機械設(shè)計制造及其自動化中計算機技術(shù)的應用分析

肖亮

（云南熱淇新能源有限公司，云南 昆明 650000）

0 引言

當前正處在一個經(jīng)濟飛速發(fā)展的時代當中，無論是物質(zhì)生活還是精神生活都得到了相應的提升，相關(guān)的科研人員必須不斷推動現(xiàn)代化技術(shù)的發(fā)展，尤其是在機械設(shè)計制造領(lǐng)域，不斷推進自動化的發(fā)展進程，而計算機技術(shù)能夠為機械自動化發(fā)展提供非常良好的技術(shù)基礎(chǔ)，將計算機技術(shù)跟機械設(shè)計制造結(jié)合在一起，不僅能夠更好地提升機械設(shè)計制造的發(fā)展水平，同時也可以提升其自動化發(fā)展的速度。近些年來，我國針對機械設(shè)計相關(guān)的研究是非常多的，因為從某種程度上來說機械設(shè)計制造決定著一個國家的綜合水平，最近幾年的機械設(shè)計水平飛速發(fā)展，其原因就在于我們在機械設(shè)計當中融入了非常先進的計算機技術(shù)。三維計算機輔助設(shè)計（computer aided design, CAD）技術(shù)取代了重復且簡單的人工勞動，其信息集成化以及共享圖紙的優(yōu)點能夠有效地為機械的設(shè)計及制造提供更多的便利，三維可視化技術(shù)以及虛擬仿真技術(shù)能夠為機械設(shè)計提供更多的幫助，能夠有效擴大計算機技術(shù)的應用范圍，另外，先進的自動化控制技術(shù)在設(shè)計以及制造的時候也存在著集成性以及智能化的特點，可以有效降低企業(yè)的資源成本，并且能夠有效改善現(xiàn)有的機械設(shè)備使用情況。

1 機械設(shè)計概述

最近幾年，伴隨著我國的經(jīng)濟結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整，機械設(shè)計制造及其自動化行業(yè)其實是受到了一定的影響的，但是仍然不能動搖機械設(shè)計制造及其自動化行業(yè)在我國的國民經(jīng)濟當中所占的比重。為了能夠更好地增強該行業(yè)的競爭能力，結(jié)合現(xiàn)代化的計算機技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以有效實現(xiàn)企業(yè)行業(yè)的創(chuàng)新以及發(fā)展，是非常有必要的。

機械設(shè)計主要可以分成兩個部分，分別為機械設(shè)計以及機械制造，機械設(shè)計制造工作要求我們必須充分了解機械在運動過程當中的結(jié)構(gòu)，以及相應設(shè)備的原理和構(gòu)件材料等，在進行機械制造的時候需要借助相應的儀器以及儀表和相關(guān)的一些設(shè)備進行生產(chǎn)。伴隨著工業(yè)化水平的不斷加快，機械設(shè)備的應用也變得非常廣泛，在推動機械設(shè)計以及發(fā)展的同時，我們還應該有效提升生產(chǎn)的效率以及相應的質(zhì)量，使機械制造能夠向著自動化以及數(shù)字化的方向發(fā)展，借助計算機輔助技術(shù)來對整體進行優(yōu)化，優(yōu)化機械的設(shè)計以及制造提升相應的有效性。機械設(shè)計的計算機模擬仿真技術(shù)的發(fā)展可以有效借助計算機技術(shù)和軟件來模擬，全方位的把握整體的設(shè)計制造過程，了解在設(shè)計以及制造的過程當中存在著的缺陷和不足點，這樣可以幫助機械設(shè)計變得更加標準化，除此之外，數(shù)字化的發(fā)展也是機械設(shè)計的一個非常重要的未來發(fā)展方向，使用計算機技術(shù)可以針對于整個機械設(shè)備的參數(shù)進行跟蹤，并且改善傳統(tǒng)制造當中存在著的不足點，及時針對信息進行完善以及優(yōu)化，盡可能避免一些問題的出現(xiàn)，有效地提升了機械設(shè)備的時效性，除此之外，在進行機械設(shè)計的時候還需要注意綜合考慮設(shè)計因素，尋找更加合理有效的途徑來對其進行創(chuàng)新，借助現(xiàn)代化的手段以及技術(shù)，有效實現(xiàn)機械的自動化以及監(jiān)控自動化，整合現(xiàn)有的資源，降低在設(shè)計過程當中的成本，為企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益。

