非标机械自动化设计实例(非标机械设计实例讲解)

非标自动化开发流程和人员分工

随着社会发展，个性化的需求越来越多，设备需要升级换代，应运而生的非标自动化的兴起，什么是非标自动化？非标自动化的开发流程有哪些？主要人员怎么分工协作呢？下面一一展开叙述。

非标自动化就是指根据客户需求定制的非标准类的自动化设备。

同样属于自动化领域，功能是按企业用户工艺要求而量身设计、定制的自动化机械设备,其操作方便、灵活不单一，功能可按用户的要求而添加，可更改余地大。常用于工业、电子、医疗、卫生以及航空航天等领域。

1.产品品质要求

2.设备生产效率要求

3.设备的工作环境

4.设备的成本预算与收益

1.了解产品生产工艺

2.了解产品各方面尺寸要求及来料情况

3.与客户通产品生产过程中的注意事项

4.设备使用地点的技术参数

三、拟定方案

工程人员讨论、分析作出设备方案，方案包括：

1.设备示意图(整体示意图，局部示意图）

2.各部分机构简介

3.动作说明

4.设备技术参数

由工程人员组成审核组，对方案进行审核，审核内容包

1.设备可行性评估

2.设备成本评估

3.设备生产效率评估

4.各部分结构可行性评估

对方案中核中讨论出的可题进行整改。

设计方案交由客户，客户据需求，对方案进行最后确定

由工程部安排工程师进行机构设计，作出机器装配图、零件图(零件标注按国家标准)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，动作说明书

由工程人员组成审核组，对所设计出的图纸进行审核，审核内容包括：

(1)机器结构配合是否合理:功能性(能力和精度)、稳定性、安全性、人性化(操作的便利性)和外观性。

(2)所设计机器生产效率是否符合客户需求

(3)机器造价

(4)各部分机构应简单易于调试、维修

(5)各部分件应尽量简单易于加工

(6)各执行元件选用是否合理

1.零件加工：按零件图进行机器零件加工(零件加工必须严格按照零件图上所示，零件精度，加工工艺进行加エ，

保证件精度及零件加工工艺)。

2.采购人员按照标准件清单，联系供应商进行标准件采购

检验人员按照零件图及标准件清单，检验加工零件的尺寸精度，加工工艺，标准件的型号、安装尺寸进行检验，

合格后交由仓管人员入库

1.由装配部安排人员进行机器组装调试，装配人员按照加工零件清单及标准件清单，到仓库领取加工零件及标准件

2.装配人员严格按照装配图，进行机器组装

a)各部分零件，执行元件组装是否正确

b).各活动部件活动顺畅，无干涉

c).所有的紧固件和接头联结，确保紧固到位，联结可靠

3.工控部安排电气工程师按照动作说明书进行机器配电，机器程序编写及调试

装配人员按照客户提供的产品工程图进行机器调试，调试完成后打样，交客户确定其产品品质

1.检查所有的紧固件和接头联结，确保紧固到位，联结可靠

2.清洁设备外表，粘贴必要的标牌和标示

3.标明拆分位置，理顺拆分管线路，合理拆分设备

4.必要的防护(防锈、防潮)措施

5.准备好机器备件，操作说明书，接线图及其他技术资料。

负责整个项目的进展，组织、协调团队完成整体工作任务，与客户主要负责人员进行有效沟通关于项目实施情况等管理工作。

电气图纸设计、编制电气采购清单、程序设计包括PLC、上位机、触摸屏等、与供应商沟通有关技术问题、指导电气安装人员安装、设备调试、技术文档编制等。

机械图纸设计、编制机械采购清单、与供应商沟通有关技术问题、指导机械安装人员安装、设备调试、技术文档编制等。

根据采购清单采购电气元器件和机械标准件、管理采购合同、与工程师沟通相关采购件的周期和替代品等。

根据电气图纸安装电气元器件和配线、如有问题即时与电气工程师沟通、协助电气工程师校验设备信号完成调试等

根据机械图纸安装设备机械结构、如有问题即时与机械工程师沟通、协助机械工程师调试设备等

非标自动化设备能解决人工生产过程中效率低下或难以操作的一些复杂问题，设计非标自动化设备，其目的是为了提高企业的生产效率和产能，从而降低工人工资和人工操作过程中造成不必要损失的成本。开发设计非标自动化设备要遵守标准流程并合理组织人员，才能保质保量做出合格产品，满足客户需求。

