機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用探索

朱德虎

西門子變壓器（武漢）有限公司 湖北武漢 430415

計(jì)算機(jī)技術(shù)作為21世紀(jì)推動(dòng)生產(chǎn)力發(fā)展的重要技術(shù)要素，是當(dāng)前我國(guó)機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的技術(shù)依托。近年來(lái)的有關(guān)實(shí)踐表明，計(jì)算機(jī)技術(shù)不僅可以提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造的效率和效果，還能夠通過(guò)自動(dòng)化進(jìn)程的明顯推進(jìn)來(lái)提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造的精準(zhǔn)性，使有關(guān)工作開(kāi)展更加科學(xué)、有效。顯然，計(jì)算機(jī)技術(shù)的這種功能極大地滿足了當(dāng)前以及接下來(lái)一段時(shí)間我國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的需要。然而，就目前的實(shí)際情況而言，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)用尚處于探索發(fā)展階段，諸如人工智能、大數(shù)據(jù)挖掘分析、計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)在有關(guān)工作開(kāi)展中的運(yùn)用并不深入，需要通過(guò)有關(guān)應(yīng)用性研究來(lái)逐漸拓展和豐富，以促進(jìn)計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中的更好應(yīng)用[1]。

1 計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

1.1 實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造工作的自動(dòng)化

自動(dòng)化是現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)制造需要實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)性功能，也是提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造工作精準(zhǔn)性和有效性的關(guān)鍵性工作。包括計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、人工智能技術(shù)在內(nèi)的一系列自動(dòng)化技術(shù)，主要是通過(guò)對(duì)諸多計(jì)算機(jī)軟硬件的集成化設(shè)計(jì)與整合，來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造指令生產(chǎn)、傳送、執(zhí)行的自動(dòng)化。在計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持下，機(jī)械設(shè)計(jì)制造系統(tǒng)可以通過(guò)上下料自動(dòng)化、裝卡自動(dòng)化、換刀自動(dòng)化、加工自動(dòng)化、零件檢驗(yàn)自動(dòng)化等一系列的自動(dòng)化操作來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)設(shè)計(jì)制造鏈條的自動(dòng)化運(yùn)行，從而滿足機(jī)械設(shè)計(jì)制造工作自動(dòng)化的需要。

1.2 提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造的可靠性

機(jī)械設(shè)計(jì)制造的可靠性是指機(jī)械制造產(chǎn)品在特定條件下運(yùn)作時(shí)，某段時(shí)間內(nèi)運(yùn)作中沒(méi)有出現(xiàn)問(wèn)題或者處于穩(wěn)定狀態(tài)的性能，該參數(shù)主要是對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造產(chǎn)品是否標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的衡量。在當(dāng)前機(jī)械設(shè)計(jì)制造需求日趨標(biāo)準(zhǔn)化和精準(zhǔn)化的情況下，僅依靠傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝難以完全滿足所有的需求，這就需要從機(jī)械設(shè)計(jì)制造的可靠性方面著手尋求新的工藝。計(jì)算機(jī)技術(shù)作為計(jì)算能力超強(qiáng)、計(jì)算精準(zhǔn)度極高的技術(shù)類型，將其應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中，不僅可以有效提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造的精確度，同時(shí)也可以根據(jù)不同的需求場(chǎng)景進(jìn)行靈活的模型仿真，最終確定真正適合需要的產(chǎn)品[2]。

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

2.1 仿真技術(shù)

仿真技術(shù)是繼可視化、虛擬技術(shù)后的新型技術(shù)，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域中發(fā)揮重要作用。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，可以通過(guò)仿真技術(shù)建立三維模型，便于工作人員進(jìn)行全面的分析并改進(jìn)相關(guān)的問(wèn)題，完善機(jī)械設(shè)備制造。三維模型設(shè)計(jì)可以使工作人員實(shí)時(shí)掌控?cái)?shù)據(jù)信息且能夠?yàn)楹笃谠O(shè)計(jì)、修改提供數(shù)據(jù)支撐。比如，實(shí)際零件制造過(guò)程的大致步驟為建模、澆筑、排溢、冷卻，這些步驟的準(zhǔn)確性與系統(tǒng)具體設(shè)計(jì)參數(shù)密切相關(guān)。因此，工作人員可進(jìn)行模擬工作，保證其準(zhǔn)確性，具體如下：查詢制造參數(shù)設(shè)置各項(xiàng)參數(shù)，然后劃分網(wǎng)格，最后建立仿真模擬產(chǎn)品，分析合理性。通過(guò)觀察、分析模擬產(chǎn)品中的各項(xiàng)參數(shù)可以發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中存在問(wèn)題，具體問(wèn)題具體分析給出解決方案，確保參數(shù)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性、有效性和合理性，以保證產(chǎn)品質(zhì)量。

