機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化中計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用分析

朱海勇

摘要：改革開放以來，人們對我國機(jī)械制造提出了更高的要求。由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，我國機(jī)械制造領(lǐng)域逐漸開始使用計(jì)算機(jī)技術(shù)，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)可以快速提升工業(yè)效率?；诖?，本文依次對機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化的概念，計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械制造及其自動化中的使用現(xiàn)狀、使用優(yōu)勢、具體應(yīng)用以及發(fā)展趨勢進(jìn)行分析，對機(jī)械制造企業(yè)運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)有一定的指導(dǎo)意義。

Abstract： Since the reform and opening up， people have put forward higher requirements for my country's machinery manufacturing. Due to the rapid development of computer technology， the field of machinery manufacturing in my country has gradually begun to use computer technology， and the use of computer technology can quickly improve industrial efficiency. Based on this， this article analyzes the concept of mechanical design and manufacturing and its automation， the status quo， use advantages， specific applications and development trends of computer technology in mechanical manufacturing and its automation， and has certain guidance on the use of computer technology by machinery manufacturing enterprises. significance.

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

Key words： computer technology;mechanical design and manufacturing;automation;application

中圖分類號：TQ573+.8? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）17-0211-02

0? 引言

現(xiàn)階段，計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械生產(chǎn)中占據(jù)著越來越高的地位，其應(yīng)用也變得非常普遍，但是，與發(fā)達(dá)國家相比，我國機(jī)械制造領(lǐng)域的自動化生產(chǎn)還十分落后，因此需要不斷的發(fā)展和創(chuàng)新。研究表明，限制我國機(jī)械制造企業(yè)自動化技術(shù)發(fā)展的最重要原因是企業(yè)業(yè)務(wù)與計(jì)算機(jī)進(jìn)行結(jié)合的程度不高。因此，我國需要采取措施去提升機(jī)械行業(yè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用的程度，從而讓機(jī)械制造企業(yè)實(shí)現(xiàn)更好的發(fā)展。

1? 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化中計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)人類社會的進(jìn)步，發(fā)展科技是必不可少的一項(xiàng)因素。自從我國改革開放以來，我國在經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的同時(shí)，在科技領(lǐng)域也取得了非常大的進(jìn)步。特別是在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化方面，由于計(jì)算機(jī)及信息技術(shù)的發(fā)展，開始與之相結(jié)合，大大推動了機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展。確定的是，計(jì)算機(jī)技術(shù)在制造業(yè)產(chǎn)生了非常大的影響，制造業(yè)相比從前發(fā)生了翻天覆地的變化，使機(jī)械制造行業(yè)取得了空前的發(fā)展。但是我們同樣應(yīng)該看到，機(jī)械制造領(lǐng)域?qū)τ?jì)算機(jī)應(yīng)用的程度比較低，很多公司依舊使用傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)去生產(chǎn)。另外，即使某些機(jī)械設(shè)計(jì)制造公司在工作過程中使用了計(jì)算機(jī)技術(shù)，但是使用的技術(shù)層次還很低，深度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，對技術(shù)的運(yùn)用尚且不足，相比于美國、日本等歐美國家還相差甚遠(yuǎn)。所以我國計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化中仍有很大的提升空間。

2? 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)用過程中的優(yōu)勢

2.1 縮短設(shè)計(jì)周期? 對于制造業(yè)中，傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式一般情況下需要很長的周期去進(jìn)行設(shè)計(jì)，對于一些結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的設(shè)備，需要進(jìn)行很多步驟，因此需要的時(shí)間會越長，難度也越高。在這種情況下，如果能將計(jì)算機(jī)技術(shù)運(yùn)用到設(shè)計(jì)過程中，可以大大地縮短設(shè)計(jì)所需的時(shí)間。比如，可以采用輔助設(shè)計(jì)軟件來對三維的圖形進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可以利用一些比較常見的幾何圖形去構(gòu)建一些比較復(fù)雜的圖形，這樣難度會有很大程度的下降，因此可以減少設(shè)計(jì)所需的時(shí)間。而且，如果利用三維圖形設(shè)計(jì)軟件去設(shè)計(jì)復(fù)雜圖形，可以在設(shè)計(jì)后對不完善的地方進(jìn)行優(yōu)化，能進(jìn)一步提升整個(gè)設(shè)計(jì)過程的效率。

