計算機技術(shù)在機械設(shè)計制造及其自動化中的實踐應(yīng)用

張曌元

摘? ?要：首先，就計算機技術(shù)現(xiàn)階段在機械設(shè)計的制造以及其自動化之中的整體應(yīng)用狀況展開了論述;其次，依次就計算機輔助技術(shù)以及計算機3D技術(shù)、計算機仿真技術(shù)、計算機數(shù)控機床技術(shù)等眾多被用于機械設(shè)計制造和自動化的計算機技術(shù)實踐應(yīng)用現(xiàn)況展開分析;最后，對計算技術(shù)未來在機械設(shè)計制造以及其自動化中的整體運用的發(fā)展趨勢加以解讀。

關(guān)鍵詞：計算機技術(shù);機械設(shè)計制造;自動化;實踐應(yīng)用

1? ? 在機械設(shè)計制造和自動化中現(xiàn)代計算機技術(shù)的整體應(yīng)用現(xiàn)狀

對于機械設(shè)計和制造、自動化而言，計算機技術(shù)高效化應(yīng)用的范圍已愈來愈廣，特別是將計算機技術(shù)視作載體，推進大型套系設(shè)備的成功開發(fā)，設(shè)備對和其高度適配的重點項目建設(shè)起著難以被代替的、極其關(guān)鍵的作用。此外，計算機技術(shù)事實上也顯見地強化了機械設(shè)計和制造整體上的精密度，從某種層面上來講，對計算機工業(yè)整體的平穩(wěn)化發(fā)展大有促進，是集成電路的制造達成強集成化的一種有效推動力。此外，存儲器的實際容量亦隨其顯而易見地加大。還應(yīng)提及的是，航空航天的設(shè)施設(shè)備以及高科技型武器裝備等的迅猛發(fā)展亦無法脫離機械設(shè)計和制造業(yè)中計算機技術(shù)的高效應(yīng)用。更為具體地來講，在機械設(shè)計和制造、自動化中高效地利用計算機技術(shù)的表現(xiàn)面在于計算機領(lǐng)域的可視化技術(shù)以及仿真技術(shù)、虛擬技術(shù)等。

事實上，計算機可視化技術(shù)即是把一些抽象的機械信息以及數(shù)據(jù)運用計算機技術(shù)來轉(zhuǎn)換為更加具體化的直接數(shù)據(jù)信息，令設(shè)計制造的工作人員能夠展開高效化的、深層次的分析和計算，基于此來對機械產(chǎn)品的性能設(shè)計達成熟練的掌握，且對其動態(tài)展開實時化的掌控，對其應(yīng)當優(yōu)化以及改進的具體環(huán)節(jié)生成足夠深刻的認識。把計算機的可視化技術(shù)全方位地投入于機械設(shè)計和制造這一領(lǐng)域內(nèi)，其發(fā)展能夠兼具兩大顯見的優(yōu)勢：（1）能夠把輔助式的設(shè)計作用足夠深層次地發(fā)揮出來，以防人工設(shè)計方面的偏誤，把偏誤率降至較低的程度，確保機械能夠兼具可靠性以及精確性。（2）計算機技術(shù)在設(shè)計和制造上的整體速度顯見地要優(yōu)于人力工作的速度，故而能夠較大地提升整體的工作效率以及質(zhì)量，對工作的用時最大化地節(jié)約，使自動化的推進速度增快。另外，虛擬化技術(shù)事實上即是借助計算機技術(shù)來對真實環(huán)境予以模擬的機械設(shè)計制造以及其自動化的環(huán)境，且由此而展開模擬體驗。這一技術(shù)能夠把設(shè)計者預(yù)先的設(shè)計理念，基于虛擬環(huán)境而進一步模擬、最終實現(xiàn)，令設(shè)計師本人的創(chuàng)意設(shè)計理念有力地融合于計算機技術(shù)，基于此來對設(shè)計的總體可行性予以驗證，使設(shè)計者得以在機械設(shè)計制造前達成足夠的交流和互動，便于機械設(shè)計的整個過程最終的科學性以及合理性的平穩(wěn)實現(xiàn)，且對具體的設(shè)計產(chǎn)品總體上的檢驗實踐成本全面減少。再者是，仿真技術(shù)是基于媒體形態(tài)而對機械模型展開描述，以活靈活現(xiàn)的方式來呈現(xiàn)出產(chǎn)品的系統(tǒng)形態(tài)，數(shù)學、物理模型為更具體化的設(shè)計以及操作給出強大的參考依據(jù)，且借助于對計算輸入和輸出功能所展開的應(yīng)用，對機械設(shè)計以及制造的全方位自動化加以推進，達成機械設(shè)計的高效化、自動化、科學化發(fā)展。