2.2 數(shù)控機(jī)床技術(shù)

數(shù)控機(jī)床技術(shù)是機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)自動(dòng)化的重要內(nèi)容和主要計(jì)算機(jī)技術(shù)手段，主要指利用計(jì)算機(jī)技術(shù)的相關(guān)軟件對(duì)數(shù)控機(jī)床機(jī)械制造編程，主要包括軟件自動(dòng)編程和軟件手工編程。其中自動(dòng)編程技術(shù)適用于復(fù)雜的設(shè)計(jì)制造過(guò)程，軟件手工編程則需要計(jì)算機(jī)平臺(tái)的支持以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言與數(shù)控編程的相互轉(zhuǎn)化。相關(guān)工作人員必須學(xué)會(huì)這兩部分內(nèi)容才能更加全面的了解和掌握數(shù)控機(jī)床技術(shù)。但互聯(lián)網(wǎng)與信息技術(shù)的發(fā)展，使得自動(dòng)編程成為主流。近幾年，數(shù)控機(jī)床技術(shù)突飛猛進(jìn)不斷突破和創(chuàng)新，使其在機(jī)械設(shè)計(jì)制造與自動(dòng)化發(fā)展領(lǐng)域發(fā)揮關(guān)鍵作用，同時(shí)也對(duì)其他行業(yè)發(fā)展提供助力。

2.3 輔助技術(shù)

在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中，輔助技術(shù)是一種比較常見(jiàn)的功能，在很多領(lǐng)域都有應(yīng)用，如服裝領(lǐng)域、機(jī)械領(lǐng)域等。計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中的應(yīng)用，可以將原本繁雜的操作過(guò)程予以簡(jiǎn)化，提高作業(yè)的效率，同時(shí)也在很大程度上提高了機(jī)械制造產(chǎn)品的質(zhì)量，為企業(yè)帶來(lái)了良好的經(jīng)濟(jì)效益。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化操作的過(guò)程是比較復(fù)雜的，在計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的支撐下，可以詳細(xì)分析機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)品的形狀、結(jié)構(gòu)以及尺寸等基本信息，找到存在中的問(wèn)題，并完善其機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。同時(shí)，有了計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的有效應(yīng)用，機(jī)械生產(chǎn)性能則可以得到全方位的呈現(xiàn)，避免了設(shè)計(jì)的失誤，保障的機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的精確性，對(duì)促進(jìn)其發(fā)展有著十分重要的作用[3]。

2.4 計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)

計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)圖形處理技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)繪制和顯示機(jī)械圖形的技術(shù)類型。相較于傳統(tǒng)的手工繪圖方式而言，計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)是將計(jì)算機(jī)圖形處理的技術(shù)運(yùn)用到繪圖工作中，實(shí)現(xiàn)繪圖的自動(dòng)化、流程化、信息化。目前，在繪圖過(guò)程中應(yīng)用比較多的計(jì)算機(jī)技術(shù)主要有CAD技術(shù)、CAM技術(shù)等，這些技術(shù)軟件中的龐大功能基本滿足了機(jī)械設(shè)計(jì)制造過(guò)程中的繪圖需求，并且將傳統(tǒng)手工繪圖中的一些龐雜、繁瑣的內(nèi)容交由技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的處理，極大地提高了繪圖的效率。

3 結(jié)語(yǔ)

機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域已經(jīng)在轉(zhuǎn)型之路上，不斷的大幅度邁進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)，在戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)上發(fā)揮出巨大作用。生產(chǎn)成本不斷被降低，自動(dòng)化技術(shù)不斷的應(yīng)用，生產(chǎn)效率得到提升，使得企業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中能夠立于不敗之地。