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非标机械设计做方案的大致流程是怎样的?如何

  本题已加入知乎圆桌 » 「无人工厂」进化论 ,更多关于「工业自动化」的话题欢迎关注讨论。我今年刚毕业,现在一家小企业在做机械设计助理,公司是做灌胶设备的。我日常工作就是修修改改,出出BOM表。我对三维软件运用还是比较熟练的,但是会画图不代表会设计。做了几个月下来,公司也让我出了两台设备的图,但都是照着老设备改的,对于做方案是一点都没头绪,在学校都没有教过,对于出方案完全没有概念,希望前辈们能给我解解…

  其实我曾经写过一篇关于如何设计一个产品的流程,大致的步骤都差不多,但是非标产品也有其独特的地方,现在就基于前面的那篇文章,并针对非标产品的方案设计再做一个补充介绍,希望能将自己对产品设计的认识分享给更多的人,当然在这里介绍的方案设计只是我个人的设计思路和习惯,并不代表绝对的设计流程,也鉴于个人的见识有限和认识偏见具有很大的局限性,所以仅供参考。

  先上一个我原来的关于产品设计流程的链接:机械设计(课程)——一个产品的设计流程

  个人建议无论你是从事产品设计还是非标设计,都移驾贵步去看一下,反正看一下也不会怀孕对吧。

  那接下来就分享我对设计非标产品的认识,可能有的设计步骤和前面的那篇产品设计流程有一些重复的地方,但是为了体现本文的完整性,我还是会将整个架构完全表达出来,让大家有一个更清晰的了解。

  我把我要写作的提纲先列出来了,就是为了方便大家的阅读,因为有很多朋友说我写的回答都太长了,没有看完的耐心,我真的很诧异,现代年轻人的心态竟然浮躁到这种态度,连看完一篇文章的耐心都没有,如此心态还谈什么科研与学术,还探索知识创新,我总不能将一篇技术文章写成一首唐诗来分享给大家吧,就算有这种创新的写作方式,我也没有这个能力,虽然我也有时候会附庸风雅的写几句打油诗,其实写的时候也是很心虚的,有点强制“装逼”的尴尬,所以我还是按既定的套路的分享的好。

  既然是非标产品,那一定是针对某种产品,某个零件,或者某个工艺来定制的一个特制产品,那在进入这个产品设计之前,一定要和既定的客户做最深入而广泛的沟通,既要了解客户的具体需求,更要深入对方的产品使用现场去获取第一手资料,要把工作做到最细,确切的说,在这个阶段,再多的努力都不为过,再繁琐的过程都值得去经历。

  在和客户沟通的时候,要做有效率的沟通,而不是为了得到订单而一味的满足客户的预期,因为这会给你以后的产品验收埋下让你后悔莫及的地雷,要根据自己的能力去引导和推进与客户的沟通,甚至我们不要完全相信客户,因为很多客户其实对自己的需求并没有很清醒的认识,更甚至他们对自己现场的工艺的了解可能是错误的,这也就是为什么我们要做到客户与现场并重的原因,因为现在所做的一切都是为了将来顺利的完成一个合格的非标产品的设计,更重要的是能够顺利的验收并收回货款,而不是在产品前期调研的时候,大家都在相互忽悠的喝酒吹牛,一旦产品不成功有开始相互指责和推诿,并导致最后的项目没有达到预期而翻脸成仇,浪费了客户的时间,也浪费了自己的投入成本。

  首先要做的是设计团队的内部自我确认,基于在客户处的调研和沟通,设计团队的执行人需要在一定的周期内做出一个大致的方案,这个方案可以是很粗糙的,甚至是示意性质的方案,这个方案的作用就是进一步确认既定的非标设备需要打动的功能,然后在设计团队内进行“头脑风暴”沟通,让团队成员各抒己见的对这个粗选方案献计献策,这个时候不要急着去否定任何人的意见和建议,而是需要鼓励大家畅所欲言的表达自己,在这个阶段没有对错,也没有什么可行性,就是天马行空的牛逼,因为这可能会让你的方案发现意想不到的设计效果,但是决策人要有最后综合定稿的能力,并最终形成一个可以用于和客户交流的大致方案,这个方案包括相对系统的文字介绍和示意性质的图面表达,对一些细节部分不用太过在意,因为客户不需要知道细节,况且他们也听不懂细节,因为他们更在意的是结果。