2? ? 計算機技術(shù)在機械設(shè)計制造及其自動化中的具體應(yīng)用

2.1? 計算機輔助技術(shù)的具體應(yīng)用

機械設(shè)計制造及其自動化是涉及了許許多多方面的交叉工程，是一個極其繁雜化的過程，在這一過程之中，計算機輔助技術(shù)的融入應(yīng)用是必不可少的，對這一技術(shù)的高效化應(yīng)用，能夠最大限度地滿足于機械設(shè)計制造及其自動化這一領(lǐng)域的全方位發(fā)展之需。計算機輔助技術(shù)對于計算機而言，是一個極其常見的功能，已在不少領(lǐng)域中被普及應(yīng)用，譬如機械和服裝等有關(guān)領(lǐng)域。特別是在機械設(shè)計制造業(yè)企業(yè)之中，計算機輔助技術(shù)能夠顯見地強化優(yōu)秀機械制成品的設(shè)計精確性以及可靠性，且為廠商企業(yè)們創(chuàng)出極為優(yōu)良的“雙效益”，即社會效益和經(jīng)濟效益。首先，對計算機輔助技術(shù)所展開的深層次應(yīng)用，應(yīng)當要對機械設(shè)計的基礎(chǔ)工作原理以及機械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸等做足夠的分析，并對此進行深入了解，靈活性地、直截了當?shù)匕褭C械設(shè)計的具體問題呈現(xiàn)而出，顯著提高機械設(shè)計的效率以及水平。其次，在該領(lǐng)域中對計算機輔助技術(shù)加以應(yīng)用的根本目的是要全方位地呈現(xiàn)機械生產(chǎn)的性能，在這一環(huán)節(jié)中，可立足于對計算機輔助技術(shù)的實際優(yōu)勢作用的全方位發(fā)揮，來展開機械設(shè)計中圖紙的全面繪制，此外，還能夠使得圖紙設(shè)計的整個過程更為地直觀化以及明晰化，特別是全力地減少在此之中的設(shè)計失誤，確保機械設(shè)計總體上的精確性。最后，對于機械設(shè)計制造及其自動化的整個過程而言，在此之中對計算機輔助技術(shù)加以應(yīng)用，能夠確保設(shè)計圖紙的編輯以及修整上的高便捷性以及精確性，減少圖紙設(shè)計中凸顯出的繁復工作。

