機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用

肖冀　李熠琳　鄧義廷

本文首先分析了機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)的現(xiàn)狀，然后再分析了計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，最后闡述了其在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用。

1 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的概述

機(jī)械設(shè)計(jì)制造是由機(jī)械制造和機(jī)械設(shè)計(jì)兩部分組成。其中，機(jī)械制造是對(duì)各機(jī)械、機(jī)床、設(shè)備及其他機(jī)械設(shè)備等生產(chǎn)過(guò)程的總稱(chēng)。機(jī)械設(shè)計(jì)是根據(jù)機(jī)械設(shè)備的要求對(duì)工作原理、結(jié)構(gòu)、各構(gòu)件材料和形狀尺寸等進(jìn)行構(gòu)思、分析、計(jì)算并使之優(yōu)化，是將用的各種技術(shù)文件描述作為制造依據(jù)的工作全過(guò)程。

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和現(xiàn)在科學(xué)技術(shù)的不斷更新，機(jī)械設(shè)計(jì)制造組建向自動(dòng)化方向發(fā)展。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化不僅能夠提高機(jī)械制造的工作效率而且能夠提高機(jī)械設(shè)計(jì)的質(zhì)量。因此，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用研究是當(dāng)前亟需探討的重要問(wèn)題。

2 我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)的現(xiàn)狀

機(jī)械制造業(yè)需要依靠大型的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)，這些機(jī)械設(shè)備自身的運(yùn)轉(zhuǎn)出品質(zhì)高的產(chǎn)品可以提高制造業(yè)的生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本從而達(dá)到最大的經(jīng)濟(jì)效益。目前，我國(guó)的制造業(yè)的生產(chǎn)和管理水平不高，還存在以下許多的問(wèn)題：

2.1 機(jī)械設(shè)備的裝配不合理

合理的安裝機(jī)械設(shè)備，能更好的保證生產(chǎn)過(guò)程中機(jī)械的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和設(shè)計(jì)相符合，保證生產(chǎn)工作的順利進(jìn)行。當(dāng)前從我國(guó)制造企業(yè)的機(jī)械設(shè)備組裝來(lái)看，設(shè)備的配置還存在許多問(wèn)題，嚴(yán)重影響了機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行。

2.2設(shè)備更新不及時(shí)

及時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行更新?lián)Q代可以保證生產(chǎn)的進(jìn)度和產(chǎn)品的質(zhì)量，由于一些企業(yè)資金或者管理問(wèn)題，沒(méi)有及時(shí)更新設(shè)備，導(dǎo)致了運(yùn)用陳舊的設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)，生產(chǎn)進(jìn)度難以跟進(jìn)。陳舊的機(jī)械設(shè)備也耗費(fèi)了大量的維修成本，不利于企業(yè)的發(fā)展。

2.3設(shè)備養(yǎng)護(hù)維修問(wèn)題

機(jī)械設(shè)備的養(yǎng)護(hù)和維修不及時(shí)，必然會(huì)增加機(jī)械設(shè)備的維修成本。目前，我國(guó)很大一部分機(jī)械企業(yè)管理層缺乏長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展眼光，忽略了對(duì)機(jī)械設(shè)備的護(hù)理和維修，使機(jī)械設(shè)備在生產(chǎn)過(guò)程中超負(fù)荷工作，給機(jī)械設(shè)備在生成過(guò)程中產(chǎn)生一定的隱患，影響企業(yè)生產(chǎn)的運(yùn)行。

3 計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化領(lǐng)域中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的應(yīng)用、基于計(jì)算機(jī)平臺(tái)的數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用、計(jì)算機(jī)三維技術(shù)的應(yīng)用以及計(jì)算機(jī)ERP管理系統(tǒng)的應(yīng)用。計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床和計(jì)算機(jī)ERP管理系統(tǒng)等都在機(jī)械行業(yè)中廣泛的應(yīng)用，不僅有利于企業(yè)降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，為企業(yè)的迅速發(fā)展發(fā)揮積極的作用。計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化領(lǐng)域中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

①計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的應(yīng)用可以提高機(jī)械行業(yè)的生產(chǎn)效率。利用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)可以使產(chǎn)品設(shè)計(jì)更快、更立體、更符合產(chǎn)品設(shè)計(jì)的需求，也可以縮短產(chǎn)品生產(chǎn)的時(shí)間，減少人力成本的輸出。從而提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)和產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。

②計(jì)算機(jī)ERP管理系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部全方位的管理，有利于保障企業(yè)內(nèi)部各部門(mén)，生產(chǎn)和管理的各環(huán)節(jié)信息的傳遞和反饋，從而提高企業(yè)應(yīng)變突發(fā)事件的能力。

