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摘要：非标设备是指在设计制造方面不是按照国家颁布的统一的行业标准和规格制造的，而是依据自身用途需要自行设计、制造，不在国家设备产品目录内且没有形成标准的非通用性设备。非标设备通常是小批量生产，其设备量较标准设备相差很多，但非标设备品种繁多、功能多样，各行各业均有需求，设计的难度也较大。本文探讨了如何做好非标自动化设备的设计。
关键词：非标设备；自动化设备；设计
随着市场竞争的日趋激烈，劳动力成本增加，国内各工业企业争相开展设备技术革新，以微机控制的先进自动化设备取代传统设备。这其中，非标自动化设备发挥着不可替代的重要作用，非标自动化设备的市场需求量也呈逐年上涨的态势。因此，加强非标自动化设备的设计研究，提高非标自动化设备的设计质量，对于工业企业的健康发展具有十分重要的意义。
一.非标自动化设备设计流程
非标自动化设备的设计流程如下：（1）确定产品开发项目：明确顾客需求，如产品的生产工艺、产品的质量要求、产能要求、作业环境等；（2）分析产品：了解产品生产工艺，了解产品各方面尺寸要求及来料情况，与客户沟通产品生产过程中的注意事项及相关的技术参数；（3）拟定方案：经工程技术人员讨论、分析后，初步制定设备方案，得出设备的整体及局部示意图、各机械机构、电气控制系统、动作流程等；（4）方案审核：组建方案审核小组，对设备的可行性、制造成本、产能等进行客观评估；（5）方案修改：对审核过程中发现的问题进行切实修改；（6）客户确定设计方案：将方案交由客户审核，根据客户意见，确定最后的设备方案；（7）设计开发：由技术部安排工程师进行机构设计，作出机器装配图、零件图，选出执行元器件、电控配件，并列出加工零件清单和标准件请购单，整理操作说明书；（8）由电气工程师确定自动机械的控制方案，绘制控制系统原理图，进行总体方案可行性分析等。
非标自动化设备设计包括6个基本要素：1.材料；2.加工工艺；3.材料力学；4.机架与机构；5.零件之间的关系；6.制图。
非标自动化设备设计思路也包括6个基本要素：1.上料；2.送料；3.分料；4.传料；5.动作执行；6.动作方式。
用逻辑思路简图表示为：
二.如何做好非标自动化设备的设计
非标自动化设备虽然没有标准设备量大，但品种繁杂，五花八门，服务于各种各样的部门。当今社会科学迅猛发展，新技术革命对机械设计提出了更高的要求。由于非标准自动化设备的品种繁杂，设计工作的难度更大。这就要求非标准设计工程师必须具有良好的专业素质，有宽广的知识面，有良好的变通性和独创性，善于举一反三，能有较多的点子，有独出心裁的见解，能将别的机构移植并融汇贯通在自己的设计意图中。（1）非标设备的生产都是以单件进行小批量生产，对相关的设计人员，有着经验和技术上的要求。非标设备在设计方面，主要采用非标设备中国标准体系，遵循“一次薄膜应力或最大直接应力不得超过许用应力”的原则，在安全系数上非标设备的设计主要考虑应力集中及其类型、应力评估方法的复杂程度、材料的不均匀性、几何因素、焊接接头中存在的缺陷等因素。（2）在非标设备的设计上，首先，在标准零部件的选择上，尽量采用成品件，以便有效降低非标产品在原材物料消耗、管理费用、成品率等方面的成本。采用成品件还能使设备在投入市场后有更好的可靠性能，延长设备的设计制造周期，提高设计效率。其次，非标设备的设计，还要在满足工艺设计条件的基础上，认真研究设备的技术方案，确定先进、合理且运行稳定的非标设备。最后，在非标设备的设计中，还应秉承人性化的设计理念，反复衡量设备的使用是否符合工人的使用习惯，多注意细节问题。