機械設計制造及其自動化中計算機技術的應用

李紅偉 李安松

摘 要：在我國經濟體系中，機械設計、制造及其自動化有著不可替代的地位，發揮著重要作用，同時計算機技術在該領域內也有著決定性影響。基于此，本文首先分析計算機技術在機械設計制造及其自動化中的應用概況，然后研究計算機技術在該領域的應用，最后分析其發展趨勢。

關鍵詞：機械設計制造；計算機技術；自動化

中圖分類號：TH164 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）16-0010-02

Application of Computer Technology in Mechanical Design，

Manufacture and Automation

LI Hongwei 1 LI Ansong 2

（1.Puyang Zhongshi Group Co.， Ltd.，Puyang Henan 457000；2. Puyang Kerui Mechanical Engineering Technology Co.， Ltd.，Puyang Henan 457000）

Abstract： In China's economic system， mechanical design， manufacturing and automation have an irreplaceable position and play an important role. At the same time， computer technology also has a decisive influence in this field. Based on this， this paper first analyzed the application of computer technology in mechanical design and manufacture and automation， then studied the application of computer technology in this field， and finally analyzed its development trend.

Keywords： mechanical design and manufacture；computer technology；automation

1 計算機技術在機械設計制造及其自動化中的應用概況

隨著計算機技術的應用，諸多大型機械設備被研發出來，這些設備被廣泛應用到重點工程中，發揮出了無法估量的作用。計算機技術不僅提高了機械設計的效率，還提高了機械制造的精密度，推動了機械行業的發展，同時也推動了關聯產業的發展和進步，提高了社會的科技水平。

2 計算機技術在機械設計制造及自動化中的應用

隨著計算機技術在機械設計、機械制造及自動化中的廣泛使用，機械設計制造及自動化整體精密程度大幅度提高，集成電路實現了真正意義上的高度集成，不斷提高儲存器的容量，如應用在航空航天設備的制造中，使設備制造的質量和效率大幅度提高。具體來講，應用的關鍵計算機技術主要有以下幾個。

2.1 輔助技術的應用

機械設計制造發展進程遇到的問題十分復雜，需要應用計算機輔助技術加以解決。在不同行業的發展過程中，計算機輔助技術將計算機技術和行業本身較好地連接起來，化解其中的矛盾。計算機輔助技術是計算機的常用功能，在計算機機械制造中，提高其精準度才能提高經濟收益。在機械行業零件制造過程中，輔助技術通過分析其工作原理，在了解原理的基礎上，參考機械零件的制造，將步驟逐步簡化，同時提高準確性，在機械產品的大小、外觀上，利用計算機輔助技術提高制造效率。

在機械制造行業中，最關鍵的任務仍是提高經濟收益。在機械行業，借助輔助技術降低非必須的損耗能有效提高生產效率。在機械設計過程中，設計機械圖紙也需要使用輔助技術，做好設計環節中的檢查工作。例如：CAD軟件，提供了設計繪圖功能，減少了手工繪圖的環節，提高了設計繪圖的效率，大幅減少了計算機設計繪圖的時間。在了解機械結構、尺寸及原理等詳細情況時，使用計算機輔助技術，幫助設計者以最快的速度發現設計中隱藏的問題，從而使其做出有針對性的改進。

2.2 3D技術的應用

計算機的絕大多數功能是由程序完成的，無法直接給機械行業提供幫助，但3D技術能直接輔助機械設計。工作人員應用3D技術模擬出機械材料，從三維角度對設計進行觀察，以提高設計產品的合理性和科學性。將3D技術應用于機械設計，產品設計實現了合理規劃，設計時間縮短，且設計能直接投入生產[1]。

此外，3D打印技術的應用也給機械制造帶來了巨大幫助。例如：在制作減速器部件的過程中，傳統的制造工藝需要先開展鑄造作業，在表面做好銑削和鉆孔工作。該模式使得加工量加大，供貨周期延長，且需要大量的人力和物力。此外，使用3D打印技術能實現直接鑄造成型，省去了很多工序，提高了減速器部件的成品率和生產質量。