2.2 設(shè)計(jì)變更便利? 在機(jī)械設(shè)計(jì)和制造的時(shí)候，經(jīng)常出現(xiàn)的一種情況是，需要對設(shè)計(jì)的內(nèi)容進(jìn)行變更。于是，就需要設(shè)計(jì)人員對原來設(shè)計(jì)的內(nèi)容進(jìn)行改變，如果利用傳統(tǒng)的修改方法，難度既高，同時(shí)還需要較高的損耗。但是，如果能夠使用計(jì)算機(jī)技術(shù)對原來設(shè)計(jì)的內(nèi)容進(jìn)行修改，可以大大解決這方面的問題。另外，利用計(jì)算機(jī)軟件對先前設(shè)計(jì)的內(nèi)容進(jìn)行修改，還可以把設(shè)計(jì)好的零件放到實(shí)際環(huán)境里進(jìn)行裝配實(shí)驗(yàn)，確認(rèn)其能否符合需求進(jìn)行組裝。在實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，可以觀察到每個(gè)零部件可能出現(xiàn)的問題，從而可以讓設(shè)計(jì)人員對其進(jìn)行有針對性的修改。

2.3 利于觀察裝配? 在設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)備的時(shí)候，如果采用了不同的裝備方式，可能會產(chǎn)生不同的效果。如果將計(jì)算機(jī)技術(shù)運(yùn)用到機(jī)械設(shè)計(jì)和制造中，可以在設(shè)計(jì)的過程中提前模擬不同的裝配方式產(chǎn)生的效果、對于不符合要求的裝配方式，可以將其刪除，或者進(jìn)行改正。通過這樣的方法，可以大大降低在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中所需的資源成本以及時(shí)間成本，并且能夠提升制造出來零件的質(zhì)量。所以能夠?qū)⒁恍┍容^先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械制造領(lǐng)域，完善設(shè)計(jì)的流程。

3? 計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化中的具體應(yīng)用

3.1 計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)的應(yīng)用? 在制造業(yè)工作的過程中，比如汽車零部件的加工，從精密的零部件，如果采用傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)手段，想要完成此類零件的繪制是一件非常困難的事情，很難滿足其精度的要求。而如果在設(shè)計(jì)和繪圖的過程中利用一些計(jì)算機(jī)軟件，比如CAM、CAD等，可以實(shí)現(xiàn)高精確度的繪制零件圖，而且還可以大大縮減繪圖所需要的時(shí)間。在用CAD繪圖的時(shí)候，可以直接將數(shù)據(jù)輸入到軟件中，軟件自動就可以對圖紙的某些部分進(jìn)行繪制，同時(shí)，對于一些復(fù)雜的圖形，可以在軟件中輸入指令代碼，從而能夠?qū)崿F(xiàn)軟件的自動繪制。還可以通過鏡像的方式去繪制一些對稱的圖形，這大大降低了圖形繪制所需的人力和物力。

3.2 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的應(yīng)用? 隨著VR技術(shù)和計(jì)算機(jī)可視技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)也迎來了新的變革，一些高質(zhì)量的仿真軟件開始出現(xiàn)，不少機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化公司開始采用仿真軟件。利用仿真軟件，可以在零件設(shè)計(jì)之前，對其進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，建立的模型可以更加直觀、真實(shí)的觀察出零件的實(shí)用性和質(zhì)量，再通過計(jì)算機(jī)技術(shù)對其進(jìn)行分析，可以讓零件的性能變得更加牢靠，同時(shí)，在未來修改的時(shí)候也更加便捷。利用仿真軟件提前對零件的性能進(jìn)行模擬，通過一些仿真的試驗(yàn)，可以進(jìn)一步讓零件的質(zhì)量更有保證。

