1、浅论自动化机械设备设计研发与机械制造摘要：机械制造及自动化技术是一项应用计算机及其外围设备协助工程技术人员完成产品设计和制造的新兴技术。为设计院所、机械制造、轻工汽车、等行业，开展机械制造技术和计算机应用技术复合的工作，如机械产品的计算机辅助设计与制造、计算机辅助产品造型、计算机辅助工艺过程管理和数控技术等。随着社会对产品多样化、低制造成本及短制造周期等需求日趋迫切,FMS 发展颇为迅速,并且由于微电子技术、计算机技术、通信技术、机械与控制设备的发展。 关键词：机械制造规模；机械设备；设计；问题 中图分类号：TV52 文献标识码：A 文章编号： 引言 机械设备的设计研发工作是企业创新工作的一个
2、重要组成部分，无论是新产品的制造，还是新技术的实施，都要有新的机械设备的支持。使机械设备的设计研发工作科学，合理，规范地展开，促进技术创新整体水平的提高，因此，很有必要对机械设备设计研发的过程展开讨论，由于在国民经济中，产品生产类设备占有很大比重。 、 1 自动化机械制造规模 1.1 按规模大小 FMS 可分为如下 4 类 (1)自动化制造单元。FMC:的问世并在生产中使用约比 FMS 晚 68年,它是由 12 台加工中心、工业机器人、数控机床及物料运送存贮设备构成,具有设置应加工多品种产品的灵活性。FMC 可视为一个规模最小的 FMS,是 FMS 向廉价化及小型化方向发展和一种产物,其特点是
3、实目单机自动化化及自动化,迄今已进入普及应用阶段。 (2)自动化制造系统。通常包括 4 台或更多台全自动数控机床及人工中心与车削中心等,由集中的控制系统及物料搬运系统连接起来,可在不停机的情况下实现多品种、中小批量的加工及管理。 (3)自动化制造线。它是处于单一或少品种大批量非自动化自动线与中小批量多品种 f:MS 之间的生产线。其加工设备可以是通用的加工中心、CNC 机床,亦可采用专用机床或 NC 专用机床,对物料搬运系统自动化的要求低于 FMS,但生产率更高。 (4)自动化制造工厂。FMt 是将多条 FMS 连接起来,配以自动化立体仓库,用计算机系统进行联系,采用从订货、设计、加工、装配、
4、检验、运送至发货的完整 FMS。它包括了 CAD/CAM,并使计算机集成制造系统(C1MS)投入实际,实现生产系统自动化化及自动化,进而实现全厂范围的生产管理、产品加工及物料贮运进程的全盘化。FMF 是自动化生产的最高水平,反映出世界上最先进的自动化应用技术。它是将制造、产品开发及经营管理的自动化连成一个整体,以信息流控制物质流的智能制造系统 IMS)为代表,其特点是实现工厂自动化化及自动化。 2 机械设计的过程 2.1 机械设备设计研发的目的。机械设备设计研发的目的归纳起来讲，就是根据用途和实际需要，设计研发出能有效地实现一种或多种功能的机械装备，满足社会的需求。 2.2 机械设备设计研发的
5、基本步骤。一般来说，机械设备设计研发应按如下步骤进行： （1）需求申机械设备的设计研发，首先必须有需求，由需求者提出申请。 （2）需求的确认：机械设备的需求申请必须由主管部门或领导确认并批准。 （3）设计研发任务书的下达：机械设备的需求申请被确认批准后，必须将需求申请中的具体要求细化成设计研发任务的内容和要求，使设计研发者明确任务及目标，便于组织实施，并将任务书下达到承担任务的部门。 （4）组建设计研发项目组：承担设计研发任务的部门收到设计研发任务书后，应根据任务书的内容、要求，选配适当的各类专业人员，组成设计研发项目组，并明确项目组成员的各自责任。 （5）初步确定方案：设计研发项目组根据设计
6、任务书，组织对设计研发方案的讨论，并形成最初的设计方案。如果是大型或成套的机械设备，应先进行小样机或关键功能部件的方案设计。 （6）方案草图的设计（形成总图及部分主要部件图）：根据初步拟定的方案，有关人员进行相关部分的草图设计。 （7）设计方案草图的评审：设计草图完成后，项目组应再次组织相关人员对设计方案展开评审，对方案的关键环节和主要部分的合理性进行深入研讨，并综合各方面的建议和意见，形成修改方案。 （8）方案修改、正式设计：根据修改方案，对原设计方案进行修正，并开展正式设计。 （9）图纸审核、批准：设计完成后，由相关人员进行审核，经领导批准后正式出图。 （10）交付加工制造：图纸设计完成后
