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

史利山 朱文輝

摘要：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化是一項(xiàng)綜合性的技術(shù)學(xué)科，主要是對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化理論與實(shí)踐進(jìn)行的深層次研究。隨著機(jī)械設(shè)計(jì)現(xiàn)代化的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)在推動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化發(fā)展方面發(fā)揮的作用越來越大，而關(guān)于計(jì)算機(jī)技術(shù)在有關(guān)方面的應(yīng)用已然成為研究與實(shí)踐的熱點(diǎn)內(nèi)容。文章在分析計(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)勢的基礎(chǔ)上，就其具體應(yīng)用，以及應(yīng)用中需要注意的有關(guān)問題進(jìn)行針對(duì)性分析研究，以豐富計(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)用的思路和方法。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化計(jì)算機(jī)技術(shù)

引言

計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用是近代工業(yè)革命發(fā)展的產(chǎn)物，是機(jī)械制造和發(fā)展的代表?，F(xiàn)階段，隨著經(jīng)濟(jì)全球化步伐的加快，機(jī)械制造行業(yè)要想長期穩(wěn)定的發(fā)展下去，企業(yè)就必須有前瞻性，將計(jì)算機(jī)技術(shù)有效應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中，提高機(jī)械制造的自動(dòng)化、信息化以及智能化水平，以此在市場競爭中占據(jù)有利位置。不過，由于我國機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)還處于起步階段，缺少完善的應(yīng)用體系，這也造成了我國設(shè)計(jì)制造行業(yè)在全球市場上的話語權(quán)與地位受到一些影響。因此在今后的發(fā)展過程中，需要大力對(duì)此進(jìn)行完善與發(fā)展，最終實(shí)現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品制造的全面自動(dòng)化。

一、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化概述

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

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化主要包括對(duì)工業(yè)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造，以及對(duì)設(shè)備運(yùn)行時(shí)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控，其具有綜合性、復(fù)雜性以及專業(yè)性強(qiáng)的特征。在這一過程中，需要計(jì)算機(jī)信息技術(shù)與自動(dòng)化進(jìn)行有效的結(jié)合，在計(jì)算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展中，計(jì)算機(jī)技術(shù)促使機(jī)械行業(yè)逐步向智能化發(fā)展。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的不斷升級(jí)調(diào)整，盡管機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化行業(yè)受到一定的影響，但仍占據(jù)著主導(dǎo)地位。當(dāng)前，越來越多的機(jī)械生產(chǎn)領(lǐng)域都逐步采用現(xiàn)代化的計(jì)算機(jī)信息技術(shù)，并與自動(dòng)控制技術(shù)的合作也越加深入。

2.機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展現(xiàn)狀

首先，相關(guān)機(jī)械設(shè)備裝配存在不合理的現(xiàn)象。機(jī)械設(shè)備的合理裝配，是生產(chǎn)達(dá)到理想效果的前提，合理的裝配可以有效保證生產(chǎn)的過程中，設(shè)備的設(shè)計(jì)與實(shí)際應(yīng)用相符，保證生產(chǎn)可以正常運(yùn)行。但現(xiàn)階段機(jī)械設(shè)備的裝配還存在著諸多不合理之處，這對(duì)機(jī)械設(shè)備正常的運(yùn)行產(chǎn)生了極大的影響。其次，機(jī)械設(shè)備的更新不及時(shí)。為保證機(jī)械生產(chǎn)的正常運(yùn)作與生產(chǎn)質(zhì)量，機(jī)械設(shè)備必須進(jìn)行及時(shí)的更新與換代，但部分管理人員的更新意識(shí)不強(qiáng)，無法及時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行更新，從而導(dǎo)致生產(chǎn)設(shè)備陳舊，無法與實(shí)際生產(chǎn)需要相匹配。此外，機(jī)械設(shè)備保養(yǎng)意識(shí)不強(qiáng)。對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行保養(yǎng)是游戲保證機(jī)械設(shè)備正常運(yùn)作的基礎(chǔ)，但由于對(duì)該方面的認(rèn)識(shí)不足，沒有對(duì)設(shè)備進(jìn)行及時(shí)的保養(yǎng)，導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備長時(shí)間的超負(fù)荷工作，卻得不到有效的保養(yǎng)，進(jìn)而使得機(jī)械設(shè)備的老化速度快

二、計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化自動(dòng)化領(lǐng)域中展現(xiàn)的優(yōu)勢

1.計(jì)算結(jié)果精準(zhǔn)性大幅提升

當(dāng)計(jì)算機(jī)技術(shù)投入使用后，可以對(duì)設(shè)計(jì)人員使用的多個(gè)機(jī)械制造方案進(jìn)行相互比較，從性能、經(jīng)濟(jì)效益以及市場適應(yīng)情況等角度，挑選最合適的機(jī)械制造方案。除去上文所說的問題之外，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)還能夠?qū)⒘舸嬉酝鶅?yōu)秀方案的參數(shù)，在后續(xù)開展同類或相似機(jī)械設(shè)計(jì)制造工作的過程中，以便迅速從數(shù)據(jù)庫中挑選優(yōu)秀的設(shè)計(jì)模板開展類比設(shè)計(jì)工作，提升設(shè)計(jì)工作的效率和水平。依托計(jì)算機(jī)技術(shù)開展各項(xiàng)計(jì)算工作，不僅可以提升計(jì)算效率，也能夠有效控制人為設(shè)計(jì)和計(jì)算誤差。