2.2? 3D技術(shù)的具體應(yīng)用

3D技術(shù)在現(xiàn)代的計算機技術(shù)中占有著一席之地，對于機械設(shè)計和制造的企業(yè)而言，對3D技術(shù)展開合理化的運用能夠使得機械產(chǎn)品的設(shè)計以及生產(chǎn)兼具高完整性以及美觀性。在機械設(shè)計的整個過程中，以3D技術(shù)的切實運用來針對產(chǎn)品的尺寸以及特征展開立體化的模擬及仿真，方便其設(shè)計者能夠即刻地發(fā)現(xiàn)并解決設(shè)計問題，繼而使產(chǎn)品的設(shè)計設(shè)計目標加以實現(xiàn)和完善。在已結(jié)束了的產(chǎn)品生產(chǎn)階段，以3D技術(shù)來針對產(chǎn)品的顏色以及荷載能力、物理信息等展開全方位的分析，以對產(chǎn)品設(shè)計的效率和質(zhì)量加以提高，確保產(chǎn)品本身的高度實用。在傳統(tǒng)形式下的機械設(shè)計制造中，多半是以物理及化學實驗來展開針對產(chǎn)品質(zhì)量的嚴密驗證，而當3D技術(shù)問世后，不但可對其檢測成本予以節(jié)約，而且可對產(chǎn)品的設(shè)計生產(chǎn)的效率及其質(zhì)量等來加以提高。

2.3? 仿真技術(shù)的具體應(yīng)用

在虛擬技術(shù)以及可視化技術(shù)的基礎(chǔ)上問世的計算機仿真技術(shù)，基于計算機來對數(shù)學模型加以構(gòu)建，對機械制造類產(chǎn)品的具體應(yīng)用現(xiàn)況直截了當?shù)胤磻?yīng)而出，在計算機系統(tǒng)中所建立而得的數(shù)學模型，使得模型的總體修整尤其簡便。此外，把仿真軟件切實地應(yīng)用在了機械制造業(yè)內(nèi)，以完成產(chǎn)品的設(shè)計制造，能夠?qū)μ摂M技術(shù)完成高度的融合，繼而展開模擬仿真實驗，以為企業(yè)的機械制造的產(chǎn)品水平以及質(zhì)量奠下牢靠的基礎(chǔ)。在整個機械制造的過程之中，設(shè)計工作有諸多不足，譬如高成本、設(shè)計修改的難度較高等，在對計算機仿真技術(shù)展開了這方面的合理化運用之后，便能夠?qū)@一過程予以簡化，對機械的運動狀態(tài)展開實時化的監(jiān)控，保障機械設(shè)計能夠兼具高可行性以及合理性。

2.4? 數(shù)控機床技術(shù)的具體應(yīng)用

在機械設(shè)計制造這一領(lǐng)域內(nèi)，對數(shù)控機床技術(shù)展開合理化的應(yīng)用，能夠較好地達成自動化機械制造，數(shù)控機床技術(shù)的全方位運用囊括了兩大模式：（1）數(shù)控編程;（2）數(shù)控軟件。兩者使得計算機軟件編程的人工以及自動化全面達成，數(shù)控編程被具體化地用到了生產(chǎn)以及加工零部件的實際過程中，借助于數(shù)控軟件以及書面語言來針對運行程序予以編制，此后則是對數(shù)控機床的加工軟件展開運用?，F(xiàn)如今，中國的數(shù)控技術(shù)已全方位更新發(fā)展，基于此，計算機數(shù)控編程若要和語言完成轉(zhuǎn)換，就會更為地便捷化，這也令數(shù)控技術(shù)所具的優(yōu)勢作用愈來愈凸顯而出。

3? ? 機械設(shè)計制造及其自動化中現(xiàn)代計算機技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展趨勢

3.1? 智能化發(fā)展

對于機械設(shè)計制造業(yè)而言，其發(fā)展的進程始終無法脫離現(xiàn)代化技術(shù)的應(yīng)用，而在此行業(yè)內(nèi)應(yīng)用現(xiàn)代化技術(shù)，無疑極具現(xiàn)實意義，特別是能夠較為全面地提升國家的綜合競爭力。伴隨著科技的持續(xù)推進以及發(fā)展，令機械設(shè)計制造業(yè)整體上逐漸具備高智能化水平。智能化的發(fā)展已成一大趨勢，而這一趨勢可為民眾日常上的生產(chǎn)生活給以極高的便利性，令民眾極其關(guān)注。故而，為了能夠滿足現(xiàn)代社會中對于智能化多樣性的高度需求，中國的機械制造業(yè)需朝著智能化這一方向持續(xù)地推進、發(fā)展。

