計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中的應(yīng)用

馬勇

摘 要：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化是一門(mén)對(duì)各種工業(yè)機(jī)械、產(chǎn)品及設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行、控制等及相關(guān)企業(yè)綜合管理技術(shù)進(jìn)行研究的學(xué)科。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化以機(jī)械設(shè)計(jì)和制造為基礎(chǔ)，把計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、信息技術(shù)相融合，從而解決現(xiàn)代機(jī)械工程領(lǐng)域中存在的復(fù)雜問(wèn)題，起到促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造及自動(dòng)化發(fā)展的作用，將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到產(chǎn)品中，實(shí)現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品的智能化和自動(dòng)化。

關(guān)鍵詞：機(jī)械；設(shè)計(jì)制造；自動(dòng)化；計(jì)算機(jī)技術(shù)

引言

文章對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行重點(diǎn)研究，以期起到一定的借鑒作用。在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及程度越來(lái)越高，它推動(dòng)了機(jī)械行業(yè)快速發(fā)展以及質(zhì)量的提高，提高機(jī)械制造行業(yè)生產(chǎn)成效，相應(yīng)節(jié)省生產(chǎn)成本和生產(chǎn)制造周期，這一系列的改進(jìn)促使我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)在國(guó)內(nèi)外競(jìng)爭(zhēng)中發(fā)揮出巨大優(yōu)勢(shì)。在采用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的諸多領(lǐng)域中改進(jìn)比較典型的有一體化機(jī)電技術(shù)、微型機(jī)電操作系統(tǒng)等。

1機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化的內(nèi)涵分析

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化包括工業(yè)機(jī)械與設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造，以及對(duì)設(shè)備控制運(yùn)行的問(wèn)題研究，它是一門(mén)較為綜合性的學(xué)科。在此過(guò)程中，需要同計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)和自動(dòng)化控制有機(jī)結(jié)合在一起，在信息技術(shù)快速發(fā)展的過(guò)程中，計(jì)算機(jī)技術(shù)使得機(jī)械行業(yè)逐漸向智能化方向邁進(jìn)，各種智能化的機(jī)械設(shè)備不斷進(jìn)入市場(chǎng)。近年來(lái)，伴隨社會(huì)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，雖然機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化行業(yè)遭受一定的影響，但在關(guān)系國(guó)計(jì)民生的行業(yè)中仍占據(jù)主導(dǎo)地位。目前，較多工程領(lǐng)域都采用現(xiàn)代化技術(shù)，計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)的合作越來(lái)越深入。

2計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域的應(yīng)用概況

計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化的應(yīng)用體現(xiàn)在以下方面：

2.1可視技術(shù)

這是運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)將不便于理解的機(jī)械信息、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成直觀(guān)、易懂的信息化數(shù)據(jù)，使專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)人員對(duì)轉(zhuǎn)變之后的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，掌握設(shè)計(jì)產(chǎn)品的屬性，并對(duì)其動(dòng)態(tài)發(fā)展進(jìn)行全面掌握，及時(shí)作出進(jìn)一步的技術(shù)改進(jìn)。計(jì)算機(jī)可視化技術(shù)具有兩個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)：第一、對(duì)工作人員設(shè)計(jì)工作具有很大的輔助作用，避免出現(xiàn)比如人工操作誤差率較高的現(xiàn)象，同時(shí)，對(duì)產(chǎn)品的可靠性也十分有利；第二，加快了設(shè)計(jì)與制造工作的實(shí)效性，進(jìn)而大大提升工作效率，節(jié)省生產(chǎn)時(shí)間，加速自動(dòng)化發(fā)展進(jìn)程。

2.2虛擬技術(shù)

這是指利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，創(chuàng)建出與實(shí)際環(huán)境及其相似的機(jī)械制造環(huán)境，對(duì)技術(shù)生產(chǎn)工作進(jìn)行模擬體驗(yàn)。這一技術(shù)中的虛擬環(huán)境操作可以預(yù)先對(duì)設(shè)計(jì)理念進(jìn)行驗(yàn)證，及早發(fā)現(xiàn)其不合理和不科學(xué)的部分，并對(duì)其進(jìn)行完善與改進(jìn)，減少了等設(shè)計(jì)出來(lái)之后再進(jìn)行改進(jìn)而產(chǎn)生的生產(chǎn)費(fèi)用。

2.3仿真技術(shù)

這是指利用計(jì)算機(jī)技術(shù)描述出機(jī)械設(shè)備的模型，使產(chǎn)品的形態(tài)、物理數(shù)據(jù)、數(shù)學(xué)模型等比較形象化的進(jìn)行展現(xiàn)，為實(shí)際操作過(guò)程提供參考標(biāo)注與依據(jù)。仿真技術(shù)的采用極大提高了機(jī)械設(shè)計(jì)制造工作的科學(xué)化和自動(dòng)化發(fā)展。

