非标自动化设备设计的柔性化如何运用

非标自动化设备设计的柔性化如何运用

非标自动化机械包括各类助力机械手、自动化流水线、机器人系统集成应用和各种韭标自动化设备，是指国家并无大批量生产，而国民经济各单位又确实需要的专用非标准设备。非标准设备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，而是依据自身用途需要自行设计、制造。在日趋激烈的市场竞争环境下，工业企业纷纷进行体制技术创新，用微机控制的自动化机械取代传统设备，用机械设备操作取代手工操作，对非标自动化设备的需求量也随之增大。如何做好非标自动化设备的设计工作，成为了相关单位和人员共同关心的一个问题。

在大多数非标自动化设计工作中，能主动运用智能化和柔性化概念的案例，目前看来还不多。--般在控制部分中采取液晶触摸屏，取代原来常用的控制按钮、信号灯和仪表组合操控系统，只能算是方便并简化了操作动作。液晶触摸屏本身所具有的功能，并不能充分运用起来。当非标自动化设备具有柔性化的功能，程序控制软件具有自我学习的能力之后，再配以功能强大的液晶触摸屏部品，就能实现所谓智能化的理念了。

一、设计者根据对象的需要，沿一个方向或一些方向做自由运动的需求应当是其他自由度则必须要设计合适的方式，对其进行可靠的约束。才能设计出适用的机械设备，达到对物体进行合乎要求的加工动作。这是做常规机械设计工作的基本任务。在此基础上，向物体必须运动的方向利用自然规律，设计出能使同类型、具有不同尺寸大小的物体，既能满足全部运动要求，同时也能满足在其它自由实现了度方向、可靠约束的加载，即“软化”的要求。

二、用柔性化的概念，随着自由度数量的增加，难度会极大的增加。从理论上看，在6个自由度上都能实现柔性化的设备(或装备)，几乎是不可能完成的任务。一般能在非标自动化设备(或装备)的设计工作中，在2~3个自由度的方向上实现软化理念是非常困难的工作。

三、最后，在其余约束物体运动方向上，实施的运动或动作，均是由设备(或装备)根据程序控制的指令，自动完成的。否则就不成其为所谓自动化了。在未标准化的自动化设备的设计工作中，积极运用灵活的概念对许多工程技术人员来说可能还是必要的步理解、接受和认同的新概念。尽管可能在很多工程实例中，已经被动的运用过这个理念，但把其从实践中抽象是理论，可能很难理解和接受。

四、用通俗的概念来对应柔性化的理解，可以使用所谓无极变速的概念来解释。在一般多级变速机构上，原来常用的是阶梯式分段控制的方法来进行变速的。例如在汽车上，.上个世纪普遍是采取1~5档对汽车的前进速度进行调节、控制。而在现代的汽车上，已经采取了无极变速的调节、控制方式了。就是因为现在无极变速方式已经发展成在--个区间内可以进行连续、线性的变速了，从而提升了汽车的性能，简化了操作控制程序，也实现了‘柔性化’的概念。

五、从上例中可以看出，汽车在前进速度上的变化，本身就是一一个线性关系，这是个自然现象。无极变速方式无非是利用了这个自然规律。在机械行业也普遍存在这种自然规律，只是目前工程技术界内大多数人，还没有深入地去了解它、运用它。

六、作为专业工程技术人员，肯定都知道，物体在三维空间里有六个自由度。即:在X、Y、Z三个轴向方向上，均可以做直线运动(或变化);围绕这个三个基轴均可以做匀速圆周运动。物体在三维世界里所发生的运动和变化过程都是基于这六个基本运动规律实现的。在工程实际运用中，往往都是在三维空间里，物体(一般为被加工件)在做二个甚而三个方向上的复合运动。包括让物体做抛物运动、自由落体运动等不常见的复杂运动。但需要大家理解的是，这些运动无一例外都是遵行这六个基本运动规律而实现的。只是物体在做某些复杂的运动时，利用了重力、浮力和惯性力等自然规律，不容易理解而已。