分析計算機技術運用于機械制造

王麗華

WANG Li-hua

（秦皇島職業技術學院，秦皇島 066100）

0 引言

信息化時代的到來使得我國的計算機技術得到了廣泛的運用，而機械制造行業則是我國工業生產中的新產業。在現代化機械制造產業中融合計算機技術，不僅能提高企業生產效率，還能實現自動化生產，減少了企業的人力消耗，保證了產品的質量精度。因而，研究計算機技術與機械制造行業相結合的問題是當前需要研究的重要課題。

1 機械制造生產存在的問題

各種機械設備的運用是保證生產制造順利進行的基礎，設備自身組裝運行的好壞則會直接關系到機械制造行業的改革創新。當前，我國由于工業發展水平較低，機械制造生產還面臨著諸多問題，透過這些問題我們可以體會到運用計算機技術改善制作的必要性。

1）裝配問題。機械設備的科學裝配主要是實際生產中的設備要與產品設計的設備相同，這樣在生產時才能達到理想狀態，而機械企業的在機械設備的配置上不能合理的選擇設備[1]。

2）更新問題。企業因為舍不得動用資金來進行設備更新，導致廠內的設備過于陳舊，生產技術漸漸處于老化階段。例如：機械制造業中的主要設備金屬切屑設備（車床、刨床、鏜床、銑床等），都不能定時更換，制約了企業的發展。

3）養護問題。企業領導人為了眼前短暫的利益而忽略了對機器的養護管理，“重用輕管”是普遍存在的問題。企業為了趕工期、搶進度使得機械設備處于超負荷狀況工作，經過這樣的過程后機械設備必將出磨損老化甚至報廢。

4）維修問題。機械養護管理不到位必將帶來維修問題，我過機械企業在生產時不能形成較強的預防意識，讓機械設備存在著的潛在危機。一出現小問題就會引發整個機械設備停止運行，工業制造停止。

2 減少機械設備的維修成本

鑒于當前企業設備維修費用的不斷增加，不僅給企業造成了沉重的經濟負擔，也是阻礙企業進一步發展的障礙。解決好設備維修費用這一問題是每個企業領導以及職員需要共同思考完成的。在維修診斷機械設備時，結合相關的計算機技術可以顯著提高維修質量，降低維修費用。

2.1 使用先進的維修技術

科學技術的發展讓世界各國對于維修技術的研究更加深入，當前國家上發達國家都采用了比較先進的維修技術，而計算機與維修技術相結合可以提高診斷維修效率。通常提到設備維修主要指的就是BM、TBM、CBN這三大類方法，將其和計算機技術有效結合起來可以提高維修效率[2]。BM：在故障出現之后進行有效地維修；TBM：是一種預先維修方式，主要是對機械設備出現故障的時間進行預算，然后定期維修；CBN：通過對機械設備進行檢測、觀察、分析，參照設備的磨損情況進行故障時間預測以及維修處理，如圖1所示。

圖1 CBN設備檢測示意圖

2.2 設定科學的維修方法

設定維修方法的根本目的是為了能夠準確的對機械設備進行維修，這就要根據不同的設備來選擇具體的維修方式。設定方法時需選擇正確的計算機技術，按照設備的重要程度、磨損故障模式、RCM的邏輯樹分析法，根據這三種方法設定維修方式。按照設備重要程度是維修方法設定的主要依據，根據具體的評價項目來對機械設備的重要程度進行評價。按磨損故障是確定維修方法是最有針對性的，其旁別原理是參考機械設備中的零件使用壽命來決定的。RCM的邏輯樹分析法主要是對機械設備進行專業分析，并進行一定的推測判斷，然后對存在的故障初步判斷，最終找出解決方法。

2.3 運用紅外監測技術

紅外監測技術的靈敏度較高，能夠及時地發現機械設備存在的故障，促使企業盡早維修，避免費用增加。在機械制造過程中，可以通過計算機技術連接傳感器，對機械設備實施及時監控以防止設備出現異常情況。在機械設備中使用紅外監測主要是紅外測溫技術，利用紅外熱成像原理能夠對機械設備表面的溫度進行顯示，將設備內部的損壞情況、散熱損失、電阻變化都清晰地顯示出來[3]。然后運用計算機模擬仿真技術對設備的受力、磨損情況進行分析，如出現異常情況就可以提前進行維修，避免故障擴大，增加維修費用。同時也可以運用計算機控制器對機械制造設備加以監控。

2.4 多種維修方式相結合

經濟全球化的發展讓世界各國之間的技術交流加強，中國機械設備維修人員不斷借鑒國外的先進維修技術在我國開展了設備維修，當前廣泛使用的維修技術有：可靠性為中心，按時維修與事情維修相結合，簡而言之為定檢測、彈性維修制、視情維修制、項維修等等。這些維修方式有時可以單獨使用，有時則需要相互結合起來，筆者針對這些維修技術進行調查后統計出，采用以上維修技術的企業不僅維修次數大大減少，而且維修費用也明顯降低，平均下降30%左右。

3 提高機械自動生產的效率

數控技術是現代機械制造生產中最新研究的生產方式，其擺脫了傳統制造生產存在的不足，避免了人為操作帶來的失誤。而數控技術也是計算機技術與機械制造行業相結合的典型代表。為了能夠讓計算機技術更好的服務于數控制造生產，在實際生產制造中必須合理運用兩種技術，使其協調運作。

