計算機技術(shù)在機械設(shè)計制造及其自動化中的應(yīng)用

楊 俊,錢志強,楊軒皓,朱吉宇

(江蘇捷誠車載電子信息工程有限公司,江蘇 鎮(zhèn)江 212028)

0 引言

探索計算機技術(shù)在機械設(shè)計制造及其自動化中的應(yīng)用,需相關(guān)設(shè)計與技術(shù)人員認識到計算機技術(shù)的應(yīng)用效果與途徑,結(jié)合機械設(shè)計制造與自動化的根本需求,選擇適宜的計算機技術(shù),實現(xiàn)其綜合應(yīng)用。在計算機技術(shù)應(yīng)用進程中還需通過可視化技術(shù)等對其他計算機技術(shù)應(yīng)用效果進行必要的監(jiān)管,統(tǒng)計與研究其對設(shè)計制造與自動化流程的具體效果,進一步優(yōu)化使用方式與流程。

1 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

1.1 提升生產(chǎn)效率與質(zhì)量

機械設(shè)計制造愈加復(fù)雜化,制造過程更加精細化,在各項計算機技術(shù)的綜合應(yīng)用下,可使得相關(guān)的設(shè)計制造人員在設(shè)計進程中更加清晰地明確各個設(shè)計過程,并在提升自動化的基礎(chǔ)上,降低人力成本,提升機械制造效率與質(zhì)量,為機械制造企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益,確保所有的設(shè)備能夠按照固定的流程進行生產(chǎn)。

1.2 提升計算精度

在實現(xiàn)計算機技術(shù)的綜合應(yīng)用中,設(shè)計人員能夠綜合市場發(fā)展、經(jīng)濟效益以及產(chǎn)品性能等因素對機械制造流程進行分析對比,依靠計算機系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計出對應(yīng)的模型,然后以大數(shù)據(jù)技術(shù)與數(shù)據(jù)庫技術(shù)為基礎(chǔ)建模,提升設(shè)計水平與工作效率,降低計算誤差與設(shè)計誤差,避免后續(xù)因誤差問題而造成的成本增加[1]。

1.3 進一步加快機械自動化技術(shù)發(fā)展步伐

計算機技術(shù)、自動化技術(shù)的協(xié)調(diào)發(fā)展,推動了機械自動化流程的完善與優(yōu)化。機械自動化通過整合各項信息技術(shù)與設(shè)備來改進自動化系統(tǒng),使其能夠最大限度地按照輸入的程序或者指令來執(zhí)行相關(guān)操作,尤其是針對當前機械制造中較為復(fù)雜的工件或者流程,能夠較大程度地優(yōu)化生產(chǎn)流程,祛除其中不必要的過程,提升生產(chǎn)效率,促進機械自動化技術(shù)的飛速發(fā)展[2]。

2 計算機技術(shù)在機械設(shè)計制造及其自動化中的應(yīng)用途徑

2.1 輔助作用

計算機技術(shù)在多年的發(fā)展進程中,擴展并涉及多個學科范圍。通過各種計算機軟件的有效應(yīng)用,實現(xiàn)機械設(shè)計制造、自動化的綜合學習與發(fā)展,能夠起到較好的輔助作用,比如三維設(shè)計軟件(Unigraphics NX,UG)、二維設(shè)計軟件(AutoCAD,CAD)等。在機械設(shè)計流程中,不論是界面設(shè)計抑或產(chǎn)品功能的模擬皆需依賴對應(yīng)的計算機技術(shù)來實現(xiàn),且相關(guān)軟件的應(yīng)用往往能夠提升產(chǎn)品的設(shè)計質(zhì)量與效率,改進優(yōu)化產(chǎn)品的設(shè)計流程,規(guī)避掉大部分生產(chǎn)風險。

比如當前的機械設(shè)計、制造自動化流程極為煩瑣,極小的疏忽都會造成難以挽回的損失,此時引入對應(yīng)的計算機輔助功能,對設(shè)計與制造過程進行預(yù)演,在二維與三維轉(zhuǎn)換進程中,加強對機械產(chǎn)品各項功能的控制,規(guī)避其中缺陷的同時,使得機械原理與相關(guān)結(jié)構(gòu)更加清晰。

2.2 可視技術(shù)

計算機可視技術(shù)的應(yīng)用主要是借助技術(shù)手段將抽象機械信息轉(zhuǎn)化為直觀明了的數(shù)據(jù)信息,利于設(shè)計人員進行分析與計算,以此來掌握機械設(shè)計的具體要求,從而對整體設(shè)計過程進行動態(tài)把握,根據(jù)設(shè)計進程中的諸多表現(xiàn)與反饋來改造與優(yōu)化產(chǎn)品性能,以此來提升產(chǎn)品的整體性能以及與市場的契合度,使其具備更高的市場競爭力?？梢暬夹g(shù)在應(yīng)用進程中的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在以下方面:

(1)借助可視化技術(shù),能夠?qū)崿F(xiàn)各項計算機技術(shù)與自動化設(shè)計制造流程完美融合,輔助整個設(shè)計、制造過程,對機械加工工人進行必要的監(jiān)控,規(guī)范其相關(guān)技術(shù)與操作,使其按照具體的標準來執(zhí)行系列指令,以此來提升機械產(chǎn)品可靠性與精確性,不會因各項誤差與問題而帶來較多的損失。(2)可視化技術(shù)在機械設(shè)計與制造過程中還起著優(yōu)化設(shè)計流程的作用,能夠讓設(shè)計人員與技術(shù)人員對于整個階段有一個大體的把握,分析缺點與不足,對過程進行優(yōu)化與把握,提升效率,推動自動化發(fā)展。

