機(jī)械設(shè)計制造及其自動化中計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用分析

劉鎧瑜

（山東理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，山東 淄博 255000）

21 世紀(jì)是信息化時代，計算機(jī)在人們的生活中應(yīng)用越來越廣泛，在機(jī)械設(shè)計制造及自動化領(lǐng)域中計算機(jī)技術(shù)的普及程度也越來越高，將計算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計制造及自動化中是機(jī)械行業(yè)快速發(fā)展的關(guān)鍵因素。雖然目前，我國機(jī)械設(shè)計制造及其自動化在計算機(jī)技術(shù)方面的應(yīng)用與發(fā)達(dá)國家還存在一定的差距，但是通過中國科學(xué)技術(shù)研究人員的不斷努力，機(jī)械設(shè)計制造及其自動化發(fā)展在計算機(jī)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)取得了很大的發(fā)展，并且將來會有更好的發(fā)展。

1 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化中計算機(jī)技術(shù)應(yīng)用的現(xiàn)狀

21 世紀(jì)是信息化的時代，互聯(lián)網(wǎng)計算機(jī)已經(jīng)遍布全球各地，滲透到各行各業(yè)。眾所周知，傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計制造及自動化主要依靠人力不斷推進(jìn)機(jī)械的發(fā)展，關(guān)于機(jī)械設(shè)計制造及其自動化中計算機(jī)技術(shù)雖然現(xiàn)在已經(jīng)取得了很大的發(fā)展，但是在一些高新技術(shù)領(lǐng)域，我國任然存在明顯的劣勢。首先，雖然我們已經(jīng)意識到了在機(jī)械設(shè)計制造及自動化中應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)的重要性，但是在很多企業(yè)中關(guān)于計算機(jī)的應(yīng)用依然不夠廣泛，企業(yè)生產(chǎn)還是依靠大量的勞動力，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國家在這方面的需求。其次，目前我國進(jìn)行的教育是將機(jī)械設(shè)計制造及自動化與計算機(jī)技術(shù)分為兩大系統(tǒng)進(jìn)行單獨培養(yǎng)，并沒有將兩者進(jìn)行完美的融合，所以既懂計算機(jī)技術(shù)又懂機(jī)械設(shè)計制造及自動化技術(shù)的人才比較有限。社會是不斷發(fā)展的，既然我們已經(jīng)認(rèn)識到在這方面存在不足，就應(yīng)積極主動地進(jìn)行改革和創(chuàng)新，改變我國機(jī)械設(shè)計制造及其自動化計算機(jī)應(yīng)用的現(xiàn)狀，努力創(chuàng)造一個全新的未來。

2 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化中計算機(jī)技術(shù)的具體應(yīng)用

2.1 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化中計算機(jī)繪圖功能

機(jī)械設(shè)計制造及自動化是一個從無到有的復(fù)雜過程，在進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)前，我們需要一系列煩瑣的計算與繪圖，在機(jī)械設(shè)計制造及自動化中，應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)正好可以幫我們減輕煩瑣的計算，還可以快速地繪制機(jī)械圖紙。計算機(jī)的強(qiáng)大繪圖功能在機(jī)械設(shè)計制造及自動化中體現(xiàn)得非常充分。在機(jī)械行業(yè)中，計算機(jī)輔助功能的具體作用主要體現(xiàn)在：在計算機(jī)基礎(chǔ)上衍生的CAD、CAM 等軟件，是非常有用的計算機(jī)繪圖軟件，計算機(jī)的繪圖技術(shù)是傳統(tǒng)手工繪圖無法相提并論的，也是計算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計制造及自動化中應(yīng)用最廣泛的一項功能；其次，計算機(jī)繪圖技術(shù)關(guān)于機(jī)械的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸以及工作原理描述比較詳細(xì)，有利于設(shè)計者更好地對設(shè)計中存在的問題進(jìn)行修改；除此以外，在計算機(jī)上進(jìn)行機(jī)械繪圖不僅方便修改、保存，還可以省略掉手工繪圖中一些不必要的環(huán)節(jié)，提高機(jī)械設(shè)計的效率。

2.2 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化中數(shù)控機(jī)床技術(shù)的應(yīng)用

機(jī)械設(shè)計制造一個從無到有的過程，在這個過程中離不開機(jī)床的工作，機(jī)械行業(yè)中機(jī)床的發(fā)展對于機(jī)械整個行業(yè)的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。傳統(tǒng)機(jī)床是以手動操作為主，每個制造過程都需要操作工時刻守在機(jī)床旁邊進(jìn)行操作，這樣會造成非常大的人員浪費。但是有了計算機(jī)數(shù)控機(jī)床，機(jī)械設(shè)計制造及自動化有了很大的發(fā)展，計算機(jī)技術(shù)平臺的應(yīng)用主要包括數(shù)控編程和數(shù)控軟件2 種方式，數(shù)控編程可分為手動編程和自動編程兩大類，整個機(jī)械生產(chǎn)過程可以完整地體現(xiàn)在計算機(jī)程序中，并且這個程序可以控制機(jī)床進(jìn)行自動化的生產(chǎn)，真正實現(xiàn)在數(shù)控機(jī)床進(jìn)行輸出和加工，甚至實現(xiàn)無人化機(jī)械生產(chǎn)。