3.1 計算機編程技術應用于數控編程

手工編程和自動編程是數控編程的兩種形式，手工編程指各個階段均由人工完成；自動編程指形狀復雜的零件結合計算機，并采用標準的數控語言編寫程序，經處理后形成的加工程序。隨著數控機床系統的不斷更新以及計算機技術的進步發展，數控語言和計算機語言之間的轉化變得更加方便。但計算機發展速度比數控系統的發展速度要快，在進行計算機編程教學時要保證計算機教學內容與數控編程相一致，這樣才能滿足數控編程的需要。

3.2 計算機仿真技術進行數控加工仿真

計算技術的更新于發展使得是虛擬現實技術的運用成為現實，由此出現了能夠模擬實際設備加工環境及其工作狀態的計算機仿真培訓系統。可結合計算機仿真培訓系統對制造人員進行培訓，見圖三。不但促進了操作者素質的迅速提高，還能保證操作者在實際運行中的安全。當前許多設數控生產企業已經把計算機仿真運用到了數控操作人才培訓的計劃之中，利用計算機和其他的專用硬件軟件進行種真實場景的仿真，讓操作者的實際工作技能得到提高，為企業自動化生產創造了條件。

3.3 計算機進行CAD/CAM設計，應用于數控加工制造

AutoCAD主要是利用計算機完成圖形繪制和編輯、二維實體造型、視點變換及著色等工作。機械CAD使用AutoCAD中的查詢實體的質量特性命能夠獲得實體的質量、體積、質心，提高零件的設計計算的準確性[4]。模具CAM則運用CAD/CAM集成軟件，完成一套復雜模具設計。在計算機上繪制出零件的模型后可實現模擬裝配，再參照各種不同的加工工藝精度要求，設計合理的刀具路徑，并對加工全過程進行模擬，最后處理轉化成數控程序且輸入到數控機床上就能加工制造了，這些復雜的制圖、制造流程能夠保證機械生產效率的提高。

3.4 計算機網絡技術應用于開放式數控加工

適應網絡操作方式是開放式數控的主要特征，在計算機網絡技術中，常常考慮到將將計算機網絡運用于開放是數控。實現這一點可借助于計算機網絡中的通信和接口協議，在網絡中利用圖形顯示、動態仿真以、網絡通訊等功能形成相對獨立的功能模塊，并且通過通信實現信息交換，以滿足開放式數控加工控制的需要。隨著計算機網絡技術以及數控技術的不斷發展，兩者之間的聯系變得更加密切。基于PC的開放式數控系統的研究與使用給數控加工帶來了很大的方便。該系統充分地利用計算機的軟硬件資源，并利用高級語言方便地編制程序，讓計算機網絡運用于開放式數控加工。

4 技術是保證設備安全重點

面對無處不在的網絡威脅，我們在使用計算機技術時必須要保證計算機設備的安全性，通過運用各種不同的防范技術來維持計算機的正常運行，保證機械程序的傳輸順利進行，從而保證了自動化生產效率。筆者在實際運用中總結了，計算機設備安全可通過以下技術進行防范：

1）病毒查技術。目前計算機網絡病毒的形式更為復雜，其傳播途徑也在不斷變化。病毒具有危害大、傳播快等特點，給計算機造成的損也是不可估量。當前坑病毒技術主要是通過安裝不同的殺毒軟件，且定期做好軟件升級、病毒庫更新等措施。

2）抵抗入侵技術。抵抗入侵技術主要是指對網絡設置防火墻，其在信息技術發展中也得到了很大的改進，其最大的作用在于可以有效防止計算機受到攻擊[5]。防火墻對網絡通訊實設置訪問權限控制，只能同意用戶允許的人和數據進入計算機操作，避免計算機設備遭到損壞而影響設備性能。

3）數據加密技術。數據加密包括了線路加密、端與端加密等，每種方式都有著自己特定的使用環境，用戶可根據自己需要自行選擇。線路加密是對保密信息采取加密密鑰實現安全保護。端與端加密是對信息的發送者端實施加密，當數據到達TCP/IP后利用數據包回封[6]。

5 結論

信息化時代背景下，計算機技術得到了廣泛的運用，而機械制造產業則是我國工業生產中的新興代表。把計算機技術和機械制造兩者進行有效結合，既可以加快機械制造行業的發展，還能確保數控加工的順利進行。但在實際運用過程中，我們應采取適當的防護措施，保證計算機設備的安全性。

[1]王大云.淺談現代機械制造產業中的計算機技術[J].中國科技信息，2008，30（18）：44-47.

[2]楊學桐.我國數控產業的現狀與發展舉措[J].機電產品開發與創新，2002，40（22）：90-91.

[3]陳虎.高端數控系統的功能特征和性能特征[J].鄭州大學學報.2007，12（10）：33-34.

[4]胡宇晗.計算機技術與數控技術的現狀和發展趨勢[J].機械工程師，2000，20（8）：77-78.

[5]王洪斌.淺談我國當前機械設備管理中存在的問題及對策[J].黑龍江科技信息，2000，20（10）：33-34.

[5]邱峻義.數據加密技術在計算機設備安全維護中的運用[J].計算機技術運用，2009，10（4）：17-19.