探析計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化中應(yīng)用

陳勁舟

摘 要： 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，大大提高了人們的辦公效率，方便了人們的生活。計(jì)算機(jī)技術(shù)與機(jī)械設(shè)計(jì)、制造和自動化的結(jié)合，有效地促進(jìn)了機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)的發(fā)展。在計(jì)算機(jī)中使用制圖軟件，可以實(shí)現(xiàn)高精度產(chǎn)品的生產(chǎn)和數(shù)控技術(shù)的自動化，大大提高了機(jī)械設(shè)計(jì)、制造和自動化的范圍和效率。雖然我國的機(jī)械制造自動化已經(jīng)發(fā)展到一定程度，但仍缺乏完整的應(yīng)用體系，導(dǎo)致我國機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化行業(yè)在全球市場上缺乏話語權(quán)。

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

【中圖分類號】TH164 ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A ? ? 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.35.155

引言：近幾年，計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展十分迅速，其衍生的各種科學(xué)成果在很多行業(yè)被應(yīng)用。計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合各行業(yè)領(lǐng)域的特色，形成了各領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用體系。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動化是諸多領(lǐng)域中應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)較多的一個行業(yè)，其借助計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了自身的飛躍發(fā)展，顯著節(jié)約了行業(yè)的生產(chǎn)成本。

1 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化的內(nèi)涵及優(yōu)勢

經(jīng)過近些年的發(fā)展，我國已成為世界第一大工業(yè)國，這與機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)的發(fā)展分不開，無論是軍事設(shè)備，還是道路橋梁都需要機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)的支持。但隨著科技的發(fā)展，先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)與機(jī)械設(shè)計(jì)制造的融合是一種必然趨勢，不斷推動著機(jī)械行業(yè)向自動化、智能化邁進(jìn)。將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)有助于破解生產(chǎn)中的難題，能夠顯著提高產(chǎn)品的制造效率和精準(zhǔn)程度，不斷滿足中國甚至世界的發(fā)展需要，是發(fā)展的必然趨勢。未來機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化發(fā)展的空間十分巨大，零部件的生產(chǎn)流程也將越來越簡化，更多設(shè)備智能化、自動化生產(chǎn)作業(yè)都將逐步實(shí)現(xiàn)，機(jī)械將取代工人完成更加精準(zhǔn)的生產(chǎn)。工作人員日常的工作只是做簡單的日常維護(hù)和定期檢查，通過計(jì)算機(jī)對機(jī)床進(jìn)行有效的控制，確保相關(guān)設(shè)備持續(xù)進(jìn)行高質(zhì)量的作業(yè)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)者也可以從繁雜的工作中脫離出來。通過計(jì)算機(jī)完成模型設(shè)計(jì)，減少手工繪制的誤差，不斷提升設(shè)計(jì)的質(zhì)量，完成更高難度的設(shè)計(jì)。

2 計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)及自動化中的應(yīng)用優(yōu)勢

計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動化中能給該領(lǐng)域提供更多的優(yōu)勢。

2.1 提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造的穩(wěn)定性

機(jī)械設(shè)計(jì)制造的穩(wěn)定性指的是在制造產(chǎn)品運(yùn)作過程中，在某一段時間內(nèi)機(jī)械設(shè)備運(yùn)作不會出現(xiàn)問題，這是對機(jī)械設(shè)計(jì)制造產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)性進(jìn)行衡量。目前機(jī)械設(shè)計(jì)制造逐漸趨向精準(zhǔn)化和標(biāo)準(zhǔn)化，但僅僅依靠傳統(tǒng)技術(shù)是無法滿足這一要求的。因此需要從機(jī)械設(shè)計(jì)制造的穩(wěn)定性方面，去尋找更先進(jìn)的技術(shù)。計(jì)算機(jī)計(jì)算能力強(qiáng)大，計(jì)算準(zhǔn)確度高，將其應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)自動化中，能提高機(jī)械設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)度，而且能根據(jù)不同的需求進(jìn)行模型的演習(xí)，從而尋找真正適合的產(chǎn)品。

2.2 實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造的自動化

現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)制造的基本要求是實(shí)現(xiàn)自動化，只有在實(shí)現(xiàn)自動化的基礎(chǔ)之上，才能提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造工作的精準(zhǔn)性。一系列的自動化技術(shù)，比如計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)、大數(shù)據(jù)、人工智能等，主要是對諸多計(jì)算機(jī)的軟硬件進(jìn)行集成設(shè)計(jì)整合，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造的自動化。計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)制造中，可以實(shí)現(xiàn)自動化操作，幫助整個設(shè)計(jì)制造系統(tǒng)自動化運(yùn)行，從而滿足機(jī)械設(shè)計(jì)制造的自動化需求。