  然后基于设计团队的方案和客户进行交流,并在这种交流中达成共识,当然这种交流一定有反复的过程,因为客户一定会有自己的意见,哪怕是很没有建设性的意见,因为人都有一种自我感觉良好的需要,作为设备买单的一方,他们总是会自以为高明的提出一些很业余而可笑的意见来,这时候你只要用心听着的就好了,甚至可以礼貌的点点头,然后告诉他们会修改和跟进,实际上你什么都不需要做,当然也有一小部分人是真的能将问题提到点子上的,这个时候一定要小心了,事关项目的成败,该听的还是得听,至于如何才能分辨出客户的那些点子是馊的,那些点子是正的,那就完全依靠你的个人技术能力和调研的充分程度了,如果对于客户的建议没有把握,那将第一步调研工作再做一遍,这个时候一切都还来得及。

  当与客户确认完非标设备的各种能够后,就是处理产品的结构布局,当然在功能确认阶段,这个大致的结构布局其实已经有一个雏形了,但是还需要精细化处理,这种结构布局既包括了对方的加工产品或零件的实际表达,也包括自己设计的设备的个组成部分的位置关系处理,其实很多设备的结构布局都能找到现实产品中的参考案例,也就是说,很多设计都是从一些市场上的成功产品中创新而来的,那种完全“无中生有”的产品,在这个技术高度发展,产品极端丰富的年代,几乎不会存在,而且奉劝大家一句,如果市场上已经有既定的类似成功产品,最后是不动脑子的套用着来,因为这样不仅可以极大的节约研发成本,更重要的是能够保证项目的成功概率,一切工作以结果为导向才是市场经济的终极目的,亏本赚吆喝的设计都是耍流氓。

  而且非标产品的结构布局要考虑两个因素,一个是客户的现场需要,很多非标产品的放置空间都有很严格的规定,所以在做调研的时候,也将这种定制需求体现到产品的设计中,另一个是充分考虑产品的通用性,虽然我们设计的是非标产品,但是并不意味就一定是一锤子买卖,尽量把结构处理成一个通用产品的结构,以便能够适应更多的使用场所和工艺,为以后的非标设计打下一个坚实的基础,甚至如果市场对这种产品有一定的需求量的话,还可以将其完善成一种公司的常规产品来销售,这对公司来说是很合算的买卖,以为有人为你的研发过程买单了。

  在结构布局大致完成后,我们需要对实现既定的工艺要求的这个产品进行各功能部件的选择和确认,其实这个工作在功能确认的过程中已经有大概的构思了,甚至对一些常规的功能部件已经有了初步的选择,但是在这个阶段就需要对这些功能产品进行更严格和仔细的选择,要从具体的功能和需求上去进行实用性的匹配。

  在这个环节,我们既需要考虑功能部件的功能,更需要考虑这些功能部件的价格和交货周期,很多时候,在成本和交货周期面前,我们只能对功能部件做一些妥协,并不是最好的东西就是最适合你的,很多东西可能真的很适合用在这个项目,但是记得回去查一下你签订合同的价格,你是不是用得起这个东西,例如数控系统,日本发那科系统的当然非常好,但是客户给的钱就够一个国产华中系统,只要华中系统能够满足要求,那就给他华中系统,我相信你不会高尚到取座赔本的生意,这种高尚有另一种解读叫“蠢”。

  永远选择最合适的,我说的最合适的,不是最便宜的,一定不要选择最便宜的,因为非标产品本来在很多工艺上因为周期太短的原因就已经是打有折扣的,如果将所有功能部件都选择为一些不可靠的产品,那后期的调试和维修这两关几乎是不可能完成的难题,别因小而失大,有时候节约成本最好的办法就是选择能够一次到位的产品。

  把上面的各个环节的工作完成后,就是对具体参数的确认,其实这些过程都是相通的,原则上并没有一个很严格的界限,或者你在确认功能部件的时候,已经把这个功能部件的各种参数已经确认完毕了,在这里我之所以要很清晰的分出来,其实想告诉你,你需要去做完这些步骤,而不是说你一定要到这个时候才来确认参数,更甚至有的参数在你去和客户沟通方案的时候就一定确认了,因为那可能是你说服客户的关键所在,所以很多过程都是相互推进的。

  参数的设置也确认牵涉到大量的计算和校核,有电机功率和扭矩的计算与校核,有气动系统的压力计算与校核,也有液压系统的计算与校核,更有机械传动的计算与校核,只有确认了这些参数和配置,才能把整个产品的具体方案图做出来,否则你的方案图永远都只停留在示意的作用上,没有任何可操作性。

  在确认参数和配置的时候,可能对前面的初步方案会有一些颠覆性的修改,甚至对你的整个产品的结构布局也会存在颠覆性的重构,因为有的参数确认下来,你会发现原来给你的空间和结构根本就实现不了,为了保证功能,你只能推翻前面的结构和方案,再重新做优化设计,这种重复是很自然的,也是很普遍的。