2.3 3D 技術(shù)

三維(Three Dimensional,3D)技術(shù)的應(yīng)用,對于機械制造企業(yè)來講,在優(yōu)化各項產(chǎn)品制造流程的同時,也提升了產(chǎn)品視覺美感,能夠更好地滿足市場所需。且三維建模技術(shù)的應(yīng)用,能夠有效避免以往自動化生產(chǎn)進程中的錯漏問題,讓監(jiān)管人員在自動化生產(chǎn)進程中對產(chǎn)品進行全方位、無死角的監(jiān)控,以此來保證產(chǎn)品設(shè)計與制造的可持續(xù)性。

2.4 仿真技術(shù)

(1)仿真技術(shù)屬于計算機技術(shù)中應(yīng)用比較廣泛的一項技術(shù),對比3D 技術(shù)來說,仿真技術(shù)能夠?qū)υO(shè)計、制造以及應(yīng)用進程進行真實推演,通過虛擬現(xiàn)實的方式讓設(shè)計人員掌握相關(guān)產(chǎn)品的真實性能,且具備較高的可參考性。

(2)仿真技術(shù)的應(yīng)用,能夠建立物理模型、數(shù)學模型,為設(shè)計進程提供全面、真實的數(shù)據(jù)信息,拓展產(chǎn)品的應(yīng)用途徑,使其具備更高的競爭力。

(3)仿真技術(shù)的應(yīng)用,可對產(chǎn)品機械自動化制造過程中有可能存在的問題進行預(yù)演,給予設(shè)計人員足夠的時間進行仔細考量,制定針對性的應(yīng)對措施。

(4)仿真技術(shù)可用于產(chǎn)品修復(fù),傳統(tǒng)模式下的修復(fù)技術(shù),需修復(fù)人員首先拆解產(chǎn)品,然后通過各項專業(yè)設(shè)備來進行試驗研究,過程比較煩瑣,且會耗費大量的時間,而在引入仿真技術(shù)之后,可直接模擬產(chǎn)品的整體結(jié)構(gòu)以及系統(tǒng),以此來發(fā)現(xiàn)其中潛在的故障點,針對性地實施修復(fù)工作,縮減修復(fù)時間與成本,更多地推進機械自動化進程[3]。

2.5 數(shù)控機床技術(shù)

數(shù)控機床技術(shù)因其本身在自動化、智能化以及便利化等方面占據(jù)的優(yōu)勢,迅速在機床應(yīng)用領(lǐng)域拓展市場,實現(xiàn)較大范圍的應(yīng)用,其在當前機床應(yīng)用的基礎(chǔ)上,引入對應(yīng)的計算機技術(shù),實現(xiàn)產(chǎn)品更高程度的自動化設(shè)計與制造流程,以平臺與控制軟件為基礎(chǔ),實現(xiàn)軟件手工編程與自動編程。

3 計算機技術(shù)在機械設(shè)計制造及其自動化中應(yīng)用的發(fā)展趨勢

3.1 小型化

以往自動化機械設(shè)計制造出的產(chǎn)品,故障多、體積大、成本高、能耗高,給企業(yè)帶來較大的負擔,嚴重限制了企業(yè)的快速發(fā)展。基于此,未來階段計算機技術(shù)在該方面的應(yīng)用,會促使各項機械產(chǎn)品向小型化方向發(fā)展,系統(tǒng)整體的機構(gòu)以及靈活性,亦會使得機械系統(tǒng)軟硬件得到一定程度的改進與優(yōu)化。

3.2 經(jīng)濟化

傳統(tǒng)模式的手工機械應(yīng)用主要是機械設(shè)計以及制造,其生產(chǎn)效益與質(zhì)量逐漸固化,很難在生產(chǎn)成本、材料、人力資源等方面進行優(yōu)化,而在市場競爭逐漸白熱化的時代,對于發(fā)展緩慢的企業(yè),無疑會被市場所淘汰。實現(xiàn)計算機技術(shù)的應(yīng)用,能夠改革與優(yōu)化當前的機械設(shè)計與制造流程,推動自動化程度進一步提升。

3.3 開放性

機械制造行業(yè)朝著開放性方向發(fā)展是必然趨勢,尤其是針對設(shè)計制造流程,計算機技術(shù)的合理應(yīng)用,能夠在一定范圍內(nèi)提升其開放性程度,使其能夠容納更多的計算機技術(shù)與其他技術(shù)進入,多項技術(shù)的融合與綜合應(yīng)用,必將促進機械制造企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

4 結(jié)語

綜上,本文就計算機技術(shù)在機械設(shè)計制造及其自動化中的應(yīng)用進行了論述與分析,強調(diào)了機械設(shè)計制造與自動化進程中應(yīng)用計算機技術(shù)的優(yōu)勢、意義以及必要性,要求相關(guān)管理層、設(shè)計人員、技術(shù)人員以及一線操作人員等掌握對應(yīng)的計算機技術(shù),發(fā)揮其最大價值,優(yōu)化當前機械設(shè)計制造流程,提升產(chǎn)品設(shè)計品質(zhì),壓縮生產(chǎn)成本,為機械制造企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益。