3機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用

3.1計(jì)算機(jī)技術(shù)的輔助功能

計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用的范圍比較廣，在學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的過(guò)程中，要結(jié)合具體的計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行同步學(xué)習(xí)。如二維制圖軟件CAD和三維設(shè)計(jì)軟件UG等繪圖軟件，不管在界面設(shè)計(jì)上還是功能表達(dá)上，計(jì)算機(jī)都為機(jī)械設(shè)計(jì)提供了方便。利用繪圖軟件大大提高了制圖效率，而且設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)更加清晰，有利于設(shè)計(jì)人員后續(xù)的修改和優(yōu)化。在使用計(jì)算機(jī)制圖的過(guò)程中，可以提高設(shè)計(jì)人員對(duì)產(chǎn)品的掌控情況，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的修正。利用計(jì)算機(jī)可以清楚的了解產(chǎn)品的尺寸、結(jié)構(gòu)等數(shù)據(jù)，通過(guò)系統(tǒng)內(nèi)部的解釋說(shuō)明，讓審圖者一目了然。

3.2計(jì)算機(jī)在數(shù)控編程中的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)編程分為手工編程和自動(dòng)編程兩種。手工編程是由人工完成對(duì)各個(gè)階段的編程；自動(dòng)編程是人工結(jié)合計(jì)算機(jī)，利用編程數(shù)控語(yǔ)言來(lái)編寫(xiě)和處理程序。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步和數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展，我國(guó)實(shí)現(xiàn)了數(shù)控與計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的轉(zhuǎn)化，但計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展速度比數(shù)控發(fā)展的速度快，所以二者結(jié)合使用時(shí)要注意二者的一致性，才能滿(mǎn)足數(shù)控編程的需要。

3.3計(jì)算機(jī)在數(shù)控加工中的應(yīng)用

在現(xiàn)代的機(jī)械設(shè)計(jì)制造中，一些軟件的應(yīng)用可以加快設(shè)計(jì)和加工速度的同時(shí)提升質(zhì)量。機(jī)械CAD通過(guò)查詢(xún)實(shí)體質(zhì)量實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械或零件質(zhì)量與體積的計(jì)算。模具CAD通過(guò)CAM與CAD的集成應(yīng)用，完成對(duì)復(fù)雜模具的設(shè)計(jì)。在機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用CAD和CAM，可以在計(jì)算機(jī)上繪制并呈現(xiàn)零件和機(jī)械的模型，并根據(jù)機(jī)械的特點(diǎn)對(duì)零件進(jìn)行模擬裝配，在通過(guò)其他技術(shù)和工藝的應(yīng)用進(jìn)行完善，對(duì)整個(gè)加工過(guò)程進(jìn)行模擬，形成數(shù)控程序，實(shí)現(xiàn)在數(shù)控機(jī)床進(jìn)行輸出和加工。

3.4計(jì)算機(jī)的仿真技術(shù)應(yīng)用

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是計(jì)算機(jī)可視技術(shù)和計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)進(jìn)步的產(chǎn)物，被廣泛的應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的模擬環(huán)節(jié)。通過(guò)繪圖軟件完成設(shè)計(jì)模型，考慮各個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)合理性和可行性，使用計(jì)算機(jī)仿真軟件進(jìn)行模擬。在模擬前需要進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)計(jì)頁(yè)面，對(duì)數(shù)據(jù)一一進(jìn)行設(shè)置，然后進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)劃分頁(yè)面劃出與產(chǎn)品特征適應(yīng)性較高的網(wǎng)絡(luò)，建立仿真模擬產(chǎn)品，通過(guò)缺陷指標(biāo)值對(duì)各種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性進(jìn)行分析。對(duì)模擬界面進(jìn)行觀(guān)察和分析，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中存在的問(wèn)題，相關(guān)管理和設(shè)計(jì)人員及時(shí)解決問(wèn)題，不斷的完善結(jié)構(gòu)。在實(shí)際生產(chǎn)的實(shí)踐過(guò)程中，要不斷的調(diào)整和規(guī)范生產(chǎn)參數(shù)來(lái)保證產(chǎn)品制造的準(zhǔn)確性和功能性。利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)使機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化達(dá)到更好的效果。

結(jié)語(yǔ)

總之，以上就是我個(gè)人見(jiàn)解。計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化發(fā)展的必然趨勢(shì)，其運(yùn)用可以將設(shè)計(jì)成果得到直觀(guān)呈現(xiàn)，使設(shè)計(jì)人員更為清晰發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤并及時(shí)得到糾正，而且能加快圖紙編輯、修稿的時(shí)間和工作效率，還能對(duì)設(shè)計(jì)產(chǎn)品進(jìn)行仿真模擬，對(duì)其進(jìn)行性能檢測(cè)。所以，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)，今后對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)運(yùn)用的研發(fā)力度仍需要持續(xù)加強(qiáng)，進(jìn)而繼續(xù)促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化朝著更加快速發(fā)展的方向邁進(jìn)。

參考文獻(xiàn)

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