機械設(shè)計制造及其自動化中計算機技術(shù)的應(yīng)用

柯政

摘要：伴隨社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，計算機技術(shù)在各行業(yè)中的使用越來越深入，特別是在推動機械制造及其自動化的發(fā)展中做出了突出貢獻。機械與自動化行業(yè)是國民經(jīng)濟的重要部分，其發(fā)展依托于現(xiàn)代技術(shù)。因此，針對計算機技術(shù)在機械設(shè)計及其自動化中的應(yīng)用進行分析具有長遠意義。

關(guān)鍵詞：機械設(shè)計制造；自動化控制；計算機技術(shù)；現(xiàn)代信息技術(shù)

計算機技術(shù)屬于功能性技術(shù)，在機械設(shè)計制造及其自動化的學(xué)習(xí)和研究中運用的比較深入和廣泛，充當(dāng)輔助工具的作用。本文以計算機技術(shù)在機械設(shè)計及其自動化中的作用為切入點，對計算機技術(shù)在其中的應(yīng)用情況進行了分析和探討。

一、計算機技術(shù)在機械行業(yè)中的重要作用

作為一門綜合性學(xué)科，機械設(shè)計及其自動化涵蓋了對機械產(chǎn)品的設(shè)計和制造，以及設(shè)備的運行和控制的研究。計算機技術(shù)、自動化技術(shù)以及信息技術(shù)的有效結(jié)合能夠為行業(yè)技術(shù)問題的解決提供條件，引導(dǎo)機械制造行業(yè)朝著智能化的方向發(fā)展。由此可見，計算機技術(shù)對于機械設(shè)計及其自動化行業(yè)具有重要作用。

二、計算機技術(shù)的應(yīng)用

可視化技術(shù)、仿真技術(shù)、虛擬現(xiàn)實等技術(shù)是計算機技術(shù)的主要組成。將這些技術(shù)應(yīng)用于機械制造及其自動化的研究中，能夠作用于不同的方面和階段，在使行業(yè)發(fā)展需求得到滿足的同時引領(lǐng)國民經(jīng)濟走向科技化道路。機械設(shè)備的制造和組裝往往比較復(fù)雜，具有構(gòu)件多、操作難的特點。計算機技術(shù)的運用，使大型機械的設(shè)計變得更加簡單直觀，同時對實踐應(yīng)用具有指導(dǎo)作用，促進了對自動化控制和管理的全面性。

計算機可視化技術(shù)是機械設(shè)計和自動化中的關(guān)鍵應(yīng)用技術(shù)，在機械產(chǎn)品的開發(fā)和設(shè)計階段具有突出表現(xiàn)，即設(shè)計人員在進行設(shè)計時，能夠?qū)C械的數(shù)據(jù)和信息轉(zhuǎn)換為設(shè)計者更容易理解的有用數(shù)據(jù)。在設(shè)計環(huán)節(jié)中，可以及時對不完善的性能進行改進和調(diào)整，使產(chǎn)品的動態(tài)控制得以實現(xiàn)。因此，計算機可視化技術(shù)能夠提升設(shè)計產(chǎn)品時的工作質(zhì)量和效率，減少誤差的出現(xiàn)，同時還能為產(chǎn)品的實用性及功能性提供保障。可視化技術(shù)勢必會在計算機技術(shù)的進步中得到完善，從而進一步提升其在機械制造和自動化中的實踐價值。比如產(chǎn)品的相關(guān)信息和功能可以通過識別零部件的結(jié)構(gòu)來取得。

計算機虛擬技術(shù)是對現(xiàn)實場景進行模擬的技術(shù)，即構(gòu)建和實際機械設(shè)計場景高度符合的虛擬場景，設(shè)計人員編寫相關(guān)的設(shè)計數(shù)據(jù)和參數(shù)，通過虛擬技術(shù)對其可行性進行檢驗。該技術(shù)充分發(fā)揮了人機交流的功能和作用，在使設(shè)計的可行性和合理性得到保證的同時提高設(shè)計的效率。

計算機仿真技術(shù)即對產(chǎn)品的合理性和功能性進行模擬并完善，通過參數(shù)區(qū)域的選擇來模擬該參數(shù)下產(chǎn)品的模型，并對模擬產(chǎn)品的相關(guān)指標(biāo)進行分析，同時改進和完善產(chǎn)品的功能。另外，機械設(shè)計自動化系統(tǒng)的研究對計算機仿真技術(shù)的運用也非常廣泛，這為機械產(chǎn)品的有效運行及合理控制提供了技術(shù)幫助。