  在前面的参数和配置选择的基础上,我们可以实现方案总图的确认,在这个阶段,方案总图的确认基本上可以获得该产品的所有布局、结构、功能、参数、细节局部等各项要素的信息,通过这个方案总图,设计团队可以真正的开始各种分工协作。

  可是对总图分为几个大的部件,并把每个部件分配给团队的设计成员,让他们可以配合完成项目的具体设计过程,同时将产品的各种既定要实现的动作分派给电气控制工程师,让他们根据确认的控制方式和流程来设计产品的控制系统。

  作为产品方案总图的设计人员,必须从图纸和文字上来清晰的表达既定产品的各种要求,并就这些要去与相应的执行工程师做详细而有效的沟通,直到确认他们已经了解自己的工作位置,甚至在项目执行过程中要时刻注意纠偏和修正,这种修正既有对产品设计方案的修正,更有对执行人员分解任务的正确与否的修正,只有这种实时的项目执行过程,才能确保产品的最终效果。

  我的个人习惯会做一个产品任务计划书,并在这个计划书中规定好产品的功能,参数,设计要求等,并相应的下发到团队执行成员的手中,并定期与他们做部件的设计沟通,我有一个随时修改设计方案的开放的心态,我不拒绝任何合理而有效的建议,因为这是一个完善自我和产品的绝佳的机会,我并不会因为个人的所谓脸面而拒绝认错,我可以错,但是项目不可以错。

  部件图的分拆与设计,很多时候,一个人的精力和时间都是非常有限的,更重要的是个人能力和见识更是有限,所以我们需要一个团队去完成一个产品,尤其是非标产品更是如此,一个人做非标绝对是找死的节奏,因为你总是会忽略掉一些问题而不自知,而这会成为你后续项目验收的死穴,凡事不可太过自信,因为是人都与弱点,保持足够的谦虚与谨慎是笑到最后的最佳保障。

  在分拆零件图的过程中,方案设计者需要对零件图的绘制过程做认真的校核与审定,因为很多零件设计工程师只是居于零件的单一功能来对零件进行尺寸、形位公差、粗超度等要求,他们不会过多的考虑整个产品的要求,而产品的性能是建立在零件的质量的基础之上的,最熟悉产品要求的人非方案设计者莫属,所以方案设计者有责任对产品的每张图纸做最后的设计审核,同时也需要对零件的加工成本和加工工艺性做综合的评估,这才是一个合格的设计工程师的基本素养,也是一个零件拆图工程师的进步的机会,在图纸的修改与设计过程中,年轻的设计工程师可以从老一辈工程师的耳提面命中找到自己的提升之道,实现自己从菜鸟向大牛进发的征程。

  外购件的采购,这个是一个非常有价值的工作,是打造个人产品供应链的绝佳机会,每个想打造个人核心竞争力的“有心人”都不要错过这个环节,这是一个让你变得值钱的最好的机会,具体的原因我会另找个机会写出来分享给大家,总之我在这里告诉你,如果你将来想有独当一面的能力,想有自己创业的机会,一定要珍惜这个环节,要想方设法的去参与这个环节,这个环节甚至重要过你的设计能力。

  这是一个非常重要的环节,是你打造个人能力非常重要的一环,如果你在这一环没有足够的知识积累和经历,那你做好设计的可能性几乎为零,我不是在吓唬你,而是很严肃的警告你,所以你一定要亲自去跟踪一下自己设计的零件的加工情况,去听一下车间的加工师傅是如何一次又一次的在“问候着你的先人们”的加工过程,然后你才会对自己的设计有一个大彻大悟的过程,原来自己在设计上是如此的傻逼和幼稚,原来这些零件还可以这样子设计和加工,那是一种非常好的自我提升方式,你唯一需要做的就是忍耐,哪怕别人把手指戳到你的头上了,你也要微笑已报,哥就是这么好的修养,你们尽情的侮辱我吧。

  同时零件的加工过程也可以让你对产品的成本有一个更深刻的了解,什么样的设计会为公司节约成本,什么样的设计会带来更高的质量可靠性,什么样的设计会提升操作者的加工效率,这些技能都需要从零件加工中去获得,更重要的是你可以最真实的去了解产品的执行过程。

  更重要的是你还可以了解产品零件的加工周期,这对于非标产品来说真是太重要了,时间就是金钱,时间就是客户的认可度,时间就是你完善产品的最大机会。

  产品的装配和调试过程才是真正检验你的设计的过程,这个过程不仅需要设计团队的通力配合,更需要客户的高度参与,首先需要明确的一点就是,产品碰到问题是属于正常现象,这几乎是无法避免的,但是如何高效的解决问题就是一个团队的能力体现,大胆推测,认真分析,仔细思考,耐心试验,只要不是原理性的错误,我们总能找到解决问题的方法,因为我们始终要相信,方法总比困难多。

