淺析計算機技術于機械設計制造及其自動化的應用

曹津瑞 孫晨飛 馬蜂 楊鵬宇 劉金昊

摘要：從工業(yè)革命時期到機械技術成熟，再到信息化時代，機械行業(yè)作為我國經濟發(fā)展的主要支柱產業(yè)，一直為社會生產運營做出極大的貢獻。盡管計算機在機械設計行業(yè)仍有些許不足，但是在互聯網蓬勃發(fā)展的潮流中，將計算機技術應用在機械行業(yè)是時代所趨，這不僅會提升機械設計制造及其自動化技術水平，還可以節(jié)約人力、減少能源浪費。

關鍵字：機械設計制造;自動化;計算機技術

引言

隨著時代的不斷進步，經濟發(fā)展快速提升，各個行業(yè)間的競爭越發(fā)激烈，在機械設計制造及其自動化這一行業(yè)來說，掌握計算機技術便是掌握了競爭主動權，如若進而開拓計算機在機械制造領域的技術，此行業(yè)發(fā)展前景必將會可持續(xù)快速健康發(fā)展。

1計算機技術在機械設計制造及其自動化行業(yè)發(fā)展狀況

隨著機械制造領域技術與時代的接軌，工業(yè)制造5.0的提出，使機械設計制造成為了當前社會積極發(fā)展的主要內容。首先，將計算機技術與機械生產相結合，極大提升機械制造的效率;其次，傳統(tǒng)的機械設計制造需要極大的人力物力，以及時間成本，無法適應目前分秒必爭的時代。尤其是在機械設計制造產業(yè)正在蓬勃發(fā)展的時期，正等待著計算機技術的應用，為機械制造行業(yè)互聯網化帶來新的發(fā)展動力。目前常用的便是計算機大數據技術，計算機仿真技術，3D打印技術，計算機AI應用技術等在機械設計領域中起著不可或缺的作用。

2計算機設計制造及其自動化中計算機技術的缺點

2.1 計算機技術與機械產品更新不同步

在機械產品優(yōu)化中，機械設備創(chuàng)新及完善最為受到人們的重視，在機械自動化設計方面要求較高且具有豐富的經驗，將知識經驗與科學設計有規(guī)劃的結合起來，短時間內將復雜問題有效的解決。從目前來看，計算機與機械產品相結合并加以運用較為淺顯，不適合將5G科技與機械技術完美的結合，此對需要專業(yè)技術員計算機方面技術更為嚴格，用計算機技術優(yōu)化各種復雜的問題，實現多種自動技術交叉應用，走出計算機控制單一化的不足。

2.2 理論與實際不符

若機械設備發(fā)生故障，在診斷過程中大多注重模糊理論、專家線上解答以及人工神經網絡系統(tǒng)的應用，但是在實際解決過程中對并沒有達到理想結果，一旦計算機在設備診斷中出現問題，將會難以解決由于計算機問題而引發(fā)的一系列的故障。如在發(fā)動機發(fā)生故障診斷時，雖然對傳統(tǒng)的不確定故障以及非線性故障的判斷得到了提升，但是在模糊理論與專家線下診斷缺乏了綜合性，使得對發(fā)電機故障難以精確的判定。

3機械設計制造及其自動化中的計算機技術的應用

3.1仿真技術

計算機仿真技術是以虛擬技術以及可視技術為基礎建立的。在制造生產中將仿真技術應用其中可以充分發(fā)揮機械設備的作用，創(chuàng)建出三維模型，之后相關工作人員綜合分析模型。同時結合模型的同時還可以對其進行優(yōu)化完善，這樣可以不斷地優(yōu)化機械設備。仿真技術在機械設備制造的應用還可以有效的節(jié)約研究的實驗時間以及研究成本，可以極大的提高工作效率與工作質量。

3.2 輔助技術

對于計算機技術來說，涉及的范圍廣泛且學科眾多，將機械設計制造以及機械的自動化與計算機技術相結合便可以起到極大的輔助作用，例如Solidworks（三維設計軟件），CAD（二維制圖軟件）等。機械設計環(huán)節(jié)中，無法脫離軟件便可以對產品進行模擬，由此可見設計軟件的使用可以是的其設計的效率及質量效率大幅度地提升。而且在三維和二維相互轉化也可以依靠設計軟件實現，這樣可以進一步提高設計者對產品的系統(tǒng)控制以及設計環(huán)節(jié)中對方案的改進。繪圖軟件可以有效的保證尺寸標志的效率，同時改變部分的數據也不會對總體設計有極大的破壞。在設計機械設備時可以通過軟件對不同零件進行命名以及所需的技術進行標注，便于審圖人員的檢查。

