智能CAD技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用

許立中

齊重數(shù)控裝備股份有限公司

智能CAD技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用

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國內(nèi)很長一段時間以來都注重經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型工作，之前的勞動密集型產(chǎn)業(yè)難以實現(xiàn)工業(yè)發(fā)展的要求，其中的機(jī)械制造工業(yè)由于具備復(fù)雜的工序，憑借單純的計算機(jī)和人工業(yè)已難以實現(xiàn)機(jī)械制造的發(fā)展需要。因此，在快速發(fā)展的信息技術(shù)影響之下，機(jī)械制造為了實現(xiàn)社會發(fā)展要求和技術(shù)創(chuàng)新，立足于CAD對智能CAD項目進(jìn)行了分析，智能CAD當(dāng)中的人工智能系統(tǒng)能夠推動機(jī)械制造業(yè)的快速發(fā)展，從而實現(xiàn)尤為理想的經(jīng)濟(jì)效益?；诖?，本文就智能CAD技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)探究。

智能技術(shù)；CAD；機(jī)械制造；技術(shù)應(yīng)用

1 引言

CAD 技術(shù)主要是以計算機(jī)、電子技術(shù)作為基礎(chǔ)的建模技術(shù)，隨著社會的不斷發(fā)展，這項技術(shù)已經(jīng)被用于各個領(lǐng)域，其中包括了機(jī)械、電子、服裝、建筑等領(lǐng)域。而在這些領(lǐng)域中，機(jī)械設(shè)計對于CAD 技術(shù)的應(yīng)用十分必要，在設(shè)計過程中使用該技術(shù)能夠?qū)⑷肆?、材料和物理的效能最大程度發(fā)揮出來，提升機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量。

2 概述

2.1 簡述

智能 CAD 其中包含著專家系統(tǒng)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)兩大特色系統(tǒng)，其中專家系統(tǒng)就是利用人類專家的知識研究、通過一些經(jīng)驗對比用不斷更新的領(lǐng)域知識對生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的問題進(jìn)行解決的一種計算機(jī)程序系統(tǒng)，這種專家系統(tǒng)與傳統(tǒng)計算機(jī)操作過程不同的地方就在于，專家系統(tǒng)在作業(yè)過程中添加了人工智能，可以根據(jù)工作過程中產(chǎn)生的不同問題提出不同的解決對策，并且可以根據(jù)作業(yè)的變化提醒設(shè)計人員的下一項工作該如何進(jìn)行，在智能 CAD 中另外一項重要系統(tǒng)就是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，在人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中包含了大量的人工神經(jīng)元，可以為機(jī)械制造提供更加靈活的調(diào)節(jié)變量，并且具有全息的記憶能力，包括計算機(jī)自組能力等等，如今在智能 CAD當(dāng)中人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與專家系統(tǒng)已經(jīng)可以聯(lián)合發(fā)展相互促進(jìn)，更好的促進(jìn)了我國機(jī)械制造的發(fā)展力度。

2.2 優(yōu)勢

首先，CAD 技術(shù)的應(yīng)用可使機(jī)械制造周期得以縮短。在機(jī)械制造過程中，通過對三維 CAD 系統(tǒng)軟件進(jìn)行有效運用，可在裝配環(huán)境中對新零件進(jìn)行設(shè)計，并且可對相鄰零件位置及形狀進(jìn)行運用，通過對三維CAD技術(shù)進(jìn)行運用，可使機(jī)械設(shè)計周期得以有效縮短，可使機(jī)械設(shè)計效率及制造效率得以很大程度提升。其次，CAD 技術(shù)應(yīng)用可使機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量得以有效提升。在現(xiàn)代機(jī)械制造方面，通過對CAD 技術(shù)進(jìn)行運用，可使工業(yè)化生產(chǎn)及現(xiàn)代信息技術(shù)之間實現(xiàn)較好結(jié)合，可在很大程度上推動機(jī)械制造業(yè)發(fā)展。第三，應(yīng)用 CAD 技術(shù)在裝配環(huán)境中更加直觀地裝配零件。在機(jī)械零件裝配過程中，通過對 CAD 技術(shù)進(jìn)行運用，可通過一定規(guī)律裝配整個軟件，相關(guān)裝配途徑在軟件資源查找群中存在相關(guān)記錄，在后期機(jī)械運行過程中，若發(fā)現(xiàn)有某一問題存在，可在軟件中直接對相關(guān)區(qū)域進(jìn)行查找，可不必拆卸其它相關(guān)零部件，可使問題根源查找更加便捷。而在確定故障源頭之后，可選擇相關(guān)方法準(zhǔn)確修改相關(guān)零部件，從而使設(shè)計準(zhǔn)確度能夠得以提升，可使零部件裝配剛接直觀方便。

