非标机械设计与管理
非标机械设计与管理
非标机械有别于传统机械设计，非机械设计有时间性限制，设计周期要短，设计要简洁、准确、安全、可靠及满足客户合理的专业性要求，用户对非标机械的设计往往有许多的要求，包括合理和不合理的，这是一项挑战性的工作，在此我们对非标设计进行探讨。
设计产品的分类。要弄清所设计的机械属于成熟型的非标机械还是非成熟型的非标机械，所谓成熟型的非标机械是指哪些工作原理清晰，机械结构较为通用，甚至有产品样板可以模仿的产品；所谓非成熟产品是指工作原理比较复杂，机械结构不通用，更严重的是连客户都未完全了解其产品的整个生产工艺，或者是客户正在试验使用未成熟的生产工艺，而要设计一些机械来满足生产工艺要求，所以，非成熟产品设计就会有难度性高、不确定性和风险性的特点。除了以上的因素外，企业已经拥有的成熟技术也是一个重要因素，某些订单产品对于拥有成熟技术的公司来说属于成熟的产品，对于完全未涉足过该领域的企业来说则属于非成熟产品，要具体分析。
成熟产品的设计。成熟非标机械设计可以分为三类，第一、主机相同，夹具和辅件不同，这类型的设计较简单，只要消化好主机和辅件的作用就行了；第二、主机的规格要放大或缩小，动力要变化，那就需要将产品的结构和动力重新考虑，例如企业有30吨压力的四柱压机，现在客户要订造一台60吨四柱压机，这样，在结构形式、液压油路和电路相同的情况下，我们就要对框架进行力学分析计算，重新选择框架用料大小，另外，液压缸、液压泵、液压阀等重新选型；第三、主机不同，部件相同，那就要根据成熟的部件进行组合设计，达到客户要求，这样则尽可能采用成熟的部件，对特别设计部分进行设计，并提早对特别设计部分进行试验，另外，使用三维图对整体进行组装，在图中对运动部件进行仿真运动，确认总体结构成功。
非成熟产品设计。非成熟产品设计分成三类，第一、单机类，主机较简单，但本企业对该产品不了解，客户提供较详细资料，甚至包括样机。针对这类型的设计，企业要对目前样机工作内容、工作原理、采用的结构进行详细分析后进行设计；第二、组合机类，主机较为复杂，部分结构可以使用企业成熟的结构，总
体上要重新设计，针对这类型的设计，企业首先是要评审，企业是否有足够的能力承担设计任务，评审通过后，则要对所设计机械生产产品的生产工艺进行详细的了解，了解所设计产品的工作原理，进而进行机械结构和控制原理的选择，和总体构思和设计；第三、生产线类，这类型产品是最复杂的设计，这类型的设计往往不能由本企业就可以完成，需要选用外部产品与本企业组合才能完成生产线，包括液压机、锅炉、制冷设备、输送设备、风送等流体输送设备、吊重设备、模具、夹具、自动化入料和出料等专用设备。因而生产线的设计的评审要更加严格，除了评审本企业是否能够完成设计外，配套供应商是否也达到要求，对生产线的生产工艺和生产线工作原理要了解，对生产线的各台设备更要详细分析。
设计前评审。对于成熟产品中的复杂类型和非成熟产品则要采用设计前评审，设计前评审的内容包括第一、企业的拥有的技术、客户提供的技术、企业短期可以获得的技术和协作企业提供的产品和技术支持程度是否足够；第二、企业的人力资源情况和资金情况；第三、完成该产品后带来的收益，包括资金、技术、市场及人力资源等方面，若设计失败后带来的损失，包括资金、市场和公司形象等方面。
总体设计方案的评审。当设计前评审通过后，则可以开展设计，根据设计任务的大小和难度交由不同的设计小组去完成，设计小组首先要进行设计的选型和组合工作，进而完成设计方案，包括设计总图（产品总图采用三维设计）、主机或生产线的主要参数、配套的主要设备、机械和电气的主要部件和参数、主要控制方式等。在评审前评审小组收集的评审依据，评审依据包括：第一、企业与客户签订的技术协议；第二、本企业的技术标准；第三、相关的其它技术标准，包括国际、国家和行业标准；第四、产品直接成本和合同价格。评审小组对以上内容进行评审，评审的原则有：第一、方案符合客户的合理要求；第二、方案采用行业和企业标准化、通用和成熟的设备和结构；第三、产品要达到高质量、低成本和先进性的综合要求。