2.3 仿真技術的應用

仿真技術也是計算機技術中的一種，在機械行業中的廣泛應用使得機械制造進入了新時代。和3D技術的應用相比，仿真技術能直接進行真實情況的推演，以虛擬現實這樣的模式展示真實的結果。仿真技術通過構建數學模型、物理模型，為設計提供參考，確定產品的應用情況。這能對產品真實使用過程中出現的問題進行預演，提前做出考量。仿真技術還能用于修復產品。傳統的產品修復，技術人員需要對產品進行拆解，且要不斷開展試驗研究。使用仿真技術，能實現直接在系統上進行模擬，有針對性地進行修復，縮減人工勞動力，提高整體工作效率。

例如：在機械實踐中，工作人員使用仿真技術建立產品數學模型，通過模型直接展現研究數據，提高產品的穩定性和可靠性。建立仿真模型，工作人員在仿真模型上進行仿真操作，在操作過程中，記錄發現的問題，為真實的機械產品做好技術保障。

2.4 可視化技術的應用

在機械制造中，應用可視化技術就是將機械數據轉變為容易理解的數據，使設計人員能直觀地對數據進行計算分析，從而準確掌握產品性能，實現動態數據分析。可視化技術的應用具有兩方面的優勢：一方面，在機械設計中利用可視化技術，能形成輔助作用，預防人工設計的誤差，提高機械設計的安全性和可靠性；另一方面，使用計算機技術進行機械設計時，花費的時間遠少于人工設計，可見，其縮減了工作時間，提高了設計效率。

3 計算機技術在機械設計制造及自動化中的發展趨勢

3.1 智能化發展

智能化將成為機械設計制造的關鍵發展趨勢，越來越多的智能技術會被應用于機械制造中，使得機械制造信息化水平不斷提高。通過先進計算機技術的應用，對人工智能進行模擬，使得機器人能力不斷增強，從而不斷提高機械設計制造智能水平。因此，需要完善計算機技術應用體系，建立完善的標準，包括技術標準和行業標準，并加強先進設備的應用。

3.2 微型化發展

隨著計算機技術的發展，機械設計制造及其自動化將不斷向著微型化發展。具體體現為：體積越來越小，能源消耗越來越低，功能越來越豐富。在未來的發展中，機械設計制造及其自動化應用領域將不斷擴展，也將推動各個領域不斷發展。因此，要做好計算機技術的把控，使其提供高效的技術支持。隨著機械產品朝著微型化發展，產品的精細化水平將有很大程度的提高，尤其對于醫療行業來說，將為其提供巨大幫助，給生物科學領域帶來巨大的促進作用。除此之外，還會為我國軍事領域創造更大的發展前景，為軍事事業創造更有力的價值。

3.3 開放化發展

隨著越來越多的計算機技術的應用，機械制造將朝向開放性發展，即在操作中，計算機技術被應用于各個環節，如應用在數控環節，實現動態仿真的功能，顯示網絡圖形，獨立處理模塊和進行信息交換，為生產做好基礎保障[2]。隨著計算機技術和數控技術結合，如電腦平臺的數控開放系統，有利于數控操作更加自動化，但同時也需要更高級的編程語言。

3.4 網絡化發展

在網絡技術的推動下，機械設計制造行業將朝向網絡化發展，推動經濟全球化進程。機械設計制造具有全球化的發展趨勢。例如：在機械創新產品被研發出來時，產品能以迅速的發展進程在全球行業領域內傳播，在網絡技術的支持下，各個國家的機械行業能互相借鑒，互相學習，使機械行業不斷進步和發展。

4 結語

本文從計算機技術在機械設計、機械制造及其自動化中的應用概況出發，分析計算機技術得具體應用，主要包括輔助技術、3D技術、仿真技術和可視化技術的應用，最后研究發展趨勢，其將向著智能化、微型化、開放化和網絡化的方向發展。

參考文獻：

[1]力元.淺談計算機輔助設計CAD技術在機械設計及制造中的應用[J].中國高新區，2018（9）：19-20.

[2]白衛星.淺析計算機技術在機械制造設備及其自動化中的應用[J].內燃機與配件，2018（2）：231-232.