3.3 計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床技術(shù)的應(yīng)用? 在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化的過程中，還可以結(jié)合計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床，通過數(shù)控機(jī)床，可以通過編程的方式對機(jī)械制造過程中零件加工的路徑進(jìn)行設(shè)定，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對一些非常復(fù)雜的零件進(jìn)行加工，在加工的過程中，首先需在數(shù)控軟件輸入代碼，因此，工作人員需要提前學(xué)習(xí)相關(guān)的指令和代碼邏輯。過去我國的數(shù)控機(jī)床主要從一些西方國家進(jìn)口。近些年，我國的數(shù)控機(jī)床技術(shù)也取得了很大的發(fā)展，未來我國一定會出現(xiàn)越來越多的數(shù)控機(jī)床控制人才，從而為機(jī)械領(lǐng)域作出更大的貢獻(xiàn)。

3.4 3D 技術(shù)的應(yīng)用? 隨著我國科技的發(fā)展，我國的3D技術(shù)也越來越成熟且開始應(yīng)用于機(jī)械制造領(lǐng)域，且對機(jī)械領(lǐng)域產(chǎn)生了很大的影響。3D技術(shù)可以應(yīng)用于機(jī)械制造過程中的好幾個(gè)時(shí)期，比如，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)期，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)完成之后，利用3D技術(shù)可以對其進(jìn)行仿真研究，工作人員可以在仿真模擬的時(shí)候發(fā)現(xiàn)零件設(shè)計(jì)存在的缺陷，從而能夠?qū)ζ溥M(jìn)行針對性的處理，讓產(chǎn)品的質(zhì)量得到進(jìn)一步的保障。其次，在設(shè)計(jì)完成的時(shí)期，利用3D技術(shù)可以對所設(shè)計(jì)零件的一些參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對一些不符合標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)地糾正。在將3D技術(shù)運(yùn)用到機(jī)械制造領(lǐng)域的時(shí)候，可以直接打印出來一些體積較大，精細(xì)程度較高的零部件。最后，在檢查生產(chǎn)出來的零部件質(zhì)量的時(shí)候，運(yùn)用3D技術(shù)還可以進(jìn)行仿真檢測，相比于傳統(tǒng)的檢測方式，這樣可以大大地降低檢測所需的成本，提升檢測的效率，從而提升機(jī)械領(lǐng)域的工作效率。

3.5 計(jì)算機(jī)技術(shù)的輔助功能應(yīng)用? 計(jì)算機(jī)技術(shù)作為一門范圍較大的學(xué)科，其包含了很多技術(shù)門類，因此在利用計(jì)算機(jī)軟件的時(shí)候需要用到很多計(jì)算機(jī)軟件，比如CAD和UG，CAD主要是對一些二維圖形進(jìn)行繪制，UG是對一些立體的圖形進(jìn)行繪制，這些軟件有一定的使用門檻，因此，需要在使用之前對軟件功能的實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行學(xué)習(xí)。在整個(gè)機(jī)械加工過程中，最重要的是設(shè)計(jì)的過程，設(shè)計(jì)是零件生產(chǎn)的前提，只要在設(shè)計(jì)好的情況下，才能制造出質(zhì)量比較好的產(chǎn)品，而設(shè)計(jì)產(chǎn)品的外觀以及設(shè)計(jì)產(chǎn)品的用途都需要用到一些計(jì)算機(jī)軟件，只有使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)以及仿真模擬，才能夠去直觀地了解零部件的整個(gè)設(shè)計(jì)過程，從而可以避免一些不必要的浪費(fèi)，還能減少設(shè)計(jì)所需的成本。運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件，還可以減小零部件設(shè)計(jì)及制造過程中出現(xiàn)的誤差，畢竟人眼很難做到絲毫不差地去制造零部件，而軟件可以根據(jù)指定的參數(shù)，去極大精確地實(shí)現(xiàn)零部件的設(shè)計(jì)要求。零件的精確度跟零件的質(zhì)量有著非常大的關(guān)系，因此，在機(jī)械生產(chǎn)中，現(xiàn)在的很多企業(yè)都開始采用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行輔助，相關(guān)的工作人員開始學(xué)習(xí)一些計(jì)算機(jī)軟件，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)去優(yōu)化和提升零件的質(zhì)量，對于設(shè)計(jì)工程中所出現(xiàn)的差錯(cuò)，對其進(jìn)行及時(shí)的修正。