（3）在进行非标设备的设计工作时，除了要考虑设计是否满足客户和生产需求外，还要考虑非标设备的结构是否合理，是否安全稳定、易于加工制造和安装维护，为此，设计人员要严格执行有关标准规范，全面了解非标设备的工艺要求、物理参数以及功能等，还要进行多方案的比选，以确定最佳方案。另一方面，设计人员要重视非标设备零部件设计的合理性，在进行设计时，要校核零件是否满足刚度、强度等方面的要求，还要合理选择零件的材料、配合种类以及加工方法。（4）在设计工作中实现标准化，是促进设计工作顺利开展、利于引进和吸收国外先进技术的体制前提。设计工作的优良与否，直接关系到非标设备的水平和质量。标准化的设计工作要拟定严格的设计程序，有条理地进行论证技术方案、设计施工图纸、审查工艺性能和标准化程度等。在图样及设计文件的标准化上，要校核其是否符合国家相关规定。对名词、术语、符号、幅面、格式、名称、代号等方面仔细审查严格，贯彻设计工作的相关标准和规范。（5）做好非标设备的设计，不仅要考虑到工艺及技术问题，还应优先重视其效果和效益，将它们作为判断非标设备成功与否的主要标准。非标设备设计出的东西要方便维修，方便加工，设计时要考虑加工问题，比如尽量不要在圆弧面上钻孔，如果一定要钻，要么通过中心，要么先加工平台再钻孔。对非标设备设计出的产品分部件、零件在市场上询价，配件尽量采用通用件，方便检修互换。
三、运用soildworks三维软件进行设计
Soildworks具有功能丰富、创新性强、操作简便等优点，通过soildworks可以提供多种非标自动化设备的设计方案，减少设计失误，提高设计质量。借助Soildworks的实体扫描、放样、尺寸驱动、三维立体造型等功能，结合拉伸、旋转、扫描等操作，可以自动生成设备零部件的三维模型，对需要的零件进行应力应变情况的初步分析，还可以很方便地对此模型进行尺寸修改。还可制作成三维动画仿真，直接可模拟出各动作也可计算出零件之间的干涉等。Soildworks可以绘制各种复杂的零部件，还可以在2D图样和3D立体图之间进行灵活切换，同时还可以将3D立体图以三视图的形式打印出来。在应用Soildworks进行设计时，设计人员可以将主要精力放在方案结构设计上，这使得设备方案的设计及修改流程大为简化，并大大提高了零部件结构的安全性、可靠性。
四、案例分析
在市场竞争日趋激烈，用工成本越来越高的环境下，如何降低生产成本，提高产品质量成为每个企业都必须思考的问题。在有机硅行业现有一客户在玻璃胶生产中想进行自动灌装，客户瓶子盖子如下：
然后再组建方案审核小组对设备的可行性、制造成本、产能等进行客观评估；在审核过程中发现的一些问题要及时的进行修改；其次将方案交由客户审核，再根据客户的意见对方案进行修改。方案定下来后再由技术部安排工程师完善每个机构，作出设备的装配图、零件图、工程图，选出执行元器件及电控配件，并列出零件清单及外购件清单，整理好操作说明书；最后即可投料生产。
五、结语
综上所述，非标自动化设备在各行业中有着十分广泛的应用，其设计质量对工业企业乃至国家经济的发展具有重要影响。因此，必须加强非标自动化设备的设计研究，通过提升设计人员的设计水平、注重设计的合理性、加强设计的标准化、提高设计的易用性、采用先进的soildworks设计等措施，提高非标自动化设备设计水平，使其在国民经济发展中发挥更大的作用。
参考文献：
[1]李文广.浅谈非标设备的设计与制造{J}，化学工程与装备．2010
[2]刘竺英.浅析非标设备设计制造要点{J}．科技资讯．2009
[3]闫兴强.试论小型非标机电设备的设计{J}，中国科技博览2015.