探究計算機技術(shù)在機械設(shè)計制造及其自動化中的有效運用

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摘要：機械設(shè)計制造及其自動化是一項綜合性的技術(shù)學科，隨著機械設(shè)計現(xiàn)代化的發(fā)展，計算機技術(shù)在機械設(shè)計制造及其自動化發(fā)展方面發(fā)揮的作用越來越大，不僅提高了生產(chǎn)效率，控制了生產(chǎn)成本，還提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。本文通過簡單介紹機械設(shè)計制造及其自動化和計算機技術(shù)，來分析計算機技術(shù)在機械設(shè)計制造及其自動化的應(yīng)用優(yōu)勢和實際運用。

關(guān)鍵詞：計算機技術(shù);機械設(shè)計制造;自動化

1、計算機技術(shù)與機械設(shè)計制造自動化

1.1計算機技術(shù)

隨著社會經(jīng)濟結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整完善，當前信息時代快速發(fā)展，5G時代已經(jīng)來臨，計算機技術(shù)在當今時代占有的比重越來越大，也取得了一系列的發(fā)展成果，虛擬現(xiàn)實技術(shù)、可視化技術(shù)以及仿真、3D技術(shù)等在機械領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用，并且正在促使著機械行業(yè)走向自動化、智能化。

1.2機械設(shè)計制造及其自動化

機械設(shè)計制造及其自動化包括對工業(yè)基礎(chǔ)機械設(shè)備的設(shè)計、制造，以及對設(shè)備運行時的動態(tài)監(jiān)控，具有專業(yè)性、綜合性等特征，通過融合計算機和自動控制等多項技術(shù)的優(yōu)勢，來解決現(xiàn)代工程設(shè)計、制造中出現(xiàn)的各類問題。

2、計算機技術(shù)在機械設(shè)計制造及其自動化中的應(yīng)用優(yōu)勢

2.1實現(xiàn)機械設(shè)計制造工作的自動化

自動化主要是指通過計算機軟硬件等的多種集成化設(shè)計，來實現(xiàn)機械設(shè)計制造過程中指令的傳送、執(zhí)行等，是實現(xiàn)現(xiàn)代機械設(shè)計的基礎(chǔ)化操作，能提高機械設(shè)計在制造工作中的精準性。在計算機技術(shù)的支持下，機械設(shè)計制造系統(tǒng)可以通過加工自動化、零部件自動化檢驗等一系列自動化操作來實現(xiàn)整個設(shè)計過程的有效運行，從而使機械設(shè)計制造工作的周期明顯縮短，生產(chǎn)效率得到有效提升。

2.2提高機械設(shè)計生產(chǎn)的有效性

計算機技術(shù)擁有超高的精準度，在生產(chǎn)過程中能夠確保機械在運行中沒有出現(xiàn)問題，一直處于穩(wěn)定工作狀態(tài)，實現(xiàn)量產(chǎn)，擴大生產(chǎn)的規(guī)模效應(yīng)，降低傳統(tǒng)人工操作過程中因不可避免出現(xiàn)誤差的概率，提高產(chǎn)品的整體質(zhì)量水平。還可以根據(jù)不同的產(chǎn)品需求，靈活地進行模型仿真設(shè)計，打破傳統(tǒng)的技術(shù)瓶頸，減少設(shè)計制作工期，確保整個機械設(shè)計環(huán)節(jié)的精確性，直到最終確定生產(chǎn)出真正適合的產(chǎn)品。

2.3提高機械設(shè)計生產(chǎn)過程中的安全性

通過科學的應(yīng)用信息自動化技術(shù)，解決了許多曾經(jīng)難以解決的問題，增加了整體機械作業(yè)的安全系數(shù)?，F(xiàn)在大部分的作業(yè)操作環(huán)境，基本以機械自動化代替人為操作，生產(chǎn)管理人員只需要通過操縱計算機，就可以完成產(chǎn)品的生產(chǎn)制作。操作人員不再需要身處一線，大幅度降低了安全事故的發(fā)生概率，且當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，計算機技術(shù)也可在第一時間切斷主要電源線路，使其停止操作，并且響起報警信號，通知相關(guān)人員及時進行檢查，避免了更大安全事故的發(fā)生。

3、計算機技術(shù)在機械設(shè)計制造及其自動化中的有效運用

3.1計算機技術(shù)的輔助運用

機械設(shè)計制作及其自動化本身就是一個非常復雜的操作過程，涉及到諸多環(huán)節(jié)，計算機技術(shù)被應(yīng)用到機械設(shè)計上是社會發(fā)展的必然趨勢。

首先在進行機械設(shè)計時要對機械有個全面清晰的了解，包括其工作原理，內(nèi)部元件結(jié)構(gòu)等，利用計算機技術(shù)可以對機械產(chǎn)品進行具體全面的分析與描述，能夠直觀地表示其所有構(gòu)造與原理，幫助相關(guān)人員發(fā)現(xiàn)自身設(shè)計中的不足，提高機械設(shè)計的速度與有效性。

計算機技術(shù)是以相關(guān)軟件為基礎(chǔ)，對機械產(chǎn)品的零部件進行自動、實時的監(jiān)測，有利于相關(guān)人員及時發(fā)現(xiàn)機械設(shè)備出現(xiàn)的故障問題，確保工業(yè)施工的安全性。利用計算機進行虛擬構(gòu)建，結(jié)合設(shè)計圖紙制造出虛擬的設(shè)備模型，并且可以利用計算機相關(guān)技術(shù)對其產(chǎn)品的性能和受力情況等進行模擬測試，能夠及時修改設(shè)計過程中的不足，使機械設(shè)計更加完善，經(jīng)模擬驗證的產(chǎn)品可以通過3D打印技術(shù)輸出實物模型向客戶展示。