非标机械设计问题：1按客户要求提出的设计设备，有时间节拍问题，怎么分配节拍

节拍一般是通过设备需要完成几个动作算出来的，不是分配出来的

这个计算也挺简单的，电机带动的好算，气缸推动的话，也可以根据选型册上有个估值的，而且如果你要气缸快速的话，也可以用过增加进气量，电机通过变频之类的方法提速，不过要保证设备运转正常

丝杆的话可以计算的呃，螺距大的丝杆前进快

有没有适合非标自动化设计学习参考的书籍

你好，机构类的《电子工业专用设备设计手册 自动化机构》 、《包装机械结构参考图册》、《机械设计实用机构与装置图册》

、《机构设计实用构思图册》、《自动化机构图例》（小日本的）还有一本自动上料的书名记不清了台湾人出的。涉及计算的《自动机械机构学[日]牧野 洋》、《袖珍机械公式手册(PDF完整版)》

非标自动化设备是种什么样的设备，非标自动化设备有哪些设备呢？

非标自动化设备其实就是根据客户需求定制的非标准类的自动化设备，是采用按照国家颁布的统一的行业标准和规格制造的单元设备组装而成，其操作方便、灵活不单一，功能可按用户的要求而添加，可更改余地大，不同类型客户其工艺要求均不相同，非标设备需要根据具体的使用场所，行业特征、以及用途进行独立设计，非标设备的设计没有具体的参考模型。

非标自动化设备通过设计一套自动机械机构和电气控制逻辑，将人的动作取代并集成到一起，实现自动上料、自动组装、自动测试检测，并将这些数据保存下来，可以追踪产量效率、良率、能耗等，像我们这边的非标自动化设备都是模块化设计的，这种设计最大的好处就是安装非常方便，而且有利于后期的维修养护。

非标自动化设备同样属于自动化领域，功能是按照用户工艺要求而量身设计的，所以要设计这样的设备，首先第一件事就是要知道用户对设备的要求，技术方面的参数，而一台非标自动化设备的价格也是跟这块相关，所以想要知道定制一台非标自动化设备的价格，首先得了解自己对设备的要求，非标自动化设备的由于其产品的广泛性，使其在应用中也具有广泛性，目前非标自动化设备常用于汽车、新能源、核电、工业、电子、医疗、卫生以及航空航天等领域。

非标自动化设备的分类比较模糊，其主要分类是根据客户行业进行划分的，而对于我们这边所做的非标自动化设备，可分为汽车，新能源，核电，军工，以及航空航天这几类检测设备，就拿汽车非标自动化水脉冲试验机设备来说吧，它是由介质系统、电液伺服脉冲系统、计算机控制系统、高低温环境箱、振动系统等组成，都是模块化设计，操作界面通过电脑进行设置，调整相关的数值进行试验，操作非常简单，水脉冲设备主要用于管件等的疲劳试验，广泛用于工厂、产品质量检测所、科研院校等的生产检验、开发研究等方向。

除了汽车非标自动化设备，还有新能源非标自动化设备部件及散热总成测试系统，核电非标自动化设备双轴蠕变试验装置，航天航空非标自动化设备水锤波脉冲试验机，这几台所用的自动化设备试验机就是根据客户的需求，测试的对象，测试的内容不同而定制出来的非标自动化设备，其实关于非标自动化设备的种类是非常多的，一整台汽车有那么多个零件，所用到的非标自动化设备都不一样的，汽车方面非标自动化设备，不仅仅只有水脉冲试验机，还有油脉冲试验机，液体冷热冲击试验机，气脉冲试验机，冷却水管渗透性试验机，涡轮增压脉冲试验机等。