2.實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造工作的自動(dòng)化

自動(dòng)化是現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)制造需要實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)性功能，也是提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造工作精準(zhǔn)性和有效性的關(guān)鍵性工作。包括計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、人工智能技術(shù)在內(nèi)的一系列自動(dòng)化技術(shù)，主要是通過對(duì)諸多計(jì)算機(jī)軟硬件的集成化設(shè)計(jì)與整合，來實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造指令生產(chǎn)、傳送、執(zhí)行的自動(dòng)化。在計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持下，機(jī)械設(shè)計(jì)制造系統(tǒng)可以通過上下料自動(dòng)化、裝卡自動(dòng)化、換刀自動(dòng)化、加工自動(dòng)化、零件檢驗(yàn)自動(dòng)化等一系列的自動(dòng)化操作來實(shí)現(xiàn)整個(gè)設(shè)計(jì)制造鏈條的自動(dòng)化運(yùn)行，從而滿足機(jī)械設(shè)計(jì)制造工作自動(dòng)化的需要。

三、計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中的具體應(yīng)用

隨著機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化實(shí)踐的多樣化、深入性發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)在有關(guān)實(shí)踐中的應(yīng)用也愈加廣泛，并且具體的應(yīng)用也表現(xiàn)出各種差異。綜合而言，計(jì)算機(jī)技術(shù)的具體應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

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

計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)圖形處理技術(shù)來實(shí)現(xiàn)繪制和顯示機(jī)械圖形的技術(shù)類型。相較于傳統(tǒng)的手工繪圖方式而言，計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)是將計(jì)算機(jī)圖形處理的技術(shù)運(yùn)用到繪圖工作中，實(shí)現(xiàn)繪圖的自動(dòng)化、流程化、信息化。目前，在繪圖過程中應(yīng)用比較多的計(jì)算機(jī)技術(shù)主要有CAD技術(shù)、CAM技術(shù)等，這些技術(shù)軟件中的龐大功能基本滿足了機(jī)械設(shè)計(jì)制造過程中的繪圖需求，并且將傳統(tǒng)手工繪圖中的一些龐雜、繁瑣的內(nèi)容交由技術(shù)進(jìn)行簡單的處理，極大地提高了繪圖的效率。例如，在CAD繪圖過程中，如果需要繪制復(fù)雜的軸對(duì)稱圖形，繪圖人員只需要在軟件中繪制出一半的圖形，然后利用軟件中的鏡像命令，就可以直接復(fù)制出另外一部分圖形。

2.輔助技術(shù)

在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中，輔助技術(shù)是一種比較常見的功能，在很多領(lǐng)域都有應(yīng)用，如服裝領(lǐng)域、機(jī)械領(lǐng)域等。計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中的應(yīng)用，可以將原本繁雜的操作過程予以簡化，提高作業(yè)的效率，同時(shí)也在很大程度上提高了機(jī)械制造產(chǎn)品的質(zhì)量，為企業(yè)帶來了良好的經(jīng)濟(jì)效益。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化操作的過程是比較復(fù)雜的，在計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的支撐下，可以詳細(xì)分析機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)品的形狀、結(jié)構(gòu)以及尺寸等基本信息，找到存在中的問題，并完善其機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。同時(shí)，有了計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的有效應(yīng)用，機(jī)械生產(chǎn)性能則可以得到全方位的呈現(xiàn)，避免了設(shè)計(jì)的失誤，保障的機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的精確性，對(duì)促進(jìn)其發(fā)展有著十分重要的作用。

3.計(jì)算機(jī)技術(shù)在仿真技術(shù)中的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)的仿真技術(shù)是以虛擬與可視技術(shù)為依托的，這一技術(shù)通過計(jì)算機(jī)建立相關(guān)的數(shù)學(xué)模型，利用數(shù)學(xué)模型將機(jī)械的應(yīng)用狀況進(jìn)行真實(shí)的反應(yīng)。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中建立模型，使其修改變得簡潔、方便。同時(shí)，計(jì)算機(jī)的仿真相關(guān)軟件在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中的應(yīng)用，可以將現(xiàn)實(shí)技術(shù)與虛擬技術(shù)進(jìn)行有效的充分結(jié)合，進(jìn)行仿真的實(shí)驗(yàn)，為機(jī)械制造提供相關(guān)的數(shù)據(jù)與參考資料。部分機(jī)械設(shè)計(jì)的成本較高、難度也大、設(shè)計(jì)修改存在一些困難，而有效利用計(jì)算機(jī)的仿真技術(shù)可以對(duì)相關(guān)過程進(jìn)行一定程度的簡化，同時(shí)可以對(duì)機(jī)械的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察，以保證機(jī)械設(shè)計(jì)的合理性、實(shí)用性

結(jié)束語：信息時(shí)代背景下，計(jì)算機(jī)技術(shù)在現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展過程中的應(yīng)用已經(jīng)非常普遍，可以說當(dāng)前人類社會(huì)的發(fā)展已經(jīng)離不開計(jì)算技術(shù)的支撐。所以，將計(jì)算機(jī)技術(shù)有效融入到機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中，不僅是機(jī)械制造行業(yè)發(fā)展的需求，更是時(shí)代發(fā)展的必然趨勢。由于我國在這方面的應(yīng)用基礎(chǔ)相對(duì)薄弱，與一些發(fā)達(dá)國家相比還存在一些差距，在未來還需要我國科研人員的不斷完善與探索，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造中存在的問題加以分析，制定合理的解決方案，這樣才能有效的利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，為社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展提供重要支撐。

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