3.3數控機床技術

作為機械設計及其自動化中最為重要的一個基礎，數控機床技術有兩個必不可少的優(yōu)點：一是軟件手工編程，二是軟件自動編程。為了可以準確的了解數控機床技術，工作人員便可以在這兩方面進行掌控。在科技飛速發(fā)展的現在，自動編程地位愈發(fā)增高。手動編程已經無法滿足現代機械設計及其自動化的需求，所以需要對其功能進行篩選和優(yōu)化。從今往后，自動化編程便會更加的科學、先進，會應用在機械設備配件的生產制造中，尤其是較為復雜的機械零件。不過在此環(huán)節(jié)中需要技術人員可以借助計算機嚴格的控制及管理數控軟件，然后可以嚴格地借助軟件完成自動編程操作，之后實現零配件地設計和制造工作。數控機床在機械設計及其自動化行業(yè)地不斷發(fā)展，越來越被應用在其他的領域內，進而推動了其他領域地快速發(fā)展。

3.4大數據技術

在機械設計及其自動化領域內，大數據技術全面的保障了傳統(tǒng)機械領域的發(fā)展。比如：傳統(tǒng)的機械設計中，需要大量的機械設備進行反復實驗，從而得出相應的設計數據，由此設計出一款產品需要大量的人力物力，但是大數據的應用，可以將相同的產品研發(fā)數據進行梳理和匯總，對一些實驗設計的數據進行總結和解析。既減少設計中出現的問題，又減少研發(fā)時間和設計成本。與此同時，在機械零件生產完畢后。對其性能以及自動化成效的測試也需要大數據技術，可以減少檢驗成本。目前大數據技術不僅在機械設計中產生極大成效，而且在自動化領域中，還可以為生產提供最為合理生產順序，保障機械設備的順利進行。

3.5AI技術

計算機AI技術是利用程序代碼，智能化的完成一些常規(guī)工作。在機械工程設計中，可以讓機械對不同角度以及位置的設備進行安裝，準確地進行變更以及調整，確保流水線的安裝質量。由于計算機AI技術的應用，可以在大體上降低人工制造，尤其是人們最為忽略的環(huán)節(jié)，這將會對自動化生產線帶來嚴重的后果。所以在自動化生產中，計算機要記住可以具有極高的準確性和高效性。據相關統(tǒng)計，計算機AI技術在機械設計制造領域中所產生的成效是傳統(tǒng)模式生產效率的數倍。在家電制造領域中，甚至是人工制造效率的近百倍。隨著社會大眾對機械設備的各種需求，單一的傳統(tǒng)制造已經無法滿足當前產品多元化，但是計算機AI技術可以實現對傳統(tǒng)技術的改良和創(chuàng)新，可以完全解決多元化問題。

3.6 5G技術

目前5G網絡是通信領域的前沿科技，借助計算機技術的幫助，可以實現5G網絡的大范圍普及。而且5G網絡對機械設計制造帶來的可能是翻天覆地的變化：一方面機械設計制造利用5G網絡的云端的加速同時完成多家機械設計企業(yè)的要求，從而使得資源合理化的應用，降低設計研發(fā)成本。另一方面5G網絡可以更為有效的進行信息對比，將傳統(tǒng)的電子機械設計，用影像化的方式展現在設計者的面前，進行全面檢查與計算，并且可以在多時間內對多個機械設計方案進行檢查和改進，為機械行業(yè)帶來了極大的便利。

4結論

綜上所述，隨著工業(yè)5.0時代的到來，計算機技術也隨著科技飛速發(fā)展，得到了廣泛的應用。有效地推進了各行各業(yè)的高速發(fā)展，也使得人類進入到了信息化時代。盡管計算機技術在機械設計行業(yè)仍有不足，但只要對其科學應用，便可以增強企業(yè)的生產效率，降低生產成本，而且能夠有效的提升生產的智能化水平。目前計算機技術在機械設計制造機械化中的應用，最為廣泛的便是仿真技術，輔助技術，數控機床技術等。這些技術將會極大地推進機械制造行業(yè)的快速發(fā)展，加快了國民經濟的增長，有利于我國機械制造領域的可持續(xù)健康發(fā)展。

參考文獻：

[1]王莉.淺析計算機技術在機械設計制造及其自動化中的應用[J].數字通信世界，2020，（第3期）.

[2]夏添儒.探析計算機技術在機械設計制造及其自動化中應用[J].計算機產品與流通，2020，（第11期）.

[3]張陽，胡兆霞，胡加加.計算機技術在機械設計制造及其自動化中的應用研究[J].南方農機，2021，（第3期）.

中北大學 山西太原 030051