非標(biāo)自動化設(shè)備的結(jié)構(gòu)選擇與安全

1、非標(biāo)自動化設(shè)備的結(jié)構(gòu)選擇與安全摘要：伴隨時代的不斷進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，國家推行自動化技術(shù)研發(fā)的 腳步也逐漸加快，非標(biāo)自動化設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生。非標(biāo)自動化設(shè)備可以應(yīng)用在很多自 動化生產(chǎn)線上，提高生產(chǎn)效率，減少人工開支，進(jìn)而為生產(chǎn)企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì) 效益。但同時，非標(biāo)自動化設(shè)備的性能要求也十分嚴(yán)謹(jǐn)，結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，因此工 程師們既要為精簡設(shè)計加快生產(chǎn)步伐，也要考慮到設(shè)備的可升級與改造性。文章 就此闡述非標(biāo)自動化設(shè)備為達(dá)到使用要求，應(yīng)如何優(yōu)化設(shè)計結(jié)構(gòu)選擇和加強(qiáng)安全 保護(hù)。關(guān)鍵詞：非標(biāo)自動化；機(jī)械設(shè)計；簡易結(jié)構(gòu)；安全保護(hù)；設(shè)計結(jié)構(gòu)選擇引言隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對社會的貢獻(xiàn)不一而論。就一般的企業(yè)

2、而言，自動化設(shè)備的應(yīng)用進(jìn)一步提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率，而提高企業(yè)生產(chǎn)效率所 帶來的效應(yīng)則是推動了我國社會的進(jìn)步，自動化設(shè)備的重要性不言而喻。正是由 于自動化設(shè)備給企業(yè)帶來的諸多優(yōu)勢，自動化設(shè)備也在各企業(yè)的生產(chǎn)工作中得到 了廣泛的應(yīng)用。1非標(biāo)自動化設(shè)備概述非標(biāo)自動化設(shè)備，顧名思義就是指根據(jù)客戶需求定制的非標(biāo)準(zhǔn)類的自動化設(shè) 備。同樣屬于自動化領(lǐng)域，功能是按企業(yè)用戶工藝要求而量身設(shè)計、定制的自動 化機(jī)械設(shè)備，其操作便捷、靈活性強(qiáng)，功能可按用戶的要求而添加，升級、改造 空間較大。目前其在工業(yè)、電子、醫(yī)療、衛(wèi)生以及航空航天等領(lǐng)域的應(yīng)用均較為 廣泛。近年來，伴隨市場需求的不斷提升，越來越多的企業(yè)因逐利而紛紛進(jìn)

3、入這 一市場，非標(biāo)自動化設(shè)備的生產(chǎn)如火如荼，用戶需求的差異、工藝要求的區(qū)別、 生產(chǎn)技術(shù)水平的參差不齊等都對非標(biāo)自動化設(shè)備的性能產(chǎn)生直接的影響。因此， 加強(qiáng)非標(biāo)自動化設(shè)備的設(shè)計研究，優(yōu)化其結(jié)構(gòu)選擇并不斷提升其安全性能，對工 業(yè)企業(yè)的健康、可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。2現(xiàn)階段非標(biāo)自動化設(shè)備的設(shè)計目前非標(biāo)自動化設(shè)備的設(shè)計使用方法多是利用標(biāo)準(zhǔn)配件及專用設(shè)計的零件配 合拼裝，以達(dá)到來料半成品或單獨(dú)元器件逐一自動組合，形成成品或者拆分篩選。 標(biāo)準(zhǔn)配件的選擇多種多樣，如：影像系統(tǒng)；六軸、四軸關(guān)節(jié)機(jī)器人；各種形式的 電缸；驅(qū)動部件多用為伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、調(diào)速電機(jī)；傳動用的同步帶、絲杠 滑軌；氣動配件等等。