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第一部分

1.轴套类零件

这类零件一般有轴、衬套等零件，在视图表达时，只要画出一个基本视图再加上适当的断面图和尺寸标注，就可以把它的主要形状特征以及局部结构表达出来了。为了便于加工时看图，轴线一般按水平放置进行投影，最好选择轴线为侧垂线的位置。

在标注轴套类零件的尺寸时，常以它的轴线作为径向尺寸基准。由此注出图中所示的Ф14 、Ф11（见A-A断面）等。这样就把设计上的要求和加工时的工艺基准（轴类零件在车床上加工时，两端用顶针顶住轴的中心孔）统一起来了。而长度方向的基准常选用重要的端面、接触面（轴肩）或加工面等。

如图中所示的表面粗糙度为Ra6.3的右轴肩，被选为长度方向的主要尺寸基准，由此注出13、28、1.5和26.5等尺寸；再以右轴端为长度方向的辅助基，从而标注出轴的总长96。

2.盘盖类零件

这类零件的基本形状是扁平的盘状，一般有端盖、阀盖、齿轮等零件，它们的主要结构大体上有回转体，通常还带有各种形状的凸缘、均布的圆孔和肋等局部结构。在视图选择时，一般选择过对称面或回转轴线的剖视图作主视图，同时还需增加适当的其它视图（如左视图、右视图或俯视图）把零件的外形和均布结构表达出来。如图中所示就增加了一个左视图，以表达带圆角的方形凸缘和四个均布的通孔。

在标注叉架类零件的尺寸时，通常选用安装基面或零件的对称面作为尺寸基准。尺寸标注方法参见图。

4.箱体类零件

一般来说，这类零件的形状、结构比前面三类零件复杂，而且加工位置的变化更多。这类零件一般有阀体、泵体、减速器箱体等零件。在选择主视图时，主要考虑工作位置和形状特征。选用其它视图时，应根据实际情况采用适当的剖视、断面、局部视图和斜视图等多种辅助视图，以清晰地表达零件的内外结构。

在标注尺寸方面，通常选用设计上要求的轴线、重要的安装面、接触面（或加工面）、箱体某些主要结构的对称面（宽度、长度）等作为尺寸基准。对于箱体上需要切削加工的部分，应尽可能按便于加工和检验的要求来标注尺寸。

5.零件常见结构的尺寸注法

常见孔的尺寸注法（盲孔、螺纹孔、沉孔、锪平孔）；倒角的尺寸注法。

盲 孔

螺纹孔

沉 孔

锪平孔

倒 角

第二部分

1.介绍表面粗糙度的概念及主要评定参数

（1）表面粗糙度的概念

零件表面上具有较小间距的峰谷所组成的微观几何形状特性，称为表面粗糙度。这主要是在加工零件时，由于刀具在零件表面上留下的刀痕及切削分裂时表面金属的塑性变形所形成的。零件表面粗糙度是也是评定零件表面质量的一项技术指标，它对零件的配合性质、工作精度、耐磨性、抗腐蚀性、密封性、外观等都有影响。在保证机器性能的前提下，为获得相应的零件表面粗糙度，应根据零件的作用，选用恰当的加工方法，尽量降低生产成本。一般来说，凡零件上有配合要求或有相对运动的表面，表面粗糙度参数值要小。

（2）表面粗糙度的代号、符号及其标注 GB/T 131-1993规定了表面粗糙度代号及其注法。图样上表示零件表面粗糙度的符号见下表。

（3）表面粗糙度的主要评定参数

1) 轮廓算术平均偏差（Ra）--在取样长度内，轮廓偏距绝对值的算术平均值。Ra的数值及取样长度l见表。

2)轮廓最大高度（Rz）--在取样长度内，轮廓峰顶线与轮廓峰底线的距离。使用时优先选用Ra参数。

2.表面粗糙度的标注要求（1）表面粗糙度的代号标注示例表面粗糙度高度参数Ra、Rz、Ry在代号中用数值标注时，除参数代号Ra可省略外，其余在参数值前需标注出相应的参数代号Rz或Ry，标注示例见表。