2 對計算機輔助技術(shù)與機械制造設(shè)計結(jié)合的分析

2.1 提升了符號圖形在設(shè)計當中的使用效果

在機械設(shè)計以及制造的過程當中，其實是會涉及許多的圖形符號的，尤其是在進行結(jié)構(gòu)圖設(shè)計的時候，符號圖形是最為重要的整體圖形的基礎(chǔ)。而這些圖形符號又非常復雜，因此在設(shè)計的時候還需要針對于這些符號進行合理的使用，這樣才能夠保證我們所設(shè)計出來的圖紙是和預期是相符的，才能夠為后續(xù)的機械加工制造提供更多的依據(jù)跟保障。而計算機輔助技術(shù)主要是利用CAD 把圖形符號進行重新的編程，可以保障在設(shè)計的過程當中所應用的圖形符號是具有統(tǒng)一的規(guī)格標準的，利用CAD 軟件能夠高效的地進行繪制，并且可以減少在設(shè)計過程當中存在著的一些誤差。在計算機輔助設(shè)計技術(shù)的作用下，可以針對于設(shè)計制造過程當中所涉及的所有的信息進行完善處理，計算機所具備的信息處理功能能夠保證可以在進行機械設(shè)計的過程當中對所有的圖形符號進行更加良好的分類和應用，能夠讓最終的產(chǎn)品質(zhì)量得到有效的提升。

2.2 可視化技術(shù)以及虛擬仿真技術(shù)的使用

在機械自動化生產(chǎn)的過程當中，計算機虛擬可視化技術(shù)以及計算機模擬仿真技術(shù)起到的是輔助設(shè)計和跟蹤生產(chǎn)過程的作用，當工作人員在設(shè)計產(chǎn)品的時候可以把產(chǎn)品當中的一些數(shù)據(jù)經(jīng)過計算機的處理，變成更加好理解的數(shù)據(jù)，依據(jù)這些數(shù)據(jù)就能夠針對于所生產(chǎn)的產(chǎn)品進行監(jiān)控，并且一旦發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品出現(xiàn)了誤差，我們就能夠第一時間對其進行分析以及處理，可以有效防止出現(xiàn)零部件遺漏遺漏的情況。除此之外，合理使用計算機虛擬可視化技術(shù)還能夠降低出現(xiàn)殘次品的概率，大大提升了所生產(chǎn)出來的產(chǎn)品的質(zhì)量，比方說于長志等，就利用視景仿真以及多體動力學實施交互搭建了相應的軟件框架，有效地實現(xiàn)了設(shè)備在土方作業(yè)當中的可視實時仿真，張子新等人則是通過在隧道掘進機當中添加了可視化程序，更加有效地確定了適合工程的計算模型，并且為工程的實踐提供了更加實用且有價值的指導。李正等人則是使用遺傳算法來優(yōu)化了PID 參數(shù)，對于階躍信號進行了仿真，經(jīng)過研究之后可以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性有了明顯的提升，在動力學仿真軟件當中建立了傘鉆單臂虛擬樣機模擬，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，改進之后的液壓系統(tǒng)的液壓缸的位置可以保持非常高的精度。

2.3 機械零件與設(shè)備

在機械設(shè)計及其制造過程當中會涉及許多的零件，不同的零件的規(guī)格都是不一樣的，因此在進行機械設(shè)計制造的時候，我們必須要結(jié)合現(xiàn)場的實際情況，有效地優(yōu)化整體的使用方案，這樣做能夠有效提升機械設(shè)備的整體使用性能，通過對機械設(shè)計制造與計算機輔助進行結(jié)合，把握施工當中的重點內(nèi)容，掌握好零件的具體的作用，通過人機對話的方式來實時的記錄好產(chǎn)品的參數(shù)，使用專業(yè)的軟件來分析在零件當中是否存在著不足的情況，并且尋找合理的優(yōu)化措施，推動機械零件的設(shè)計以及制造，確保最終獲得更加高質(zhì)量的機械產(chǎn)品。