3 具體應(yīng)用分析

3.1 計(jì)算機(jī)技術(shù)的輔助功能

對于計(jì)算機(jī)技術(shù)而言，其涉及的范圍廣且學(xué)科多，借助比較專業(yè)的計(jì)算機(jī)軟件來進(jìn)行機(jī)械的設(shè)計(jì)制造和機(jī)械自動化的學(xué)習(xí)發(fā)展，往往能夠發(fā)揮良好的輔助作用，包括像CAD（二維制圖軟件）與UG（三維設(shè)計(jì)軟件）等。在關(guān)于機(jī)械的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，對于界面的設(shè)計(jì)和產(chǎn)品功能的模擬基本都沒有辦法脫離來自這些軟件所提供的幫助。因此，這些軟件的使用往往能使得其設(shè)計(jì)的質(zhì)量以及設(shè)計(jì)效率大幅度提升，并且更加便于設(shè)計(jì)人員針對產(chǎn)品進(jìn)一步優(yōu)化與改進(jìn)。在進(jìn)行計(jì)算機(jī)繪圖的時候，通過二維和三維之間的互相轉(zhuǎn)換，進(jìn)一步提升設(shè)計(jì)者對于機(jī)械產(chǎn)品的系統(tǒng)控制，還要在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)改正方案中具體存在的缺陷。繪圖軟件可以有效地保證尺寸標(biāo)注的效率，同時針對部分?jǐn)?shù)據(jù)的改變也不會影響到結(jié)構(gòu)的完整性，另外通過在軟件中標(biāo)題欄對不同的零部件名稱及其技術(shù)要求進(jìn)行標(biāo)注，會更加方便審圖人員的審核。

3.2 應(yīng)用仿真技術(shù)

仿真技術(shù)是在數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)可視化技術(shù)和虛擬技術(shù)二者的整合，從而實(shí)現(xiàn)仿真技術(shù)。仿真技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動化中能在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)為設(shè)計(jì)人員提供更高的便捷性。在機(jī)械制造中借助虛擬技術(shù)，能進(jìn)行仿真模擬實(shí)驗(yàn)，從而給機(jī)械制造企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量提供數(shù)據(jù)支撐。在機(jī)械產(chǎn)品的整個制造過程中，如果設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)出現(xiàn)較多問題，后期修改不僅會增加成本，而且難度較大，運(yùn)用了計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，能簡化產(chǎn)品制造過程，從而對機(jī)械的運(yùn)動情況進(jìn)行監(jiān)控，提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造的便捷性。

3.3 計(jì)算機(jī)3D技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用

近年來，計(jì)算機(jī)技術(shù)與3D技術(shù)的融合更加普遍，3D技術(shù)的出現(xiàn)極大地推動了信息產(chǎn)業(yè)化和集成化的發(fā)展，為機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化帶來了新的發(fā)展契機(jī)。二者的結(jié)合不僅實(shí)現(xiàn)了機(jī)械產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)到銷售的一體化，還可以通過直觀的3D技術(shù)發(fā)現(xiàn)潛在的問題，在最大程度上保證了產(chǎn)品的良品率。計(jì)算機(jī)3D技術(shù)還可以對產(chǎn)品的相關(guān)信息進(jìn)行分析，為后續(xù)的檢查、評估提供參考，以保證產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、制造的規(guī)范，提高產(chǎn)品的實(shí)用性。計(jì)算機(jī)3D技術(shù)很好地取代了以往實(shí)物驗(yàn)證的方式，通過連接計(jì)算機(jī)圖形數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的制造，形成了更好的科學(xué)生產(chǎn)體系。

3.4 應(yīng)用計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)

利用計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)來對產(chǎn)品進(jìn)行圖紙的繪制，與傳統(tǒng)的手工繪圖方式相比，計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)能使得繪圖的過程自動化。目前在繪圖過程中應(yīng)用較廣泛的計(jì)算機(jī)技術(shù)有CAD技術(shù)，這些技術(shù)的功能十分龐大，能滿足機(jī)械設(shè)計(jì)制造的繪圖需求，而且能簡化傳統(tǒng)手工繪圖中的步驟，顯著提高了繪圖的效率。

結(jié)語：總之，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化中應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)是未來的發(fā)展方向，二者的結(jié)合不斷推動著相關(guān)行業(yè)和領(lǐng)域的發(fā)展，為我國實(shí)現(xiàn)工業(yè)強(qiáng)國奠定基礎(chǔ)。為此，要不斷強(qiáng)化對計(jì)算機(jī)技術(shù)人員的培養(yǎng)，對相關(guān)技術(shù)進(jìn)行革新，不斷推動中國制造業(yè)的發(fā)展。

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