部件和零件评审。当完成总体方案评审后，设计小组则可以进行部件和零件设计，评审依据包括：第一、客户与企业签订的技术协议（指定外购件品牌为主）；第二、本企业的部件、零件和外购件标准；第三、设计手册标准及企业常用设计公差配合、精度、选材等标准；第四、力学计算依据和热力学计算等计算依据等。
评审的内容包括：部件图、零件图、主电路图、控制线路图、零件清单、外购件清单、标准化清单、力学和热力学计算书等。在非标设计过程中，往往是时间紧迫，因而采用三维设计会减少设计失误，部件和零件审核过程中，若时间有限，则对主要部件、零件、外购件和计算书进行审核，避免出较严重的错误。
企业设计标准的制定。企业标准包括的内容有：第一、常规产品标准，指本企业产品目录的产品。包括的内容有：经过设计成熟后，企业完善产品的技术参数，图纸（总三维图和零件二维图）、设计书、说明书和零件、外购件和标准件清单，以及产品视频、图片等；第二、常用机构标准，企业将常用的机构确定为企业的标准部件，包括驱动减速机构、液压系统、输送机构、传动机构、装夹机构、起重机构、导向机构、停车减速控制机构、加热机构、冷却机构、风送机构、机架结构、保温结构、防护机架等，企业将成熟的机构设计图纸、物料清单、视频、图片、计算书等归类；第三、常用部件和零件标准，包括驱动部件、从动部件、导向部件、液压站、车轮、托辊、导向轮、常用轴、支座、门、窗等；第四、常用外购件，包括电机、风机、减速机、发热冷却元件、液压元件、气动元件、电气元件、机械元件、五金元件、直线道轨、丝杆等；第五、材料标准，包括钢、有色金属、合金、非金属材料板材和型材等；第六、产品和零件的外观标准，产品的机架型材、地脚和护罩选择、制造工艺、油漆的质量和颜色，零件的防锈处理工艺和颜色，企业和安全标志，吊装点的设置，各类行程、光电开关安装方法和防护，线槽、气管和液压管布置。企业标准建立过程中不断地吸收常用机械零件制造商的制造产品目录，将常用的零件列入企业的标准中，将常用的电机、减速机、PLC等机械电器件列入企业标准中。企业标准的建立要遵循几个原则：第一、常用性，无论是产品标准还是其它标准都应当是常用的列入标准，避免参与标准品格泛滥；第二、质量和安全性，建立标准的产品、机构、部件、零件和外购件都必须经过检验使用安全可靠，质量保证；第三、成本性，成熟成为标准的产品、机构、部件、零件、外购件和材料都应当在保证质量的前提下，确保低成本原则。
设计的总结和检讨。企业每次设计完成后必须对设计进行总结分析，第一、失败和失误的地方检讨，分析造成的原因，出现问题的设计是否偏离企业的标准，是否属于未有企业标准的内容，是否要建立相应的企业标准；第二、结构、传动
等是否符合企业标准，检讨那些偏离企业标准，要修正，或企业标准不足，要进行补充；第三、经过该项目后，发现有好的设计将其纳入企业标准，完善企业标准。
企业常用的传动机构。第一、直线运动机构有：驱动机构A，采用电机（伺服电机、变频电机）、减速机、同步轮（主动和被动）、同步带、同步带连接块，由同步带连接块驱动物件作直线运动；驱动机构B，采用伺服电机、减速机、联轴器或同步带轮、丝杆（T型和滚珠型）和螺母，由螺母驱动物件作直线运动；驱动机构C，电机、减速机、链传动或同步带传动、滚筒（主动和被动）、托轮和输送平带或网带，或者滚筒带链条传动，链条带动网车或输送网，直接驱动网和带作循环或往复运动；驱动机构D，采用电机、减速机、联轴器、车轮，车轮与道轨摩擦驱动物件直线运动，或者，数个车轮（托轮）与小车摩擦驱动小车直线运动；气缸传动、液压缸和伺服缸传动，缸轴推动物件作直线往复运动；电机、减速机、链轮、曲轴、连杆，连杆驱动物料作直线往复运动；驱动机构E，采用卷扬机钢丝绳牵物件作直线往复运动；驱动机构F，采用电机、减速机、凸轮、连杆，连杆驱动物件进行往复直线运动，或者轴向凸轮，用凸轮槽驱动轴承及物件作直线往复运动；驱动机构G，采用电机、减速机、压辊（主动和被动），由压辊直接驱动物料作直线或往复运动。