三、具體應(yīng)用分析

（一）計算機技術(shù)的輔助功能

計算機技術(shù)涉及的學(xué)科眾多，借助專業(yè)的計算機軟件進行機械設(shè)計制造及其自動化的學(xué)習(xí)能夠起到良好的輔助作用，比如CAD（二維制圖軟件）和UG（三維設(shè)計軟件）等。機械設(shè)計過程中，界面的設(shè)計以及產(chǎn)品功能的模擬都離不開這些軟件所提供的幫助。這些軟件的使用使得設(shè)計的質(zhì)量和效率大大提高，方便了設(shè)計人員對產(chǎn)品的優(yōu)化和改進。

計算機繪圖的過程中，依靠二維與三維相互的轉(zhuǎn)換提升設(shè)計者對機械產(chǎn)品的系統(tǒng)控制，并及時改正方案中存在的缺陷。另外，產(chǎn)品的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和尺寸是最為關(guān)鍵的參數(shù)，通過繪圖軟件能夠保證尺寸標(biāo)注的效率，同時部分?jǐn)?shù)據(jù)的改變不會對結(jié)構(gòu)完整性造成影響。通過軟件中的標(biāo)題欄標(biāo)注不同零部件的名稱和技術(shù)要求，方便審圖人員的審核。

（二）仿真技術(shù)的具體應(yīng)用

計算機可視化技術(shù)以及虛擬技術(shù)的結(jié)合造就了計算機仿真技術(shù)，機械設(shè)計中的模擬環(huán)節(jié)對這一技術(shù)應(yīng)用的比較深入和廣泛。例如，當(dāng)某個構(gòu)件由三維制圖軟件建模完成后，必須對所設(shè)計的冷卻系統(tǒng)、澆筑系統(tǒng)等的科學(xué)性和合理性進行檢驗。此時，可以通過Molden Flow等仿真軟件模擬該系統(tǒng)。模擬前要先進行澆筑溫度、速度等參數(shù)的設(shè)置，之后在網(wǎng)格劃分界面設(shè)置與產(chǎn)品相適應(yīng)的網(wǎng)格區(qū)域來模擬仿真產(chǎn)品，通過系統(tǒng)反饋的各項指標(biāo)對設(shè)計的可行性進行分析。

對模擬界面的觀察可以分析出產(chǎn)品設(shè)計中存在的漏洞，為相關(guān)人員及時發(fā)現(xiàn)問題并采取措施提供了幫助。另外，在實際生產(chǎn)中，為了確保所制造產(chǎn)品的合理性，要不斷對生產(chǎn)參數(shù)進行優(yōu)化。此時，便可以借助計算機仿真技術(shù)來實現(xiàn)。計算機仿真技術(shù)的使用具有針對性，不同材料有各自相對應(yīng)的模擬軟件，一般包括鑄鐵鑄鋼件、塑料材質(zhì)和特殊材質(zhì)等。

四、計算機技術(shù)的發(fā)展方向

（一）微型化

微型化是時代發(fā)展的必然趨勢。在計算機技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)下，機械設(shè)計及其自動化行業(yè)也將朝著微型化的方向發(fā)展。在機械產(chǎn)品中主要體現(xiàn)在體積小、功能全面且易于維修保養(yǎng)等方面。當(dāng)前，這種趨勢已經(jīng)逐漸顯現(xiàn)，例如機械產(chǎn)品在設(shè)計方案和功能性方面更加多樣化，安裝條件也更加開闊。

（二）智能化

各種智能設(shè)備在技術(shù)發(fā)展的背景下不斷涌現(xiàn)，機器人便是其中的代表。信息技術(shù)與計算機技術(shù)的配合將為機械制造產(chǎn)業(yè)開辟出更廣闊的發(fā)展空間，例如語言識別、思維讀取等技術(shù)，都有可能在將來實現(xiàn)。機械制造和自動化行業(yè)將在計算機技術(shù)的引領(lǐng)下朝著智能化的方向前進。

（三）網(wǎng)絡(luò)化

機械制造及其自動化的網(wǎng)絡(luò)化趨勢主要表現(xiàn)在機械產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)宣傳和推廣方面。機械產(chǎn)品與一般產(chǎn)品相比，在網(wǎng)絡(luò)渠道銷售時受到的阻礙因素更多，然而，網(wǎng)絡(luò)的利用卻可以在一定程度上為機械產(chǎn)品開辟更廣闊的市場。

五、結(jié)語

本文以機械制造及其自動化中計算機技術(shù)的應(yīng)用為基礎(chǔ)，對計算機技術(shù)在機械設(shè)計制造行業(yè)中的實際應(yīng)用進行分析，并展望了計算機技術(shù)在機械設(shè)計制造行業(yè)中的未來。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，機械設(shè)計制造及其自動化必將朝著智能化、微型化以及網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。

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