)備使用人員、運維人員進行技術(shù)培訓(xùn),以保證自動化機械設(shè)備投入生產(chǎn)后始終處于高效率運行。
在設(shè)計制造自動化機械設(shè)備時,必須以科學(xué)合理制定設(shè)計研發(fā)方案為前提,在設(shè)計研發(fā)方案的指導(dǎo)下嚴格把控機械設(shè)備制造質(zhì)量。在自動化機械設(shè)備制造環(huán)節(jié),設(shè)計部門要與加工部門保持溝通聯(lián)系,根據(jù)加工圖紙和設(shè)計方案加工零部件,保證零部件達到設(shè)計要求。在機械設(shè)備制造過程中,設(shè)計部門要對零部件加工進行全程監(jiān)督,對加工部門給予技術(shù)指導(dǎo),并針對制造過程中遇到的問題,及時與加工部門研討解決方案,進一步優(yōu)化加工技術(shù),確保零部件的加工精度符合設(shè)計要求。設(shè)計部門要輔助加工部門實現(xiàn)加工技術(shù)創(chuàng)新,共同改良現(xiàn)有加工技術(shù),不斷提高自動化機械設(shè)備的加工制造技術(shù)水平,保證機械設(shè)備的制造質(zhì)量。
自動化技術(shù)是機械設(shè)備設(shè)計研發(fā)的重要方向,在設(shè)計研發(fā)過程中,技術(shù)研發(fā)人員要運用計算機技術(shù)提高設(shè)計研發(fā)水平,不斷改善機械設(shè)備技術(shù)性能。機械設(shè)備的制造技術(shù)具體包括集成性技術(shù)、精細化技術(shù)和數(shù)字化技術(shù),都要以計算機技術(shù)為支撐。如機器學(xué)習(xí)、認知計算、機械智能是人工智能的未來研究重點,海量數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)分析是大數(shù)據(jù)技術(shù)的研究重點。當前,人工智能與大數(shù)據(jù)被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè),為各行各業(yè)帶來了技術(shù)革新,由此可見計算機技術(shù)對社會生產(chǎn)生活的影響力。為此,在自動化機械設(shè)備設(shè)計研發(fā)中也要引入人工智能技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù),大幅度提升機械設(shè)備設(shè)計的技術(shù)水平。這就要求設(shè)計人員和技術(shù)研發(fā)人員必須掌握先進的計算機技術(shù),利用計算機技術(shù)輔助自動化機械設(shè)備的設(shè)計與制造,實現(xiàn)機械設(shè)備的技術(shù)創(chuàng)新,不斷改良設(shè)計產(chǎn)品的性能,提高機械設(shè)備的設(shè)計水平。
自動化機械設(shè)備的研發(fā)與制造要不斷提高技術(shù)水平和設(shè)計研發(fā)人員的專業(yè)素質(zhì),建設(shè)一支專業(yè)的科研技術(shù)團隊,促使企業(yè)自動化機械設(shè)備研發(fā)水平的快速提升。企業(yè)要對技術(shù)研發(fā)人員開展定期或不定期培訓(xùn),實施人才培養(yǎng)機制和考核激勵機制,不斷提高技術(shù)研發(fā)人員的設(shè)計研發(fā)積極性。企業(yè)要對自動化機械設(shè)備設(shè)計研發(fā)工作中表現(xiàn)突出的技術(shù)人員給予物質(zhì)激勵,在科研技術(shù)團隊中樹立典型,使其成為設(shè)計研發(fā)工作中的學(xué)習(xí)榜樣。此外,企業(yè)還要重視對自動化機械設(shè)備的養(yǎng)護與維修工作,最大程度延長專用設(shè)備的使用壽命,提高機械設(shè)備的運行效率,節(jié)省機械設(shè)備的運維成本。
綜上所述,自動化機械設(shè)備的設(shè)計研發(fā)和制造是一項較為復(fù)雜且系統(tǒng)的工作,由于其中涵蓋的內(nèi)容較多,一旦某個環(huán)節(jié)或是細節(jié)出現(xiàn)問題,都可能對自動化機械設(shè)備的功能、性能及質(zhì)量造成影響。為此,在對自動化機械設(shè)備進行設(shè)計研發(fā)的過程中,應(yīng)當遵循標準化、技術(shù)性和安全性的原則,同時在機械設(shè)備制造中,要了解并掌握相關(guān)的要點,采取有效的措施,確保制造質(zhì)量。只有這樣,才能使設(shè)計研發(fā)的自動化機械設(shè)備的應(yīng)用優(yōu)勢得以最大限度地發(fā)揮。