7、，交付加工单位加工制造之前，要与加工制造单位针对图纸做深入沟通，对图纸上的一些疑问进行磋商，确保加工制造单位对设计思路和要求有较清楚的认识，并且便于施工。 （11）跟踪加工制造过程：图纸交付加工后，设计人员应与加工制造单位保持经常性的沟通，及时了解加工进度及遇到的问题，除了对出现的问题做出及时反应外，还应对问题做好详细记录，以备今后查阅和参考。 （12）机械设备的验收：机械设备加工制造完成后，设计人员应到加工制造单位进行设备验收，尽可能让机械设备进行连续试运转，观察其运行动作和可靠性是否达到设计要求，发现问题要求加工制造单位及时纠正。验收合格后，方能允许发货，以避免设备到达安装场地后发现问题难
8、以处理。 （13）机械设备的安装、调试：机械设备到达安装现场后，设计人员应亲临现场，对设备安装、调试的全过程进行监控、跟踪和技术指导，这一时期的工作对于设计人员来说既很重要也非常必要。可以说，安装、调试阶段的工作质量，对机械设备的最终使用效果起着极为重要的作用。（14）试产鉴定：机械设备安装、调试完成后，设计人员与生产管理人员共同组织机械设备的试产，并对其使用效果进行评价和鉴定。如果达到使用要求，交付使用;如未达到要求，需找到原因，采取措施，修正调试后再行试产，直至满足要求。如果是小样机或关键部件的研制，此步骤完成后，应当对此前的整个过程进行认真总结，并提出中试设备的改进设计方案，进入新一轮中
9、试设备的研制。如果有必要，也可再进行一轮样机及关键部件研制试验。 （15）交付使用：机械设备试产达标后，设计人员必须整理出机械设备操作、工艺、维护的相关图纸和资料交付使用部门，并对机械设备的使用、操作人员进行必要的培训，在此基础上，机械设备才能正式交付使用。 3 设计研发的方法及需要注意的问题 在设计研发程序的执行过程中，每个阶段都有自己的工作重点，都应正确把握方法，确保设计研发取得良好的效果。在整个过程中特别要注意系统性、科学性和合理性。 3.1 研制阶段的工作方法及需要注意的问题。研制阶段是设计方案实现的基础阶段，机械设备制造质量的高低，直接影响到能否取得设计的预期效果，甚至影响到设备能否
10、正常使用。在此阶段，除了制造加工的承担单位应当注意严格按照图纸设计要求合理安排制造工艺外，还应当加强设计者与制造者之间的沟通。设计者应积极、主动地经常关心制造过程的情况，与制造者共同商讨合理的加工工艺方法，并虚心听取制造现场技术人员及工人的意见和建议，及时对零件结构、加工精度等做适当的调整。切不可认为：制造加工只是制造加工单位的事，与设计者无关;能否按图纸设计要求进行加工，也都是制造加工者自己的事。机械设备的设计者应当知道，对于制造能力、加工手段和加工工艺，制造加工单位最有发言权，他们的许多意见和建议，甚至判断，是很有价值的，有时是决定性的。 3.2 安装调试使用阶段的工作方法及需要注意的问题
11、。机械设备的安装调试使用阶段是设计研制过程的最后阶段，设计研制项目是否能达到预期目的，效果如何，在此阶段能见分晓。在此阶段，设计人员一定要亲临施工现场，对安装调试的全过程进行技术指导和监控，及时处理现场出现的各种技术问题。这一阶段也是设计人员积累经验、获取第一手资料的最佳阶段。机械设备设计的合理与否，哪些方面存在问题，哪些方面还有改进的必要和可能，都可以通过该阶段的工作获得答案和信息。对设计人员设计水平、处理现场问题能力的提高起着极重要的作用。安装、调试结束后，紧跟着要进行试产鉴定，通过设备实际使用效果的评价或产品质量的检验，确定机械设备是否达到使用要求。鉴定通过后，必须尽快整理出与使用、操作
12、、维护相关的机械设备的各种说明、图纸等技术资料，对操作工及维修工进行培训。同时，要注意专有技术的知识产权保护。员工培训完成、所有必须的技术资料整理齐全并交付机械设备使用部门后，机械设备便可投入使用。 结语 加入 WTO 后，我国经济融入世界经济的步伐加快，调整产业结构的国策，使我国迅速成为世界加工制造大国。随着外资企业的大量涌入，我国已成为加工制造业的重要基地之一。需要大量的机械设计制造及其自动化专业的应用型高级工程技术人才，尤其是既能利用计算机进行机械产品的辅助设计，又能应用数控技术进行制造的人才非常紧缺，有着广阔的就业前景。 参考文献 1刘晓波；机械制造技术新发展及其在我国的研发和应用 J；机械设计与制造工程；2001 年 04 期 2王毅坚, 高艺, 李颖卓；机械设计制造及其自动化专业实验；ISBN 化学工业出版社；2005