3 智能CAD技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用

3.1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)

基于智能 CAD 技術(shù)中開始應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的影響下，設(shè)計工作者虛擬現(xiàn)實的過程中能夠制作新型的產(chǎn)品，也能夠以很多個視角對模擬對象是不是有著相應(yīng)的真實性進(jìn)行檢查，實時地明確設(shè)計構(gòu)造牽涉到的碰撞問題，能夠比較早地觀察到產(chǎn)品的外形。 并且，智能 CAD 技術(shù)不斷發(fā)展的一個顯著標(biāo)志就是虛擬技術(shù)。 虛擬制造能夠?qū)υ偷募庸?、仿真、測試等技術(shù)方式進(jìn)行虛擬化地模擬，立足于虛擬模型開展仿真探究，再獲得機(jī)械制造過程中面臨的問題，從而實現(xiàn)生產(chǎn)費用的減少。

3.2 應(yīng)用 CAD 技術(shù)進(jìn)行多維幾何繪圖

在機(jī)械設(shè)計過程中，大多要對圖形和數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，在這個信息處理的過程中圖形處理工作任務(wù)較為繁瑣，幾乎能夠占據(jù)70%左右，但是，在應(yīng)用 CAD 技術(shù)之后，該技術(shù)就存在較多的繪圖軟件，并且功能也十分強(qiáng)大，因此，在進(jìn)行多維幾何繪圖的過程中就可以應(yīng)用 CAD 技術(shù)。在應(yīng)用 CAD 技術(shù)進(jìn)行繪圖的過程中，其自身存在很多的功能，具體包括以下幾點： 圖形編輯、填充剖面、交互式繪圖、圖形交換、標(biāo)準(zhǔn)尺寸、文字、調(diào)用圖塊、區(qū)分層次等，因此，在機(jī)械設(shè)計過程中，應(yīng)用 CAD 技術(shù)能夠有效地提升多維幾何繪圖效率和質(zhì)量。

3.3 建立零部件模型

建立零部件模型的過程中，IBM DB2 系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)零部件的參數(shù)化，并促進(jìn)外部變量得以準(zhǔn)確定義，若其中零部件的特點比較復(fù)雜，該系統(tǒng)所定義的特征參數(shù)就會相應(yīng)增加，此種情況下極易導(dǎo)致機(jī)械制造設(shè)計人員在對系統(tǒng)進(jìn)行操作的過程中造成數(shù)據(jù)混淆，難以對機(jī)械制造的準(zhǔn)確性進(jìn)行把握。那么在機(jī)械零部件設(shè)計過程中，通過實例推理技術(shù)的積極引用，IBM DB2 系統(tǒng)能夠自主建立一個與軟件環(huán)境保持高度一致的獨立接口，并結(jié)合軟件的獨特性要求，以數(shù)據(jù)接口文件的形式來完成接口工作，使得機(jī)械零部件設(shè)計具科學(xué)性。

3.4 裝配圖的實體生成和零件的實體建模

1)生成實體裝配圖。在完成對于零件實體建模之后，機(jī)器需要運轉(zhuǎn)到針對性的位置上面，機(jī)械在運行過程中需要應(yīng)用到針對性的數(shù)據(jù)資料，按照不同零件所具有的型號完成安裝操作，智能 CAD 軟件所具有的智能編輯功能就是在這個環(huán)節(jié)內(nèi)應(yīng)用。2)零件的實體智能建模。CAD 最長建模方式主要分為三種，分別是表面建模、實體建模與線框模型。CAD軟件內(nèi)包含了大多數(shù)的體系，例如CAD智能建模過程中，所具有的基本性體系有六種，分別是圓柱體、球體、錐形體、圓椎體、立方體、環(huán)狀體。系統(tǒng)內(nèi)所具有的結(jié)構(gòu)在分析上面也能夠更加便捷，零件能夠劃分為多個基礎(chǔ)性結(jié)構(gòu)，能夠完成對于零件實體建模。

4 結(jié)束語

總而言之，機(jī)械制造中應(yīng)用智能 CAD 技術(shù)有著巨大的價值和意義，可以大大地方便整個機(jī)械制造過程，實現(xiàn)機(jī)械制造技術(shù)水平的提升以及機(jī)械設(shè)計制造的精準(zhǔn)化， 使機(jī)械制造出現(xiàn)了非常大的變化。為此，需要注重將智能 CAD 技術(shù)有效地應(yīng)用于機(jī)械制造領(lǐng)域中，從而設(shè)計和制造出大量跟人們生活、生產(chǎn)要求相符合的機(jī)械產(chǎn)品。

[1]王昊，楊方明，田陽，程嘉輝.機(jī)械設(shè)計制造中計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用研究[J].現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)信息，2016(15).