  同时也做好和客户的有效沟通,尤其是在项目部顺利的时候,一定要稳定客户的情绪,并树立客户的信心,要让他们相信,问题是暂时,你的设计团队有能力和决心去完成好这个项目,有能力去满足客户的既定要求,千万不要在这个时候让客户给你添乱,最后搞得你首尾不能相顾,不能专心的解决项目中遇到的难题。

  具体的调试过程在以后的文章中再详细的分享,在这里只做一个大概的介绍,因为这篇文章有点长了,估计很多人又没有看下去的勇气和耐心了,如果你能坚持看到这里,那真的要谢谢你了。

  这个问题我们邀请到了广州西门子变压器有限公司设计部电气工程师来解答,原文如下——

  在广州西门子工作了 5 年多,机械设计制造及其自动化专业的我要来回答一下。

  非标设备指的是用户定制的、唯一的、非市场流通的自动化系统集成设备,是根据客户的用途需要而开发设计制造的设备。不同类型的客户,其产品工艺要求均不同,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。

  下面我将介绍一个非常典型、又有点特殊的非标产品,它有标准的产品,但大部分都是非标的,这个产品就叫 transformer。各位知友别想错了,此 transformer 不是变形金刚,而是这样的。

  没错,就是变压器。变压器(英文:transformer),从名字上看就知道它有多么的非标和千变万化,比如广州西门子为国家电网的「锡盟-秦州」项目提供的高压直流输电换流变压器(图 1),体型巨大,结构很复杂。而西门子的 Neo 干式配变变压器(图 2),结构则相对简单些。

  变压器按照冷却方式来划分,主要分为油浸变压器和干式变压器。前者是以变压器油作为冷却及绝缘介质,后者是以空气或其他气体等作为冷却介质。

  西门子作为树脂浇注干式变压器的发明者,在 1965 年就制造出了第一台树脂浇注的干式变压器。树脂浇注的干式变压器有着非常好的防火、防爆、免维护、环保等优点,越来越受到工业客户的欢迎。

  这篇文章就用结构相对简单的西门子 Neo 干式变压器作为例子来讲解非标机械设计的过程,以便大家能更生动、简单地理解。(以下全文用「变压器」代替「西门子 Neo 干式变压器」)

  (1)确定产品开发项目,明确顾客需求,如生产、工艺、产能要求、作业环境等;(2)对产品进行分析研究,明确其生产工艺、尺寸要求,了解设备的技术参数;(3)初步制定设备方案,得出设备的整体和局部示意图、各机械机构、电气控制系统、动作流程等;(4)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)与客户进行方案会审,根据客户意见,确定最后的设备方案;(6)组织实施产品的设计开发进行总装配图、部件装配图、零件图的设计,确定自动机械的控制方案等;(7)零组件质量检验,设备组装、联机调试,并进行产品打样预验收;

  1. 明确合同要求。每个产品在设计生产前,都是在收到了客户的合同后才开始进行的。因为变压器是一个定制化的产品,不同客户的需求是不一样的,为这个客户定制生产的变压器,很难使用于其他客户。除了小部分标准电压、容量的变压器,大部分变压器是要现做的。所以客户要采购变压器,大都没有现货,而且采购时基本需要先支付 30 %左右的预付款。

  查看合同,明确客户的需求。一般来说变压器里最重要的几个参数就是容量、高低压电压、阻抗、空载损耗、负载损耗、温升要求等……

  对于一些非常特殊项目,西门子有个质量评审标准,达到了以下条件就会召开设计评审质量会议:

  设计负责人负责召开,邀请项目经理、采购部、研发部、质量部等有关部门,一起参加会议,对风险点进行讨论,控制风险。以及群策群力,制定更好的设计生产方案。

  明确要求后,变压器的设计一般分为电磁计算、机械结构设计和电气控制设计三部分。

  3.1 电磁计算电磁计算部分由西门子专门开发的 Tudes 软件来计算。然后用二维软件 AutoCAD 和三维软件 Creo 设计出变压器的外形图,根据客户的具体要求,增加各种功能和部件。

  比如添加避雷器,有载开关、减震器、高压带电传感器、侧出线等。特别是侧出线,由于要和不同品牌的低压柜配合,变压器的低压出线要连接到低压柜,由于不同品牌的设计理念不同,具体项目的的电气要求和环境条件等也不同,导致低压柜的接口位置也不尽相同。所以侧出线设计起来也会比较复杂。