表面粗糙度的标注表面粗糙度中数字及符号的方向

（2）表面粗糙度代（符号）在图样上的标注方法 （1）表面粗糙度代（符）号一般应注在可见轮廓线、尺寸界线或它们的延长线上，符号的尖端必须从材料外指向表面。（2）表面粗糙度代号中数字及符号的方向必须按规定标注。

3.表面粗糙度的标注示例

在同一图样上，每一表面一般只标注一次代（符）号，并尽可能地靠近有关的尺寸线。当空间狭小或不便标注时可以引出标注。 当零件所有表面具有相同的表面粗糙度要求时，可统一标注在图样的右上角，当零件的大部分表面具有相同的表面粗糙度要求时，对其中使用最多的一种代（符）号可以同时注在图样的右上角，并加注"其余"或"全部"两字。凡统一标注的表面粗糙度代（符）号及说明文字，其高度均应该是图样标注的1.4倍。

零件上连续表面、重复要素（如孔、齿、槽等）的表面和用细实线连接不连续的同一表面，其表面粗糙度代（符）号只注一次

同一表面上有不同的表面粗糙度要求时，应用细实线画出其分界线，并注出相应的表面粗糙度代号和尺寸。

齿轮、螺纹等工作表面没有画出齿（牙）形时，其表面粗糙度代（符）号注法见图。

中心孔的工作表面，键槽的工作表面，倒角，圆角的表面粗糙度代号可以简化标注。

需要将零件局部热处理或局部镀（涂）覆时，应用粗点画线画出其范围并标注出相应尺寸，也可将其要求注写在表面粗糙度符号长边的横线上。

第三部分

1.标准公差和基本偏差为便于生产，实现零件的互换性及满足不同的使用要求，国家标准《极限与配合》规定了公差带由标准公差和基本偏差两个要素组成。标准公差确定公差带的大小，而基本偏差确定公差带的位置。

1)标准公差（IT）标准公差的数值由基本尺寸和公差等级来决定。其中公差等级是确定尺寸精确程度的标记。标准公差分为20级，即IT01，IT0，IT1，…，IT18。其尺寸精确程度从IT01到IT18依次降低。标准公差的具体数值见有关标准。

2)基本偏差基本偏差是指在标准的极限与配合中，确定公差带相对零线位置的上偏差或下偏差，一般指靠近零线的那个偏差。当公差带在零线的上方时，基本偏差为下偏差；反之，则为上偏差。基本偏差共有28个，代号用拉丁字母表示，大写为孔，小写为轴。从基本偏差系列图中可以看出：孔的基本偏差A～H和轴的基本偏差k～zc为下偏差； ，孔的基本偏差K～ZC和轴的基本偏差a～h为上偏差，JS和js的公差带对称分布于零线两边、孔和轴的上、下偏差分别都是+IT/2、-IT/2。基本偏差系列图只表示公差带的位置，不表示公差的大小，因此，公差带一端是开口，开口的另一端由标准公差限定。

基本偏差和标准公差，根据尺寸公差的定义有以下的计算式： ES=EI+IT 或 EI=ES-IT ei=es-IT或 es=ei+IT 孔和轴的公差带代号用基本偏差代号与公差带等级代号组成。配合 基本尺寸相同的、相互结合的孔和轴公差带之间的关系，称为配合。根据使用要求的不同，孔和轴之间的配合有松有紧，因而国标规定配合种类：1）间隙配合孔与轴装配时，有间隙（包括最小间隙等于零）的配合。孔的公差带在轴的公差带之上。2）过渡配合孔与轴装配时，可能有间隙或过盈的配合。孔的公差带与轴的公差带互相交叠。3）过盈配合孔与轴装配时有过盈（包括最小过盈等于零）的配合。孔的公差带在轴的公差带之下。

基准制: 在制造配合的零件时，使其中一种零件作为基准件，它的基本偏差一定，通过改变另一种非基准件的基本偏差来获得各种不同性质配合的制度称为基准制。根据生产实际的需要，国家标准规定了两种基准制。