3.2? 微型化發(fā)展

現(xiàn)階段，因各方面所產(chǎn)生的影響，國內(nèi)機械產(chǎn)品的體積多是過于龐大的，其功能完善度不足、不夠健全，較難對群眾的具體需求予以滿足。故而，為能夠?qū)嶋H需求更近一步地適應(yīng)，機械產(chǎn)品需持續(xù)地朝著微型化這一方向來推進以及發(fā)展，對機械產(chǎn)品的整體體積縮小處理，基于此，對機械產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)加以優(yōu)化以及改進，使其功能得以兼具健全性以及完善性，這對機械產(chǎn)品的全方位維護及保養(yǎng)必有助益。

3.3? 網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展

現(xiàn)如今，在科技的持續(xù)發(fā)展之下，經(jīng)濟全球化持續(xù)地深層次推進，為使得機械設(shè)計制造及其自動化得以具備更加深廣度的發(fā)展，必然要朝著全球化這一方向持續(xù)地推進、發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之下的監(jiān)控技術(shù)正持續(xù)地改進以及優(yōu)化，這一點會令機械產(chǎn)品的實際傳播范圍全方位地擴大。而把網(wǎng)絡(luò)技術(shù)所具的優(yōu)勢作用深層次地發(fā)揮出來之后，群眾們可借助于眾多的網(wǎng)絡(luò)途徑對機械產(chǎn)品展開宣傳以及推廣、銷售。基于對宣傳以及銷售成本的切實節(jié)約，能夠達成更為理想化的實際效果，這一點為機械產(chǎn)品全方位地擴寬海外銷售路線奠下了牢固的基礎(chǔ)。

3.4? 開放性發(fā)展

現(xiàn)有的階段下，計算機技術(shù)也好，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也好，都愈來愈成熟化以及多元化，在這一形勢之下，機械設(shè)計制造正平穩(wěn)地駛向開放性的目標地。即在機械產(chǎn)品的整個設(shè)計和制造的過程之中，不再對計算機科技給以過高的限制，這使其得以逐漸地被投入于設(shè)計制造的方方面面中加以運用。計算機技術(shù)具體化地用于數(shù)控環(huán)節(jié)上，能夠令機械產(chǎn)品所具有的仿真功能正式地發(fā)揮，繼而達成信息處理方面的自動化。讓計算機科學技術(shù)高效地與數(shù)控技術(shù)結(jié)合，并基于此，在數(shù)控環(huán)運用以計算機為其平臺的開放式數(shù)控系統(tǒng)，繼而使得操作自動化的整體水平收獲顯見的提升。

4? ? 結(jié)語

計算機技術(shù)高效化地應(yīng)用于機械產(chǎn)品的設(shè)計制造之中已然變?yōu)榱吮厝坏内厔?。除了能夠更加直觀性以及靈活性地把設(shè)計圖紙明晰地展現(xiàn)出來外，還能夠輔助設(shè)計人員，使其更為清晰化地糾出在此之中的現(xiàn)存問題，方便及早地加以修正，且再度對設(shè)計圖紙加以編輯、予以修改，基于此，對設(shè)計的用時以及成本可以全面壓縮、節(jié)約，使其工作效率以及質(zhì)量均顯見提高。此外，亦能夠?qū)υO(shè)計的產(chǎn)品完成仿真模擬，展開實時化的性能檢測。故而，在不遠的未來，本領(lǐng)域的企業(yè)還務(wù)必要強化對有關(guān)技術(shù)的開發(fā)以及研究的力度，使得計算機技術(shù)能夠更優(yōu)地、深度地融合于現(xiàn)代機械的設(shè)計制造中，基于此，來對機械設(shè)計和制造業(yè)的平穩(wěn)化、可持續(xù)性發(fā)展全面推動。

[參考文獻]

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