  设计的过程中一定要充分了解设备使用环境。比如我曾参与的为马来西亚提供变压器的项目,由于马来西亚国内电压是 240V 的,这就要求我们选用的仪器是 240V,而不是中国标准 220V,不然仪器会因为长期运行过电压而损坏。

  方案确认之后需要提交图纸给客户进行确认。这时就免不了需要反复修改,图纸修改十几遍也是十分普遍的现象。对于无法实现的修改意见,设计人员还需要用专业的知识,通俗易懂的语言进行沟通,解决问题,最终实现一份客户满意的可行的设计图纸。

  这之后,就开始着手变压器的机械结构设计部分。前期提交给客户的,只是一个大致的外形图,对变压器的尺寸、重量、高低压的进出线方式进行示意而已。到了这个阶段,就要把外形图进行拆分,画出装配图和一个个零件图。

  设计方案尽量简单、高效,满足功能的前提下,设计简单,运行更牢靠,日后维护也简单。

  熟悉零件的各种加工工艺,不然设计方案就是天马行空,不顾实际。想得出来,造不出来。

  熟悉生产制造过程,有时间多去车间看看,和工人们多交流,了解他们的操作习惯,保证方案的易操作和实施,尽量避免标新立异。

  。使用合理的材料和尺寸,保证零件的强度,采用合理的结构和制作工艺,增强零件的刚度。

  在满足功能前提下,预留适合的公差,满足运行的要求,又能简单的装配起来。

  设计的时候,在保证运行的前提下,如同一个零件能在多个地方通用,可以降低设计的复杂度,维修起来也简单。

  零件设计制造时,尽量通过使用合适的材料、结构、加工工艺,使得零件的成本降低,让设计产品在市场上更有竞争力。

  机械结构设计完成时,也要同步进行电气控制设计。目前业内的电气控制系统大多由工控机、PLC,人机界面、传感器和电气执行元件来组成的。

  变压器标配都会安装温控器,对变压器的温度进行检测,当变压器运行达到一定的温度时,会控制启动风机,对变压器进行降温,使其可以增容运行。温控器还可以输出高温报警、超温跳闸信号到电路系统中。有时客户想增加更多的功能,比如增加高压带电显示器、电磁锁、照明灯、风机开关等,这就需要设计工程师良好地掌握电气控制系统知识。

  图纸设计完成后,一般来说会交由更资深的两名工程师进行校对、审核,同时也是对图纸方案的评审优化过程。通过审核校对后,图纸将被上传到西门子自己开发的信息管理 eDit 系统,对全公司进行发布。各个部门可以通过 eDit 来查看图纸、物料和生产操作,实现生产管理的无纸化,绿色环保,高效方便。

  材料采购之后,车间的工人们将会按图进行生产安装。对于一些比较复杂的项目,设计师们会负责指导关键部件的安装,解决实际生产与设计偏差的情况。同时收集工人们制造过程中的反馈意见,用于改进下次设计。

  按照 IEC 或者国标要求,进行各项试验。主要检查变压器的是否有达到客户所要求的各项性能,例如阻抗、空损、负损、连接组别、绝缘水平、局放等。变压器试验分为三类:1. 例行试验;2. 型式试验;3. 特殊试验。例行试验是都需要做的,型式试验和特殊试验需支付费用,一般是根据客户要求选做。需要注意的是,其中有些试验项目(如短路试验)是对变压器有损伤且不可逆的,做过试验后变压器就无法正常投入使用了。

  当试验全部通过了,试验站会给每台变压器出具试验合格报告,上面记录了变压器每一项的试验参数,做到数据的可追溯性。

  根据项目运输的目的地,进行不同的包装。西门子变压器包装主要分为 5 种类型,运输目的地比较短的,将使用简易的包装,目的地比较远出口海外的,将会使用木箱。这样简化包装,也能为客户节约成本。

  每做完一个项目,设计师都会把设计图纸放到相对应的位置,方便他人查看。项目过程中遇到什么问题,会出 NCR 或 3A 报告,对项目问题情况进行总结分析,吸取项目经验,不断提高自己的设计水平。

  接着我们说说题主问题的第二部分,也是很多答主忽略的。就是如何快速的做出方案?