4? 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化中計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用趨勢

4.1 微型化發(fā)展? 未來，計(jì)算機(jī)技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域運(yùn)用的時(shí)候，會朝著越來越微型的方向去發(fā)展，簡單來說，微型化是現(xiàn)代科技的整體走向?？茖W(xué)技術(shù)快速發(fā)展的背景下，人們對計(jì)算機(jī)的便捷性提出了更高的要求，同時(shí)技術(shù)也可以滿足在微小的空間實(shí)現(xiàn)更多的功能?，F(xiàn)階段，無論是計(jì)算機(jī)還是通訊設(shè)備，都在朝著微型的方向去發(fā)展，伴隨而來的是工業(yè)領(lǐng)域的微型化發(fā)展。隨著我國對工業(yè)的重視程度越來越高，計(jì)算機(jī)技術(shù)在工業(yè)方面的應(yīng)用越來越廣泛，機(jī)械行業(yè)中的計(jì)算機(jī)設(shè)備也發(fā)展得越來越高線，快節(jié)奏、高效率的要求使得機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化朝著微型的方向去發(fā)展。

4.2 網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展  隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)也開始與機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域相結(jié)合，每一個(gè)機(jī)械設(shè)備都不再是單獨(dú)的生產(chǎn)加工機(jī)器，都開始與其他的機(jī)器設(shè)備有著聯(lián)系，從而在機(jī)器設(shè)備之間形成了一張機(jī)器網(wǎng)絡(luò)。制造業(yè)的生產(chǎn)和制造也變得更加高效，同時(shí)由于設(shè)備與設(shè)備的聯(lián)系，在零部件加工的時(shí)候，可以更加有序。在后面產(chǎn)品組裝的過程中，許多零件可能不是來自同一個(gè)零件加工企業(yè)，通過網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展，可以實(shí)現(xiàn)更好的組裝。

4.3 智能化發(fā)展? 現(xiàn)階段，互聯(lián)網(wǎng)以及信息技術(shù)都迎來的新的發(fā)展，且開始應(yīng)用于各行各業(yè)，在機(jī)械加工制造行業(yè)，越來越多原來由人工完工的工作開始交給機(jī)器去完成，機(jī)器完成的時(shí)候，完全不需要人力去對其進(jìn)行控制或者操縱。未來，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化方面也會迎來人工智能更新的浪潮，因?yàn)檫@個(gè)領(lǐng)域有很多比較復(fù)雜且重復(fù)的工作，利用人工智能可以很好地解決人工完成方面存在的難題，并且利用計(jì)算機(jī)技術(shù)可以保證產(chǎn)品有一個(gè)較高的質(zhì)量。另外，由于涉及公司的技術(shù)專利問題，很多零件在制造和加工的過程中不能被泄露出去，人工操作可能會出現(xiàn)信息的外泄，而利用人工智能則可以很好地規(guī)避這個(gè)問題。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的智能產(chǎn)品將出現(xiàn)在市場上，比如工業(yè)機(jī)器人，可以高質(zhì)量地完成很多工業(yè)領(lǐng)域的工作。另外，計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，也可以對計(jì)算機(jī)技術(shù)的創(chuàng)新創(chuàng)造一些靈感，比如工業(yè)領(lǐng)域語音識別的突破，除了在工業(yè)領(lǐng)域運(yùn)用外還可以運(yùn)用到生活領(lǐng)域。

5? 結(jié)語

總之，我國機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化的發(fā)展對企業(yè)生產(chǎn)效率以及我們的生活都有很大的影響，在制造過程中一定要重視結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)去解決一些傳統(tǒng)的問題，提升企業(yè)的經(jīng)營效率。要做到與時(shí)俱進(jìn)，重視計(jì)算機(jī)技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的創(chuàng)新，加大對這方面的投入，從而實(shí)現(xiàn)對我國機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)的創(chuàng)新和完善，為我國實(shí)現(xiàn)制造業(yè)強(qiáng)國的目標(biāo)注入強(qiáng)大動力。

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