4、最常用的是氣動配件的組合；非標(biāo)的結(jié)構(gòu)多種多樣，但萬 變不離其宗，都須遵循機(jī)械基礎(chǔ)原理進(jìn)行力學(xué)的評估、工藝路線的考慮、組裝調(diào) 試的方便性和維修的簡易性，但無論性能設(shè)計多好的自動化設(shè)備，保證操作人員 的人身安全防護(hù)都是首要。在工藝精益求精的情況下，能達(dá)成同一結(jié)果的方案有 多種，因此應(yīng)選擇性價比高的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)先。以高效拔釘機(jī)為舉例：產(chǎn)品為鋁合 金件，它的三個方向：無規(guī)律的左、下、右分別有8+4+8共20個牙孔未攻牙， 客戶將來料半成品尺寸已加工到位，需進(jìn)行陽極表面處理，但處理的同時化學(xué)原 料會將牙孔一同處理，尺寸就無法保障。這種狀態(tài)下，客戶工藝流程增加膠釘插 于孔內(nèi)，表面處理過后再將三個方向的膠釘拔

5、出，原生產(chǎn)線員工將其拔出的工作 量較大，產(chǎn)能不高，且拔出時不注意則膠釘斷于孔內(nèi)造成返工，每個產(chǎn)品20粒 膠釘，每秒1粒拔出的時間共20秒，7名生產(chǎn)線員工專門進(jìn)行拔釘。假如客戶提 出加大產(chǎn)量、提高速度的要求時，初步分析，因產(chǎn)品異形，客戶允許一人操作取 放，結(jié)構(gòu)選擇三種形式：（1）做一工裝，將產(chǎn)品固定，仿人工動作使用七臺標(biāo) 準(zhǔn)六軸機(jī)器人，在第六軸處安裝一夾子，編輯程序，分別從產(chǎn)品三個方向抽出20 粒膠釘放于膠釘盒內(nèi)，速度約1秒/粒，可達(dá)到相同人工速度；（2）使用三組X、 Y、Z電缸進(jìn)行三方向疊加，每組Z軸安裝一夾子，編輯程序，分別同時從產(chǎn)品三 個方向抽出20粒膠釘，因同步進(jìn)行，時間縮短至8秒，三臺

6、設(shè)備可達(dá)到相同人 工速度；（3）利用簡易的結(jié)構(gòu)傳動知識，設(shè)計每粒膠釘位一組夾子，每組夾子 為獨(dú)立夾緊機(jī)構(gòu)（內(nèi)部為杠桿力臂），四組夾子的杠桿力臂由一個氣缸傳動，三 個方向則：左邊8粒，8個夾子加兩個動力氣缸，下邊4?？臻g窄，4個夾子加 兩個動力氣缸，右邊8粒，8個夾子加兩個動力氣缸完成夾持動作，加之三個方 向一組合理力度的主推氣缸分別推出，就順利完成20粒膠釘/3秒時間同步一次 拔出工作，以吹氣將膠釘吹至導(dǎo)向管下滑至存料箱，一臺設(shè)備大于7人工作速度， 且只需更換夾子固定座，即可兼容相接近型號的產(chǎn)品。以上述三種方式設(shè)計非標(biāo) 結(jié)構(gòu)方式，均可以達(dá)到使用效果，第1種（機(jī)器人），第2種（機(jī)械臂），然而 第

7、3種則采用單片機(jī)式PLC控制幾個小氣缸就完成所需任務(wù)，且運(yùn)動幅度小，只 需保護(hù)板即完成安全防護(hù)，由效率、成本、安全考慮，第3種結(jié)構(gòu)，性價比較高， 且效果理想。在競爭激烈的環(huán)境下，結(jié)構(gòu)簡易、效率高的非標(biāo)自動化設(shè)備將成為 市場主流。3非標(biāo)自動化設(shè)備的安全性在注塑、電子、組裝等行業(yè)，設(shè)計的非標(biāo)自動化設(shè)備工作原理和產(chǎn)品各有不 同，但生產(chǎn)使用過程中若出現(xiàn)工傷，將會給企業(yè)帶來一定的損失。若設(shè)備性能優(yōu) 異，但無安全保護(hù)的情況下，人員誤觸造成傷害，勢必停機(jī)整頓。所以在非標(biāo)自 動化設(shè)備完成設(shè)計后，均需考慮增加安全防護(hù)，如安全門、光幕、雙手安全開關(guān)、 急停應(yīng)急按鈕等，一旦操作人員產(chǎn)生誤觸，設(shè)備應(yīng)無法啟動或緊急停止

