計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中的應(yīng)用探究

任永華

摘 要：本文簡述了機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化的內(nèi)涵，對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)分析，同時(shí)探討了計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中的發(fā)展趨勢(shì)，以供參考。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)技術(shù);機(jī)械設(shè)計(jì)制造;自動(dòng)化;應(yīng)用

引言

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化是一門對(duì)各種工業(yè)機(jī)械、產(chǎn)品及設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行、控制等及相關(guān)企業(yè)綜合管理技術(shù)進(jìn)行研究的學(xué)科。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化以機(jī)械設(shè)計(jì)和制造為基礎(chǔ)，把計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、信息技術(shù)相融合，從而解決現(xiàn)代機(jī)械工程領(lǐng)域中存在的復(fù)雜問題，起到促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造及自動(dòng)化發(fā)展的作用，將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到產(chǎn)品中，實(shí)現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品的智能化和自動(dòng)化。 機(jī)械設(shè)計(jì)制造是我國建設(shè)與發(fā)展中的重要組成部分，與機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)相關(guān)的領(lǐng)域在發(fā)展中，會(huì)投入大量的人力與物力，引進(jìn)先進(jìn)的設(shè)計(jì)制造技術(shù)，目的是為了實(shí)現(xiàn)機(jī)械的智能化、自動(dòng)化發(fā)展。計(jì)算機(jī)技術(shù)在現(xiàn)代化行業(yè)的發(fā)展中具有重要的作用，也是機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)條件。我國計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)中的應(yīng)用正處于初級(jí)階段，計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造與自動(dòng)化行業(yè)中的應(yīng)用仍存在諸多的不足，需要進(jìn)一步的改進(jìn)與創(chuàng)新。但是大部分機(jī)械制造行業(yè)與技術(shù)團(tuán)隊(duì)在實(shí)際的運(yùn)行過程中，缺乏對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的創(chuàng)新技術(shù)，制約了機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)的發(fā)展。因此，如何完善計(jì)算機(jī)技術(shù)，并合理的應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中，成為了相關(guān)企業(yè)需要考慮的問題。

1 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化的內(nèi)涵

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化包括工業(yè)機(jī)械與設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造，以及對(duì)設(shè)備控制運(yùn)行的問題研究，它是一門較為綜合性的學(xué)科。在此過程中，需要同計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)和自動(dòng)化控制有機(jī)結(jié)合在一起，在信息技術(shù)快速發(fā)展的過程中，計(jì)算機(jī)技術(shù)使得機(jī)械行業(yè)逐漸向智能化方向邁進(jìn)，各種智能化的機(jī)械設(shè)備不斷進(jìn)入市場。近年來，伴隨社會(huì)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，雖然機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化行業(yè)遭受一定的影響，但在關(guān)系國計(jì)民生的行業(yè)中仍占據(jù)主導(dǎo)地位。目前，較多工程領(lǐng)域都采用現(xiàn)代化技術(shù)，計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)的合作越來越深入。

近年來，我國對(duì)科技技術(shù)的重視度不斷提升，計(jì)算機(jī)技術(shù)在經(jīng)過不斷的改革與發(fā)展中，被應(yīng)用在各行各業(yè)中，已經(jīng)取得了顯著的成果。雖然我國的計(jì)算機(jī)技術(shù)與其他發(fā)達(dá)國家相比仍存在較大的進(jìn)步空間，但是，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造已經(jīng)自動(dòng)化中的應(yīng)用，與傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)已經(jīng)具有了很大的進(jìn)步。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展不僅促進(jìn)了我國網(wǎng)絡(luò)信心時(shí)代的發(fā)展，而且推進(jìn)了機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)的進(jìn)步。目前，機(jī)械專業(yè)教育注重培養(yǎng)學(xué)生在機(jī)械設(shè)計(jì)與自動(dòng)化領(lǐng)域的技能，忽視了計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械專業(yè)中的作用，造成了機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)人才缺乏計(jì)算機(jī)技術(shù)技能，制約了機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)人才的綜合性發(fā)展，使計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造與自動(dòng)化領(lǐng)域中的發(fā)展受到制約，改革與創(chuàng)新的速度慢，無法跟上發(fā)達(dá)國家機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)發(fā)展的步伐。

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

2.1 計(jì)算機(jī)技術(shù)的輔助功能

計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用的范圍比較廣，在學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的過程中，要結(jié)合具體的計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行同步學(xué)習(xí)。如二維制圖軟件 CAD 和三維設(shè)計(jì)軟件 UG 等繪圖軟件，不管在界面設(shè)計(jì)上還是功能表達(dá)上，計(jì)算機(jī)都為機(jī)械設(shè)計(jì)提供了方便。利用繪圖軟件大大提高了制圖效率，而且設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)更加清晰，有利于設(shè)計(jì)人員后續(xù)的修改和優(yōu)化。在使用計(jì)算機(jī)制圖的過程中，可以提高設(shè)計(jì)人員對(duì)產(chǎn)品的掌控情況，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的修正。利用計(jì)算機(jī)可以清楚的了解產(chǎn)品的尺寸、結(jié)構(gòu)等數(shù)據(jù)，通過系統(tǒng)內(nèi)部的解釋說明，讓審圖者一目了然。

2.2 計(jì)算機(jī)在數(shù)控編程中的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)編程分為手工編程和自動(dòng)編程兩種。手工編程是由人工完成對(duì)各個(gè)階段的編程;自動(dòng)編程是人工結(jié)合計(jì)算機(jī)，利用編程數(shù)控語言來編寫和處理程序。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步和數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展，我國實(shí)現(xiàn)了數(shù)控與計(jì)算機(jī)語言的轉(zhuǎn)化，但計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展速度比數(shù)控發(fā)展的速度快，所以二者結(jié)合使用時(shí)要注意二者的一致性，才能滿足數(shù)控編程的需要。