第二、直线运动的导向机构有直线道轨及道轨副、V型加平型轮配V型和平型道轨、导向轴配轴套等；第三、圆周运动机构有：驱动机构A，电机、减速机、主轴及轴承，主轴驱动物件作圆周运动；驱动机构B，电机、分割器、转盘，由转盘驱动物料作圆周间歇运动。第四、风送机构有：风送机构A，利用压缩空气吹送轻质物料，物料在道轨运动；风送机构B，压缩空气吹送粒状和粉料，压缩空气将粒状和粉料混合成料和气混合物，在管道内传送，再进行料气分离，进行传送物料。第五、加热机构，红外线发热板直接加热，卤素灯直接加热、电热棒直接加热循环空气、燃气炉直接加热循环空气、电热板或电热棒加热钢板后加热（接触式），导热油加热钢板后加热（接触式）；第六、冷却系统，冷却塔和冷冻机冷却配水池；第七、空气循环，轴流风机和离心风机；第八、吸料和夹料装配，气缸驱动针刺装配、机械夹手装配和真空吸盘。
非标机械设计要取得成功，有几方面我们是要努力的，第一、企业要聘用、
培养和凝聚一支优秀的设计队伍；第二、企业提供良好的设计环境和设施，及保密设施和制度；第三、企业建立和持续完善企业的产品、机构、部件、零件、外购件、外观等标准，建立企业的技术库，包括方案、工艺说明书、三维总图、清单、计算书、目录、图片和视频等；第四、企业不断检讨企业设计的产品，持续改善；第五、企业不断学习先进的产品和技术，对于专业技术，本企业无法学习的，则要向先进企业（包括欧美和日本等先进国家企业）直接购买，或聘请拥有先进技术的设计技术人员，不断地研发，进行新技术储备。当企业拥有优秀的设计队伍，这支队伍的积极性得到充分提高后，企业的技术积累到一定阶段时，企业就将迎来强的设计能力和高的设计水平，从而让企业成为行业的先锋及具备跨行业发展的能力。
非标自动化设备的应用
非标自动化设备概述
非标自动化设备的制作不像普通标准设备那么简单,普通的自动化设备研发设计成熟之后,可根据具体的流程来制作,而非标自动化设备这需要根
据生产场所,产品加工特性来独立设计,所以非标自动化设备没有一个具体的
模型可以参考,必须根据生产的要求来设计.
非标自动化设备的前景
自动化设备的主要作用就是提高生产效率,和产品质量,节约劳动成本,使企业的发展从粗犷型转向集约型,由于各种因素,一些生产部门无法使用自
动化设备来实现生产.非标自动化设备应用广泛,能够满足企业生产的不同需求,是实现工业自动化不可缺少的一股力量.
非标自动化设备在装配行业的应用
加工制造业是劳动力相对密集的行业,尤其是装配行业,由于很多厂家的产品各有不同,这就要求生产生产装配工序也有差异,市场竞争促使企业不断追求创新,新产品新工艺,这些都是生产要求不是一个普通的自动化设备能够适应的.
目前应用广泛的非标设备属于自动锁螺丝机,我们日常接触到的商品,如:手机,电脑,电视,玩具等这类产品一般都需要螺丝锁付,每种这样的产品样式各不相同,同一种产品也有不同型号,这些螺丝锁付的工作没有一件设备能够适应所有产品.下面我们来看几个案例就明白了
五轴自动拧螺丝机的应用案例五轴自动拧螺丝机是多轴式的一个分支,这里的五轴自动拧螺丝机采用的是固定式的设计方案,产品需要锁付的螺丝孔位排列极不规律.如下图所示:
这个是多轴自动拧螺丝机的一个优势,多轴自动拧螺丝机的轴位可以根据,产品的生产要求来设计,可以看到该产品铜线圈需要锁付3颗螺丝,右侧的散热风扇需要锁付2颗螺丝,
采用多轴式自动拧螺丝机的好处在于,5颗螺丝可以同时锁付,保证的力矩的平衡性,
螺丝孔位较小,传统锁螺丝机不能保证质量,尤其是对散热风扇的两个螺丝锁付.