③計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用可有效降低維修成本。科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，使我們對(duì)設(shè)備維修的認(rèn)識(shí)越來(lái)越高。計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用到設(shè)備維修中，對(duì)機(jī)械設(shè)備故障預(yù)先制定好科學(xué)的維修方法，根據(jù)設(shè)備故障的情況和重要程度利用RCM邏輯樹(shù)分析方式確定維修方式，采用紅外檢測(cè)技術(shù)中的紅外線成像原理檢測(cè)設(shè)備內(nèi)部的電阻、損壞以及散熱損失等情況進(jìn)行分析，及時(shí)采取相應(yīng)措施對(duì)故障設(shè)備進(jìn)行維修，防止設(shè)備的故障進(jìn)一步擴(kuò)大，從而降低企業(yè)維修成本。

4 計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化領(lǐng)域中的應(yīng)用

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化生產(chǎn)打破了傳統(tǒng)的制造業(yè)的約束，它是一種新型的生產(chǎn)方式，能夠有效提高生產(chǎn)效率，輔助數(shù)據(jù)制造的生產(chǎn)和運(yùn)行。

4.1計(jì)算機(jī)技術(shù)CAD、CAM設(shè)計(jì)在數(shù)控加工中的應(yīng)用

CAD、CAM軟件能夠加快機(jī)械設(shè)計(jì)和制造的進(jìn)度，提升產(chǎn)品的質(zhì)量。CAD通過(guò)查詢(xún)機(jī)械設(shè)備的實(shí)體質(zhì)量的性能，對(duì)機(jī)械或者設(shè)備的零配件質(zhì)量以及體積等方面進(jìn)行計(jì)算。模具CAD則能通過(guò)CAM以及CAD的集成應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜模具的設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)CAD、CAM在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，可以在計(jì)算機(jī)上繪制出零件的模型，并針對(duì)機(jī)械復(fù)雜的特點(diǎn)進(jìn)行模擬式的組裝和配置，再通過(guò)其他的科學(xué)技術(shù)和工藝進(jìn)行加工應(yīng)用，對(duì)整個(gè)加工過(guò)程進(jìn)行模擬，形成數(shù)控程序，然后再對(duì)數(shù)據(jù)機(jī)床進(jìn)行實(shí)體輸出和加工制造，有效地改善了人為的操作失誤率。

4.2計(jì)算機(jī)技術(shù)在數(shù)控編程中的應(yīng)用。

計(jì)算機(jī)編程氛圍手工編程和自動(dòng)編程兩種。其中手工編程由人工完成每個(gè)階段的編程處理，自動(dòng)編程是針對(duì)比較復(fù)雜的零件，人工結(jié)合計(jì)算機(jī)，利用編程數(shù)據(jù)語(yǔ)言對(duì)程序進(jìn)行編寫(xiě)。將數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)語(yǔ)言進(jìn)行轉(zhuǎn)化并保證計(jì)算機(jī)在機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)中和數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展保持一致，從而滿(mǎn)足數(shù)控編程的需求。

4.3計(jì)算機(jī)技術(shù)在數(shù)控加工仿真中的應(yīng)用

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，使得計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)在機(jī)械制造中得以實(shí)現(xiàn)。計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)是使用計(jì)算機(jī)技術(shù)創(chuàng)建和現(xiàn)實(shí)環(huán)境極其相似的機(jī)械制造和自動(dòng)化的環(huán)境，并進(jìn)行虛擬體驗(yàn)技術(shù)，這一技術(shù)將人的設(shè)計(jì)理念先在虛擬環(huán)境中進(jìn)行模擬。機(jī)械設(shè)計(jì)制造中運(yùn)用計(jì)算機(jī)的虛擬技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)操作人員的仿真模擬培訓(xùn)，不僅能夠提高操作者的操作水平，保證操作人員的安全的同時(shí)還能夠降低機(jī)械設(shè)備在生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的再改造問(wèn)題。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在信息化的時(shí)代，計(jì)算機(jī)技術(shù)得到迅速的發(fā)展并在各行各業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。因此，計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化領(lǐng)域應(yīng)該大力推廣和應(yīng)用，再加上計(jì)算機(jī)技術(shù)隨著時(shí)代的變化而不斷發(fā)展，我們應(yīng)該加大對(duì)機(jī)械制造及其自動(dòng)化計(jì)算機(jī)中的應(yīng)用的研究和探討。

（作者單位：重慶郵電大學(xué)）