2.4 提高機械設(shè)計制造繪圖的質(zhì)量

在機械設(shè)計制造的過程當中，繪圖是最為基本的一個環(huán)節(jié)，只有保證好繪圖的質(zhì)量，才能夠真正的為后續(xù)的生產(chǎn)制造提供更多的幫助。在以往的設(shè)計過程當中，繪圖主要是設(shè)計師手工完成的，所以說在設(shè)計的時候可能會因為人工而導致一定的誤差，并且以這樣的繪圖方式來進行繪圖，我們所看到的都是二維平面，利用二維平面所展示出來的機械制造當中的各個部分的參數(shù)整體來說直觀性是比較差的，而且也容易出現(xiàn)很多的缺陷，而計算機輔助設(shè)計技術(shù)的應用能夠為機械設(shè)計制造提供相應的平臺。在信息技術(shù)和軟件的輔助下，可以有效減少在繪制圖紙方面存在著的誤差問題，上文已經(jīng)提到過了，在進行機械設(shè)計的時候必不可少的就是CAD 軟件，這種軟件的使用可以在設(shè)計形式上就進行改進，在繪圖的時候也能夠保證所有的產(chǎn)品參數(shù)都能夠達到相應的設(shè)計需求，并且也可以使圖紙的質(zhì)量得到有效的提升。

3 機械設(shè)計制造及其自動化的發(fā)展方向

3.1 微型化

現(xiàn)如今，伴隨著計算機技術(shù)的不斷的發(fā)展與進步，在機械設(shè)計以及制造的過程當中，工作人員也漸漸地開始將目光放到了微型化的發(fā)展方向上面，并且已經(jīng)在朝著這個方向進行了逐步的研究，其中微型化的發(fā)展可以有效提升整體設(shè)計與研究的靈活程度，并且微型化的體積會非常的小，能耗也比較低，能夠有效地降低企業(yè)的生產(chǎn)成本。

3.2 智能化

隨著各種技術(shù)水平的不斷的進步，計算機技術(shù)也在朝著智能化以及多元化的方向發(fā)展，在許多產(chǎn)業(yè)當中，對于智能化的機械需求變得越來越大。相關(guān)的工作人員也可以沿著這個智能化的方向，不斷提高其自身的綜合素質(zhì)，也可以綜合使用計算機技術(shù)，不斷提升機械設(shè)計機器制造的技術(shù)，從而推動其往智能化的方向發(fā)展。

3.3 網(wǎng)絡(luò)化

計算機跟網(wǎng)絡(luò)之間的聯(lián)系是非常的緊密的，一直處于相輔相成的關(guān)系當中。在機械制造領(lǐng)域當中不斷地使用計算機技術(shù)，工作人員也可以不斷地向網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，當需要進行機械設(shè)備制造的時候，就可以利用計算機技術(shù)來完成監(jiān)控以及遠程控制，不斷提升計算機技術(shù)的使用效率。

4 結(jié)語

綜上所述，在進行機械設(shè)計制造的過程當中，利用計算機來進行輔助設(shè)計能夠有效地改變我們傳統(tǒng)的手工作業(yè)的形式，并且在計算機技術(shù)的幫助下更好地提升設(shè)計的精準度。同時也可以有效地減少在進行機械設(shè)計過程當中存在著的誤差問題。就目前來看，在機械設(shè)計制造當中，計算機技術(shù)輔助設(shè)計已經(jīng)得到了非常好的推廣以及發(fā)展，但是在實際應用的過程當中，還需要不斷地針對計算機的輔助技術(shù)進行相應的改進。這樣才能夠真正保證這種技術(shù)可以真正為機械設(shè)計制造提供更多的幫助，進而更好地推動機械設(shè)計制造在現(xiàn)代化建設(shè)時期進一步的完善。