  非标机械设计方法基本方法为「积木式设计方法」,也就是模块化设计。简单来说就是标准设备当做一个在若干个标准的零部件,组合起来的的框架上,进行的非标准件设计的设备。设计方法非常有效的解决了非标设计的多元化基本要求和设计时间短的主要矛盾。就像房子装修,你只需要购买不同样式的现成的家具,就能搭配成不同的家居风格。

  拿变压器举例,客户要求增加不同的功能,我们只需要采购不同的元器件,组装在变压器上就好。希望变压器能够增容运行,我们就给变压器增加风机;希望能够减小雷击造成损坏的几率,我们就给变压器安装避雷器;希望变压器能适应地震多发地带,我们就给变压器增加减震器。

  数字化使得计算机辅助设计在机械电气产品的设计过程中得到普及。不再像以前那用纸、笔、橡皮和直尺画图,而是用计算机软件来画图,用三维软件画图替代二维画图。如今的产品的开发和设计,已经无法和数字化技术分开。

  比如建模制图、仿真分析、疲劳测试分析、静态结构分析,动态分析;研究线性、非线性问题等,能让你设计出的产品更接近实际中的效果。不需要制造出实物,无需浪费等待制造的时间,省去制造实物来试验的成本。只需要通过 CAE(Computer Aided Engineering) 技术就能快速分析出结果,优化方案,事半功倍。

  在非标机械设计的工程中,非标准的零件很难通过传统方法比如冲压、铸造、车床、铣床、磨床制造加工,因此市场上难以购得。这时就可以通过三维绘图软件和 3D 打印机快速生产零件。

  3D 建模和打印技术,对非标设计的意义十分重大,弥补了非标的零件加工的不足,给设计师提供一个崭新的设计途径。3D 化缩短了设计制造时间,降低了制造难度和成本。

  标准化,就是使得非标设计产品,通过你的设计,不仅仅只能在一个项目上能用,在其他项目也可以使用。成为一个标准或者一个系列,消灭以后其他项目需要调用非标设备非常大的一个弊端。只需要在原有的基础上直接调用,或者进行小的改动,大大缩短设计方案的时间。

  简单说下,一份DFM包含以下部分:客户产品制程分析,设备外观介绍,技术规格参数,layout,动作原理,各功能模块介绍,C/T分析。当然还有是否需要与客户现有设备的串接,信号对接,PDCA、showflow之类的数据上传。

  方案基本围绕这几部分去设计,细节部分需要考虑来料方式、移载机构、执行机构、产品定位、OK&NG品输出。重复定位精度要求高的场合,还需要考虑是否需要增加CCD视觉方案&镭射方案,直线移动方式是否需要考虑电缸&直线电机。UPH要求比较严苛的设备,还要考虑是否需要使用多工位转盘机构,产品移载是否考虑用机械手去取放。

  还有机构电气标准件的选用,PC控制还是PLC控制,显示器还是触控屏。线性模组选用丝杆结构还是皮带式结构,线轨需要选用带预压的还是不需要预压(精密级还是普通级),电机需要用伺服马达、步进马达、DD马达、还是调速电机。气缸的选用单作用还是双作用,电磁阀需要单电控双电控还是三位五通中封阀。真空部件需用真空发生器还是真空泵,气动元件比较多的情况是否需要增加储气罐,稳压阀之类的气动元件。设备进气部分用三联件还是2联件。设备放置区域是否需要静电除尘装置,内部照明装置,CCD拍照区域背景是否需要特殊处理。

  方案的的东西只能说是见多识广,见的多了以后做方案的时候就会考虑能不能用以前见过的机构。6年前线性模组设备里还很少用,都是用丝杆、轴承座、线轨自己搭,现在能用线性模组的基本都优先用了,成本也比搭的结构低。至于电缸直线电机之类高精度的场合也是直接用,标准件每年都有新玩意上市,对我们设计来说减少很多不必要的工作,提升了效率。

  我做的方案算比较多了,平均每年20份上下。方案也不光是截几个图拉几个尺寸,首先proposal一定要建立在可行性的基础上。文字表达上尽量简洁,能用图片说明就不要用文字。标题颜色字体字号尽量统一,3D上截的图要让客户看得明白,被挡的零件改成透视状态,善用剖视图。截图的视角最好用等轴侧,不要任意角度的去截取。相关的技术性参数该标红就标红,细节部分需要拉出来show一张放大图。动作原理能用截图展示的就不要用框线式流程图,这样的好处就是通过图片能看出来设备动作的连续,更直观形象。最重要的检查错别字!