1）基孔制（如左下图所示）基孔制--是指基本偏差为一定的孔的公差带与不同基本偏差的轴的公差带形成各种配合的一种制度。见左下图。基孔制的孔称为基准孔，其基本偏差代号为H，其下偏差为零。

2）基轴制（如右下图所示）基轴制--是指基本偏差为一定的轴的公差带与不同基本偏差的孔的公差带形成各种配合的一种制度。见右下图。基轴制的轴称为基准轴，其基本偏差代号为h，其上偏差为零。

公差与配合在图样上的标注 1）在装配图上标注公差与配合，采用组合式注法。

2）在零件图上的标注方法有三种形式。

2.形位公差 零件加工后，不仅存在尺寸误差，而且会产生几何形状及相互位置的误差。圆柱体，即使在尺寸合格时，也有可能出现一端大，另一端小或中间细两端粗等情况，其截面也有可能不圆，这属于形状方面的误差。阶梯轴，加工后可能出现各轴段不同轴线的情况，这属于位置方面的误差。所以，形状公差是指实际形状对理想形状的允许变动量。位置公差是指实际位置对理想位置的允许变动量。两者简称形位公差。

形位公差项目符号

1) 形状和位置公差的代号国家标准GB/T 1182-1996规定用代号来标注形状和位置公差。在实际生产中，当无法用代号标注形位公差时，允许在技术要求中用文字说明。 形位公差代号包括：形位公差各项目的符号，形位公差框格及指引线，形位公差数值和其他有关符号，以及基准代号等。框格内字体的高度h与图样中的尺寸数字等高。

2) 形位公差标注示例一根气门阀杆，在图中所标注的形位公差附近添加的文字，只是为了给读者作说明而重复写上的，在实际的图样中不需要重复注写。

第四部分

1.零件上的铸造结构

1) 铸造圆角 当零件的毛坯为铸件时，因铸造工艺的要求，铸件各表面相交的转角处都应做成圆角。铸造圆角可防止铸件浇铸时转角处的落砂现象及避免金属冷却时产生缩孔和裂纹。铸造圆角的大小一般取R=3~5mm，可在技术要求中统一注明。

2) 起模斜度用铸造的方法制造零件毛坯时，为了便于在砂型中取出模样，一般沿模样拔模方向作成约1∶20的斜度，叫做拔模斜度。因此在铸件上也有相应的拔模斜度，这种斜度在图上可以不予标注，也不一定画出，如下图所示；必要时，可以在技术要求中用文字说明。

3) 铸件厚度当铸件的壁厚不均匀一致时，铸件在浇铸后，因各处金属冷却速度不同，将产生裂纹和缩孔现象。因此，铸件的壁厚应尽量均匀，见上图；当必须采用不同壁厚连接时，应采用逐渐过渡的方式，见上图。铸件的壁厚尺寸一般采用直接注出。

2.零件上的机械加工结构1)退刀槽和砂轮越程槽在零件切削加工时，为了便于退出刀具及保证装配时相关零件的接触面靠紧，在被加工表面台阶处应预先加工出退刀槽或砂轮越程槽。车削外圆时的退刀槽，其尺寸一般可按"槽宽×直径"或"槽宽×槽深"方式标注。磨削外圆或磨削外圆和端面时的砂轮越程槽。

2)钻孔结构

用钻头钻出的盲孔，在底部有一个120°的锥角，钻孔深度指的是圆柱部分的深度，不包括锥坑。在阶梯形钻孔的过渡处，也存在锥角120°圆台，其画法及尺寸注法。

用钻头钻孔时，要求钻头轴线尽量垂直于被钻孔的端面，以保证钻孔准确和避免钻头折断。三种钻孔端面的正确结构。

3)凸台和凹坑

零件上与其他零件的接触面，一般都要加工。为了减少加工面积，并保证零件表面之间有良好的接触，常常在铸件上设计出凸台，凹坑。螺栓连接的支撑面凸台或支撑面凹坑的形式；为了减少加工面积，而做成凹槽结构。

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