2.3 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化中計算機(jī)的仿真技術(shù)應(yīng)用

計算機(jī)仿真技術(shù)在機(jī)械設(shè)計制造及自動化中有非常重要的作用，尤其被廣泛應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計制造中的模擬環(huán)節(jié)。計算機(jī)仿真技術(shù)可以對研究對象建立模型，也就是我們通常所說的“數(shù)學(xué)模型”，在機(jī)械設(shè)計制造及自動化前期進(jìn)行機(jī)械設(shè)計過程中，建立數(shù)學(xué)模型非常有必要，一方面建立模型可以快速、準(zhǔn)確地對產(chǎn)品進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，方便設(shè)計及繪制，使機(jī)械設(shè)計過程更加方便、簡潔。另一方面，建立數(shù)學(xué)模型，利用計算機(jī)仿真技術(shù)在產(chǎn)品優(yōu)化方面也有很好的作用，在實際生產(chǎn)實踐過程中，產(chǎn)品設(shè)計是一個不斷優(yōu)化的過程，通過計算機(jī)仿真技術(shù)，可以使機(jī)械設(shè)計制造及其自動化達(dá)到更好的效果，同時為我們提供更優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。

2.4 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化中計算機(jī)3D 技術(shù)的應(yīng)用

3D 技術(shù)的出現(xiàn)可謂是計算機(jī)技術(shù)發(fā)展史上一件大事，這項技術(shù)不僅推進(jìn)了工業(yè)化與信息化的融合，而且給各個行業(yè)都帶來了新的發(fā)展方向及發(fā)展機(jī)遇，在機(jī)械設(shè)計制造及自動化中計算機(jī)3D 技術(shù)也有很大的應(yīng)用，尤其是3D 打印技術(shù)。首先，3D 模型軟件技術(shù)，在機(jī)械設(shè)計制造及其自動化中，企業(yè)在機(jī)械設(shè)計過程中利用3D 軟件進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計，不僅可以使產(chǎn)品設(shè)計更直觀，在產(chǎn)品外觀上也可以使產(chǎn)品外觀更加完美。其次，3D 打印技術(shù)在機(jī)械設(shè)計制造及自動化中的應(yīng)用，3D 打印技術(shù)在逆向設(shè)計中發(fā)揮著非常重要的作用，對現(xiàn)在產(chǎn)品進(jìn)行分析掃描，將空間三維實體運用3D 技術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)槿舾蓚€二維平面。這樣3D 打印技術(shù)對于機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計及試樣具有非常重要的意義，因為這種數(shù)字化制造模式可以在不使用機(jī)床，不浪費大量人力、物力、財力的前提下直接從計算機(jī)圖形數(shù)據(jù)生成任何形狀的零件。

3 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化中計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展前景

中國越來越重視科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，并且在中國科教興國戰(zhàn)略的引導(dǎo)下，我國的機(jī)械設(shè)計制造業(yè)取得了長足發(fā)展，并且在中國占據(jù)的地位越來越高。但是，就根據(jù)目前中國機(jī)械行業(yè)的實際情況而言，我們可以明確地感受到我國的機(jī)械設(shè)計制造業(yè)的發(fā)展仍落后于發(fā)達(dá)國家。就目前根據(jù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、計算機(jī)技術(shù)的普及，我們可以想象到未來機(jī)械設(shè)計制造及自動化將是一片光明的場景。對于未來機(jī)械設(shè)計制造及自動化發(fā)展方向，我們大致可以歸為以下幾點：第一微型化。計算機(jī)技術(shù)會使機(jī)械行業(yè)在微型化方面有很大的發(fā)展，微型化發(fā)展研究使機(jī)械產(chǎn)品的體積更小、運動更靈活、能耗更低，這樣可以打破人們對于機(jī)械笨重、龐大的概念，尤其微型化機(jī)械在生物、醫(yī)療、軍事等領(lǐng)域，具有的優(yōu)勢越來越明顯。第二網(wǎng)絡(luò)化。互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，使未來的機(jī)械設(shè)計制造更加全球化。例如，機(jī)械化的產(chǎn)品可以以最快的速度在世界范圍內(nèi)傳播推廣，給機(jī)械產(chǎn)品的推廣與發(fā)展提供了更好的交流平臺。第三智能化。機(jī)械設(shè)計制造依托計算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)，這是未來機(jī)械設(shè)計制造及自動化智能化的發(fā)展重點。

4 結(jié)語

通過對機(jī)械設(shè)計制造及自動化在計算機(jī)應(yīng)用方面的分析，我們可以發(fā)現(xiàn)，在機(jī)械設(shè)計制造及其自動化中，計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用是大勢所趨。計算機(jī)的技術(shù)的快速應(yīng)用不僅可以方便機(jī)械設(shè)計，同時也可以優(yōu)化機(jī)械產(chǎn)品。這對機(jī)械行業(yè)來說，不僅提高了機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)省了生產(chǎn)時間，還可以促進(jìn)機(jī)械行業(yè)向更廣泛的領(lǐng)域發(fā)展。相信在機(jī)械設(shè)計制造及自動化中，應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)是非常重要的選擇。