  每一份DFM都是倾注了工程师的心血的,你认认真真的对待,成长起来会很快,即使项目最后没有开案,也不要气馁。方案更新版本也是常有的事,不要感觉烦,每更新一版做好更新记录,项目没有结案,所有的技术文档都要存档。方案检讨的时候一定要做好记录,哪些结构需要完善,不确定的部分是否需要验证,是否需要跟客户确认具体的技术信息。我进入这行一来工作笔记写满了四五本,有时候拿出来翻翻看还是蛮有成就感的。一定不要懒,搞不清楚的技术问题查资料问同事,要花心思。没有想法的时候也可以找同事讨论,也许别人的想法能给你带来突破,这是常有的事。

  非标自动化行业的机械设计要学的东西很多,哪怕你工作10年你还是有许多要学习的,虽然外行都是看热闹不负责任的说都是抄来抄去,但是你自己要有清醒的认识。少争执多干实事,上过的当放过的枪不要轻易放过。说了这么多,希望对你有所帮助。

  非标设备不同的级别的项目各有不同,核心是功能要求是否满足、工艺流程是否合理、机械设备总体技术风险可控

  还有,听句劝,没有什么快速方案…… 流程和工艺分析 以及技术风险确定,就可以开展机器开发了 设计是慢慢细化的 方案图片和设计都是骗客户 好的设计 是和客户随着项目进行慢慢优化细节的 当然,前提是技术风险都可控

  工作七年,也就是在市场有的设备或产品的基础上搞点小改造,而且做完设计还战战兢兢怕出问题。

  实际上非标的动作方案多看看别的设备,基本上有能力设计的解决方案原理都一样的。

  但是细节上才能体现一个工程师的功力,制造方不方便,组装方不方便,定位可不可靠,公差合不合理。。

  其实每家公司的设备开发流程都不一样,但对于新手非标机械设计工程师来说,下面的这套非标自动化设备开发流程可以给你提供一些参考价值:

  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)

  (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。

  1.零件加工部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,加工工艺进行加工,保证零件精度及零件加工工艺)。

  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。

  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

  以上就是非标机械设计的一套方案,包括但不仅限以上内容,具体问题还需具分析。

  非标的机械设计流程,我们可以借鉴甲方的产品设计流程,为什么这么说呢?因为非标设计的设备是服务于产品生产的。产品设变,那相应的设备也会相应设变。

  一般产品有一个概念设计阶段,那相应非标机械设计也会有,因为这个阶段客户会基于产品的设计,来对产品的可制造性以及费用进行预估。

  所以非标机械设计会出一份DFM(Design for Manufacture),那我们也只需要出一份概念性的DFM,这份DFM的特点主要

  向客户展示我们的非标设备的框架,动作流程,以及关键部分的展示。接下来是将DFM发给客户,跟进客户的feedback,然后做修改。

  (题外话:对于非标机械设计人员来讲,在进行3D建模时最好采用参数设计,这样有利于我们后面的修改。当然值不值得这么做,需要业务人员与客户做调研。)

  产品原型阶段,前面概念性设备的DFM客户已Approved,这时就需要详细的DFM了,如果前面是参数设计的话,这时我们只需要修改参数,然后重新修改DFM就可以了。

  得到客户的Approved之后,就可以进行设备的制造了。然后需要将设备运到客户工厂,进行架设以及调试。这个阶段客户会频繁的做一些DOE,那相应的设备就需要做调整,以来配合客户DOE的顺利进行

  工程验证阶段,这个阶段是试验阶段,暴露问题,然后一一修正,同样设备也是会暴露问题,一一修正,严格的客户会对设备做一些验证,比如稳定性、相关性等,做这些验证是为了排除设备的干扰因素。

  设计验证阶段,将设计和生产过程中的问题收集起来,来保证产品和设备的设计是符合规范的,当然此阶段也会对设备做稳定性、相关性等验证。

  当前面所有的验证完成之后,理论上来讲,这个阶段产品是不允许有设变的,当然设备也不会,此阶段会优化制程、Cycle time等

  我当初是在一个造船设备的公司做的管培生,下车间画图纸都干过一点。想要快速提高自己到能力或者想要快速能够在自己的公司能够自主设计一个产品,我觉得最快的经验就是去找你们那儿最好的一个工程师去和他学习,帮他拆图,画最基础的零件图出图。也许你会说你是过来做设计的是过来干嘛的,对什么都很熟悉,但是我告诉你,机械这个行业画图的软件之类的永远都是工具,真正值钱的是老师傅的经验。还有别一上来就想着能够自主设计,自主出方案,不太可能的。企业要求的是在资源利用最大的情况下能够让这个项目落地!项目落地!项目落地!这个是重点,不能落地的方案你设计的再完美都是白瞎。