多轴自动锁螺丝机可提高产品质量
一次即可完成5颗螺丝的锁付,大大提高的工作效率,
一人操作即可,减少工位,节省人工成本,
操作简单,作业员只需将带锁付产品组装放入夹具.按下启动按钮即可.
电饭煲生产线的八轴自动拧螺丝机
这款八轴自动拧螺丝机是根据该产品的特点和要求设计的,电饭煲作为生活必需品,关于饮食方面的产品,消费者在选购的时候是比较细心的,电饭煲在生产加工过程中是比较讲究的,要保证品质,清洁卫生,不能有划痕,该厂生产电饭煲盖采用的是传统的锁螺丝机方式,面对消费者对品质细节越来越高的要求.开始让厂家有些困惑.
提高产品的质量和生产效率,当然要靠自动化设备,设备的好处在于能够精确定位,质量易控制,效率能快速提高.
采用八轴的自动拧螺丝机一次锁完产品的八个螺丝.
作业员只需将顶盖和顶盖铝板组装好,放入我们设计的夹具中即可,按下启动按钮,即可完成八颗螺丝的锁付,然后取下锁好螺丝的产品,另一只手放
置待锁付的产品.
3-5秒即可完成8颗螺丝的锁付,作业员操作轻松,仅需拿放产品即可,传统的做法锁付8颗螺丝需要16-20秒,而且作业员工作压力较大,无法长期作业,疲劳操作产品质量无法保证,自动化设备的优势可以很明显就看出来.
制造非标自动化设备计划书
一.设备的领域：
1.1非标设备”就是非标准设备，不是按照国家颁布统一的行业标准和规格制造的设备，而是根据自己的用途需要，自行设计制造的设备。且外观或性能不在国家设备产品目录内的设备。
1.2.随着工业时代的进步，机械设备逐渐代替人工操作，实现高效率生产作业手段。
其工作特点就是用机械设备或装置在无人干预的情况下按规定的程序或指令控制设备自动进行操作或以模仿人的工作方式来完成。
二．经营理念：
以生产、销售为一体的专业性技术企业。秉承追求卓越的服务理念，从设计开发到生产制造，以专业化的技术和一流品质，服务于客户。是根据客户指定要求完成自动机械化的机器,及治具，工装夹具，包括设计、制造、安装、调试及售后服务。
三．服务对象
中小型的非标测试设备研发及制造
测量测绘工程承接
特殊被检参数的测量设备开发与制造
实验测试及性能验证类
非标准实验测试机台设计与制造
新产品开发性能验证机台设计与制造
自动化及机电一体化类
非标准的自动化生产线设计
其他实验设备
各种工装夹具设计
四．人力物力分析
1．根据公司目前的状况，建议从实际出发，从治具，工作夹具，及各种工装夹具做起。从手动转变成半自动化，及全自动化。
2．因为是根据客户的需求来设计产品，在人员能力方面，需要有专业的技术人员。3．个人能力要求如下
3.1．机械设计人员方面：要求从事非标设计工作多年，有一定的设计能力，对各种机械机构有一定的掌握，比如，机械的传动机构，动力分析。电器的控制方式，以及电子原气件的使用途径。熟练操作3D及2D制图软件。
3.2电气工程师方面：要求从事编程多年，有一定的动手和解决问题的能力，熟悉直流和交流电的正确使用场合。熟练掌握编程作业手段，对各种控制方式有一定的了解。比如熟悉并掌握PLC编程。
3.3销售人员方面：要求从事过非标工作领域，对机械机构和电器控制有一定的了解。熟悉市场的需求
3.4．采购人员：要求从事过采购相关工作经验，对电子产品及启动元件有一定的掌握。比如，电机，汽缸，继电器，PLC，24V电源等相关电子产品
3.4组装钳工人员方面：要求从事过多年钳工工作，有一定的动手能力和解决问题的能力。五．生产作业组织机构
机械设计 电气设计
机械加工 组装调试
六．需外加人员（根据项目的大小，及业务量的多少而定）
根究本公司的实际情况，建议增加人力，机械设计工程师，电气设计工程师， 采购人员，组装调试人员。（根据实际需要可以外请人）
七． 制造产品的举例