2.3 計(jì)算機(jī)在數(shù)控加工中的應(yīng)用

在現(xiàn)代的機(jī)械設(shè)計(jì)制造中，一些軟件的應(yīng)用可以加快設(shè)計(jì)和加工速度的同時(shí)提升質(zhì)量。機(jī)械 CAD 通過查詢實(shí)體質(zhì)量實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械或零件質(zhì)量與體積的計(jì)算。模具 CAD 通過 CAM 與 CAD 的集成應(yīng)用，完成對(duì)復(fù)雜模具的設(shè)計(jì)。在機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用 CAD 和 CAM，可以在計(jì)算機(jī)上繪制并呈現(xiàn)零件和機(jī)械的模型，并根據(jù)機(jī)械的特點(diǎn)對(duì)零件進(jìn)行模擬裝配，在通過其他技術(shù)和工藝的應(yīng)用進(jìn)行完善，對(duì)整個(gè)加工過程進(jìn)行模擬，形成數(shù)控程序，實(shí)現(xiàn)在數(shù)控機(jī)床進(jìn)行輸出和加工。

2.3計(jì)算機(jī)的仿真技術(shù)應(yīng)用

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是計(jì)算機(jī)可視技術(shù)和計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)進(jìn)步的產(chǎn)物，被廣泛的應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的模擬環(huán)節(jié)。通過繪圖軟件完成設(shè)計(jì)模型，考慮各個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)合理性和可行性，使用計(jì)算機(jī)仿真軟件進(jìn)行模擬。在模擬前需要進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)計(jì)頁面，對(duì)數(shù)據(jù)一一進(jìn)行設(shè)置，然后進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)劃分頁面劃出與產(chǎn)品特征適應(yīng)性較高的網(wǎng)絡(luò)，建立仿真模擬產(chǎn)品，通過缺陷指標(biāo)值對(duì)各種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性進(jìn)行分析。對(duì)模擬界面進(jìn)行觀察和分析，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中存在的問題，相關(guān)管理和設(shè)計(jì)人員及時(shí)解決問題，不斷的完善結(jié)構(gòu)。在實(shí)際生產(chǎn)的實(shí)踐過程中，要不斷的調(diào)整和規(guī)范生產(chǎn)參數(shù)來保證產(chǎn)品制造的準(zhǔn)確性和功能性。利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)使機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化達(dá)到更好的效果。

3計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中的發(fā)展趨勢(shì)

3.1微型化

從機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化發(fā)展的角度來說，其將會(huì)不斷朝向微型化方向發(fā)展。具體體現(xiàn)在以下方面：①體積更小。②能源消耗更低。③運(yùn)動(dòng)更加靈活。未來除了在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中應(yīng)用，在其他領(lǐng)域，比如醫(yī)療領(lǐng)域等，該技術(shù)也會(huì)發(fā)揮出作用，推動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展。從機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化需求角度來說，對(duì)于計(jì)算機(jī)技術(shù)的研發(fā)，要做好高效、便捷的把控，使其能夠?yàn)闄C(jī)械生產(chǎn)制造，提供有效的技術(shù)支持。

3.2 智能化

隨著機(jī)械設(shè)計(jì)制造以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，未來更多的新思想和新方法等，將會(huì)被融入進(jìn)來，使得計(jì)算機(jī)技術(shù)更加智能，提高機(jī)械生產(chǎn)制造的信息化和自動(dòng)化水平。計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，通過模擬人類智能，使得機(jī)器行為和推斷能力等，不斷增強(qiáng)，進(jìn)而使得機(jī)械設(shè)計(jì)制造的自動(dòng)化和智能化水平不斷推升。從當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用的實(shí)際情況來說，由于配套設(shè)備和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等的限制，阻礙著相關(guān)技術(shù)的推廣應(yīng)用?；诖?，為了推動(dòng)工業(yè)智能化發(fā)展，需要加快技術(shù)研究和推廣應(yīng)用，不斷完善相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 開放性

計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，使得機(jī)械加工的開放性得以實(shí)現(xiàn)。其指的是在網(wǎng)絡(luò)操作中的具體應(yīng)用，在數(shù)控中引入計(jì)算機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖形顯示和動(dòng)態(tài)仿真等，進(jìn)行獨(dú)立模塊處理以及信息交換，進(jìn)而滿足生產(chǎn)的具體要求。計(jì)算機(jī)技術(shù)水平的不斷提升，會(huì)密切數(shù)控技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的聯(lián)系?；赑C平臺(tái)的開放數(shù)控系統(tǒng)研究，使得數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用更加簡便。不過這會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)軟硬件條件，有著更高的要求。在進(jìn)行程序編制時(shí)，需要使用到高級(jí)語言，使得計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用更加完善。基于此需要強(qiáng)化相關(guān)技術(shù)的研究，為計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，提供相應(yīng)的保障。

結(jié)語

總而言之，機(jī)械行業(yè)是我國的支柱產(chǎn)業(yè)之一，是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。在全球呈現(xiàn)競爭趨勢(shì)的今天，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的領(lǐng)域采用計(jì)算機(jī)技術(shù)能起到進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、增強(qiáng)市場競爭力的作用，對(duì)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展有著重要的意義，是實(shí)現(xiàn)科技發(fā)展的必然要求，在實(shí)際的工作中，要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)于計(jì)算機(jī)的應(yīng)用進(jìn)行進(jìn)一步的研究與探討。

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