  说回和老师傅学习的事情,等你帮老师傅帮的久了,尝试着和他一起做一个方案,或者自荐加入他所设计的项目。第一点:老师傅意味着他对公司所生产的产品足够熟悉,那么产品由零件构成,之前你拆图的经验就能让你在这个时候发光发亮。第二点:学习项目的整个流程以及设计方法,我不知道你们有没有项目经理这个职位,如果有那就一定要和设计和项目两个都学习,项目经理规划项目的进度,设计负责项目的落地设计;如果没有项目项目经理,那就和设计的老师学习,他自己肯定有一个项目进度安排。第三点:参与设计,在你能力范围之类,帮忙设计其中的一个零部件。在你多参与几次后总结一下,慢慢的老师傅会让你自主完成一些方案的。切忌,不要一上来就以理论去说服别人,尤其在机械这行,经验才是你的武器,提升武器的锋利需要实践,想把武器升级需要理论的支持,还有为人一定要谦虚。打磨一两年后,你自然就能自主设计完成项目。

  还有,一个机械设计工程师的成长永远都是从模仿开始,模仿才能得知原理,得知原理才能创新,我之前接触到的机械设备都是以改造为主,都是根据甲方爸爸的需求在原有机械设备上进行改造升级获得相应的功能,谁改造后获得的功能越能接近甲方实际需求越能获得青睐。

  学校给你的知识只能是最基础的,但是最近几十年吧,制造业和供应链发展的很快的。

  现在有许多专门的厂家做出了许多稀奇古怪的配套工具、配件等,让设真的是很方便啊~

  所以,你需要掌握气动、传感器的选型及关键技术参数的确定;配套厂家的产品/配件至少得有一本样册吧?

  没事的时候要想想等价替换/更优的方案/更差的方案/更不合理的方案等,优点/缺点在哪?能不能用到其他能扬长避短的地方?

  等上面这些做个差不多了,也就两年吧,你就可以快速的给出一个比较合理的方案了。

  1、客户提出大致需求,认线、从以往的项目上寻找类似解决方案,按照客户需求针对性的更改完善,有时客户会提供相应的资料,认真研读并吸纳其中好的部分,完善自己的方案

  4、进一步细化方案,方案图,布局,节拍等等技术文件,当然还有自己公司介绍一类的,以PPT或者word形式编排

  5、细化方案再与客户交流,确认无误后即可招投标,这里面就有报价、技术式样书等等内容了

  很难说,目前国内厂家很难接受新的东西,完全新作都是提心吊胆,层层申报审批,所以宁可使用以前别人用过的东西来做,谁都不愿意买了几百万几千万的设备放着不能用啊。天天设备报警保全的会烦死的啊。方案还是没有捷径可走,总归是要满足客户需求才可以,多与客户交流了解他们的真正需求才是正道。

  1、先要彻底理解你客户的意图,他想在多少价格内得到什么样的机器并用这个机器来干什么,一定要弄清楚,这是基础也是最重要的。剩下的就是拼设计经验了。2、感觉你现在问这些还有点早,现在应该多学多做,打好基础,不要好高骛远,我们部门刚来两个大学毕业生,来了就吵着要设计一个机械手,我师傅微微一笑就答应了,现在过了3个月了,谐波减速机都不知道是什么,结构也还没弄懂呢…3、我学徒那会我师傅指着我们那机器说,看着简单吧!就三个轴转呗,但你用3年的时间能把它吃透你就算“上道”快的。现在我做了整3年才刚开始独立做几个新机器,每时每刻还提心吊胆…生怕考虑不周全出什么差错…4、机械行业深似海,越做越觉得自己那点知识量不够用,活到老学到老,我师傅70多了每天回家还看书学习呢,所以,加油吧骚年!手机码字 祝好…

  背景:本人09年毕业,机械设计制造及自动化专业,到今年刚好毕业9年,从事非标自动化行业也是9年。职业生涯中有2个重要的大公司经历:富士康&大族激光。

  在非标自动化行业而言,更能体现这句话的精髓。甲乙双方签订的采购合同其实包含两部分:商务协议和技术协议。

  对于乙方设计者,商务协议中有两个重要信息:a.成交价格;b.交货期。a决定了设备材料成本预算,b决定了人力成本预算。

  理清了以上这些条件,然后再根据工艺制程和产品特性,制定适当的动作和流程,选取合适的运动或者传动机构和部件、夹治具等。

  多跟一线工人讨教,不然你画出的玩意总会被笑话,我今年在河南干的工程就是,搞设计的那小子拽的二五八万似的,画的图纸狗比不是,我给他现场改了一半。非标设计要想合理就多跟一线工人接触,虚心学习,多叫几句师傅,人家就会告诉你哪些地方怎么做更合理,等你做过一定时间后慢慢你会感谢一线师傅的,如果你不跟现场结合后期麻烦会非常多。

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