3.2計算機繪圖技術(shù)在機械設(shè)計制造及其自動化中的運用

傳統(tǒng)的設(shè)計圖紙多為紙質(zhì)版手稿，數(shù)量龐大，內(nèi)容復雜，若字跡印刷不清晰或者保管不當使圖紙產(chǎn)生油污、缺失等情況，很容易造成相關(guān)人員在實際操作過程中的失誤，并且不方便設(shè)計方案的討論修改。

計算機繪圖技術(shù)是將計算機圖形處理技術(shù)運用到設(shè)計圖紙的過程中，可以通過相應(yīng)的軟件系統(tǒng)，如CAD或者CAM等，不僅可以監(jiān)測產(chǎn)品的實體質(zhì)量，還能夠建立具體的零部件模型、模擬動畫進行裝配等操作，且方便對圖紙進行重新設(shè)計或者細節(jié)修改，并且在繪制圖形和數(shù)據(jù)信息處理過程中非常簡單快捷，系統(tǒng)能夠自動化分析當前數(shù)據(jù)存在的問題，實現(xiàn)繪圖的自動化、信息化、流程化，有效增強繪圖的效率和精準度。

如在使用CAD的繪圖過程中，如果需要繪制復雜的軸對稱圖形，那么只需要繪圖人員繪制一半的圖形，利用CAD自帶的鏡像功能，即可直接復制出另一半圖形，極大節(jié)約了繪制人員的工作時間，提高了工作效率。

3.3計算機技術(shù)在數(shù)控機床中的運用

使用數(shù)控機床可以實現(xiàn)產(chǎn)品的生產(chǎn)自動化，用計算機技術(shù)進行數(shù)控機床的編程主要有軟件的自動編程和手工編程兩種方式。自動編程的數(shù)控機床軟件主要被應(yīng)用在處理復雜零配件的生產(chǎn)過程中，利用計算機技術(shù)，使用相關(guān)的數(shù)控軟件語言對其進行相應(yīng)的編程，從而實現(xiàn)零誤差或者低誤差的精準性生產(chǎn)。

目前，采用計算機輔助設(shè)計軟件（SOLIDWORK、PROE等等）設(shè)計的零件圖紙可以直接生成加工指令下發(fā)給數(shù)控加工中心、數(shù)控機床、數(shù)控沖床、數(shù)控切割機等數(shù)控加工設(shè)備直接生產(chǎn)出設(shè)計的零件，不但效率高、同時減少人為轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)錯誤造成的誤差，加工更加精準，這樣使得設(shè)計人員可以從重復繁瑣的簡單勞動中解放出來，有更多時間精力投入更有創(chuàng)造性的設(shè)計工作中，創(chuàng)造出更多更好的產(chǎn)品。

3.4計算機仿真技術(shù)的應(yīng)用

計算機仿真技術(shù)是以虛擬和可視技術(shù)為依托的，能夠針對機械制造中的具體產(chǎn)品建立相應(yīng)的數(shù)學模型，利用媒體形態(tài)對模型進行描述，將模型直觀地呈現(xiàn)在人們眼前，并且能夠進行自動化的生產(chǎn)評估，給機械設(shè)計制造人員提供有效的參考數(shù)據(jù)，從而確保產(chǎn)品生產(chǎn)的精準性和有效性。

計算機的可視化技術(shù)是指借助計算機技術(shù)，能夠?qū)C械信息轉(zhuǎn)化為可視數(shù)據(jù)，使人們直觀等對數(shù)據(jù)進行觀察、分析、監(jiān)控，預(yù)測機械生產(chǎn)的各項性能，掌握機械運行的相應(yīng)程序，確保加工出符合要求的產(chǎn)品。

計算機的相關(guān)仿真軟件能夠?qū)F(xiàn)實技術(shù)與虛擬技術(shù)結(jié)合起來，進行仿真實驗，為后續(xù)的產(chǎn)品設(shè)計和圖紙測繪提供數(shù)據(jù)信息和參考資料。部分機械設(shè)計的難度較大，且修改困難，利用計算機仿真技術(shù)可以簡化實際操作的工作難度，增加工作效率。

如利用3D技術(shù)，對相應(yīng)產(chǎn)品的尺寸、特征等進行模型仿真，及時發(fā)現(xiàn)模擬過程中存在的問題，并進行相應(yīng)的優(yōu)化處理;還可以提高機械設(shè)計產(chǎn)品的美化程度，具有高標準的統(tǒng)一性;還可以全面分析產(chǎn)品的荷載能力等，保證產(chǎn)品的有效實用性;能夠?qū)崟r觀察產(chǎn)品生產(chǎn)的運行過程，降低檢測成本，提高產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量，生產(chǎn)出符合設(shè)計要求的產(chǎn)品。

4、結(jié)束語

綜上所述，計算機技術(shù)在機械設(shè)計制造及其自動化的應(yīng)用中占有很大比重，可以提高機械設(shè)計產(chǎn)品的質(zhì)量和效率，確保生產(chǎn)效益的最大化。隨著5G時代的來臨，網(wǎng)絡(luò)信號速度的傳播得到進一步的發(fā)展，整個人工智能行業(yè)處于炙手可熱的階段，自動程序設(shè)計、可視化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息的即時共享傳播等的出現(xiàn)，都標志著在計算機技術(shù)支持下的機械制造行業(yè)是未來社會科技發(fā)展的必然趨勢。

因此，要不斷注重計算機設(shè)計人員的專業(yè)培養(yǎng)，加大對計算機技術(shù)的開發(fā)力度，使計算機技術(shù)得到進一步的發(fā)展，更趨于自動化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化以及開放化等，更好地為機械設(shè)計制造及其自動化服務(wù)，推動我國科技技術(shù)的進步。

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