8、，第一時 間保護(hù)人員安全。4非標(biāo)自動化設(shè)備的管控機(jī)械設(shè)計是一項精密性和專業(yè)性很強(qiáng)的工作，工作人員必須具有強(qiáng)烈的責(zé)任 心，充分考慮到多方面的影響因素，不斷優(yōu)化和改進(jìn)機(jī)械設(shè)計、結(jié)構(gòu)及加工工藝， 才能更好地保障機(jī)械設(shè)計加工零件的質(zhì)量。設(shè)備設(shè)計完成后進(jìn)行細(xì)微改良是必不 可少的，但設(shè)計時需要考慮周到全面，結(jié)構(gòu)傳動越少，出現(xiàn)返修的幾率也會相對 降低。面對國家扶持的方向，在保證質(zhì)量的前提下，逐步將簡易結(jié)構(gòu)利用多組拼 裝，將形成非標(biāo)全自動化設(shè)備，以節(jié)約的理念為基礎(chǔ)，選擇最適合的結(jié)構(gòu)達(dá)成高 能效的新式產(chǎn)品。節(jié)約了機(jī)構(gòu)用料就等于節(jié)能，比如：一臺機(jī)器人所用的電功耗 遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于一個小小電磁閥的功耗，所以在環(huán)保意識深入人

9、心的社會，對于非標(biāo)自 動化設(shè)備設(shè)計來說，在滿足使用條件、保證質(zhì)量提前下，運(yùn)用節(jié)能和綠色設(shè)計為 基礎(chǔ)理念，利用簡易結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)，可以減少后期維護(hù)，實現(xiàn)資源利用的最大化 和設(shè)備功能的便捷性。傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計模式已經(jīng)不能滿足人們的需求，非標(biāo) 訂制的機(jī)械設(shè)計理念也隨之提出。非標(biāo)自動化設(shè)備設(shè)計結(jié)合了力學(xué)、材料、加工 工藝、電氣、美學(xué)等多門學(xué)科，設(shè)備分類較多，均是以特定物件、材料進(jìn)行加工、 組裝、排列、拆分等為主。其可以根據(jù)客戶特定要求制定具體的方案，在設(shè)計中 不斷更新改善設(shè)備結(jié)構(gòu)，更容易適應(yīng)新時代自動化高新項目的發(fā)展。結(jié)語現(xiàn)代設(shè)計的特點(diǎn)是面向用戶提高所需工序的加工、組裝效率和安全保護(hù)而設(shè) 計，不僅要實現(xiàn)產(chǎn)品的基本功能，更應(yīng)體現(xiàn)人性化和安全保護(hù)的設(shè)計理念。通過 高效拔釘機(jī)的設(shè)計制造，可以充份體現(xiàn)設(shè)計者水平及設(shè)計方案能直接影響非標(biāo)自 動化設(shè)備的后期維護(hù)，設(shè)計中的防護(hù)設(shè)置也直接影響使用人員的安全。所以企業(yè) 想要在激烈環(huán)境中尋求可持續(xù)發(fā)展及提升國內(nèi)非標(biāo)自動化設(shè)備設(shè)計在市場上的競 爭力，應(yīng)緊跟潮流的步伐，提升設(shè)計人員的設(shè)計水平，從研發(fā)技術(shù)、結(jié)構(gòu)選擇、 工藝管理、安全