機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用分析

劉鎧瑜

（山東理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，山東 淄博 255000）

21 世紀(jì)是信息化時(shí)代，計(jì)算機(jī)在人們的生活中應(yīng)用越來越廣泛，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化領(lǐng)域中計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及程度也越來越高，將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化中是機(jī)械行業(yè)快速發(fā)展的關(guān)鍵因素。雖然目前，我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化在計(jì)算機(jī)技術(shù)方面的應(yīng)用與發(fā)達(dá)國(guó)家還存在一定的差距，但是通過中國(guó)科學(xué)技術(shù)研究人員的不斷努力，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化發(fā)展在計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)取得了很大的發(fā)展，并且將來會(huì)有更好的發(fā)展。

1 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用的現(xiàn)狀

21 世紀(jì)是信息化的時(shí)代，互聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)已經(jīng)遍布全球各地，滲透到各行各業(yè)。眾所周知，傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化主要依靠人力不斷推進(jìn)機(jī)械的發(fā)展，關(guān)于機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中計(jì)算機(jī)技術(shù)雖然現(xiàn)在已經(jīng)取得了很大的發(fā)展，但是在一些高新技術(shù)領(lǐng)域，我國(guó)任然存在明顯的劣勢(shì)。首先，雖然我們已經(jīng)意識(shí)到了在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化中應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)的重要性，但是在很多企業(yè)中關(guān)于計(jì)算機(jī)的應(yīng)用依然不夠廣泛，企業(yè)生產(chǎn)還是依靠大量的勞動(dòng)力，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國(guó)家在這方面的需求。其次，目前我國(guó)進(jìn)行的教育是將機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化與計(jì)算機(jī)技術(shù)分為兩大系統(tǒng)進(jìn)行單獨(dú)培養(yǎng)，并沒有將兩者進(jìn)行完美的融合，所以既懂計(jì)算機(jī)技術(shù)又懂機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化技術(shù)的人才比較有限。社會(huì)是不斷發(fā)展的，既然我們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到在這方面存在不足，就應(yīng)積極主動(dòng)地進(jìn)行改革和創(chuàng)新，改變我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化計(jì)算機(jī)應(yīng)用的現(xiàn)狀，努力創(chuàng)造一個(gè)全新的未來。

2 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中計(jì)算機(jī)技術(shù)的具體應(yīng)用

2.1 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中計(jì)算機(jī)繪圖功能

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化是一個(gè)從無到有的復(fù)雜過程，在進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)前，我們需要一系列煩瑣的計(jì)算與繪圖，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化中，應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)正好可以幫我們減輕煩瑣的計(jì)算，還可以快速地繪制機(jī)械圖紙。計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大繪圖功能在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化中體現(xiàn)得非常充分。在機(jī)械行業(yè)中，計(jì)算機(jī)輔助功能的具體作用主要體現(xiàn)在：在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)上衍生的CAD、CAM 等軟件，是非常有用的計(jì)算機(jī)繪圖軟件，計(jì)算機(jī)的繪圖技術(shù)是傳統(tǒng)手工繪圖無法相提并論的，也是計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化中應(yīng)用最廣泛的一項(xiàng)功能；其次，計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)關(guān)于機(jī)械的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸以及工作原理描述比較詳細(xì)，有利于設(shè)計(jì)者更好地對(duì)設(shè)計(jì)中存在的問題進(jìn)行修改；除此以外，在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行機(jī)械繪圖不僅方便修改、保存，還可以省略掉手工繪圖中一些不必要的環(huán)節(jié)，提高機(jī)械設(shè)計(jì)的效率。

2.2 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中數(shù)控機(jī)床技術(shù)的應(yīng)用

機(jī)械設(shè)計(jì)制造一個(gè)從無到有的過程，在這個(gè)過程中離不開機(jī)床的工作，機(jī)械行業(yè)中機(jī)床的發(fā)展對(duì)于機(jī)械整個(gè)行業(yè)的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。傳統(tǒng)機(jī)床是以手動(dòng)操作為主，每個(gè)制造過程都需要操作工時(shí)刻守在機(jī)床旁邊進(jìn)行操作，這樣會(huì)造成非常大的人員浪費(fèi)。但是有了計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化有了很大的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)平臺(tái)的應(yīng)用主要包括數(shù)控編程和數(shù)控軟件2 種方式，數(shù)控編程可分為手動(dòng)編程和自動(dòng)編程兩大類，整個(gè)機(jī)械生產(chǎn)過程可以完整地體現(xiàn)在計(jì)算機(jī)程序中，并且這個(gè)程序可以控制機(jī)床進(jìn)行自動(dòng)化的生產(chǎn)，真正實(shí)現(xiàn)在數(shù)控機(jī)床進(jìn)行輸出和加工，甚至實(shí)現(xiàn)無人化機(jī)械生產(chǎn)。

2.3 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中計(jì)算機(jī)的仿真技術(shù)應(yīng)用

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化中有非常重要的作用，尤其被廣泛應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的模擬環(huán)節(jié)。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)可以對(duì)研究對(duì)象建立模型，也就是我們通常所說的“數(shù)學(xué)模型”，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化前期進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)過程中，建立數(shù)學(xué)模型非常有必要，一方面建立模型可以快速、準(zhǔn)確地對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，方便設(shè)計(jì)及繪制，使機(jī)械設(shè)計(jì)過程更加方便、簡(jiǎn)潔。另一方面，建立數(shù)學(xué)模型，利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在產(chǎn)品優(yōu)化方面也有很好的作用，在實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐過程中，產(chǎn)品設(shè)計(jì)是一個(gè)不斷優(yōu)化的過程，通過計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，可以使機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化達(dá)到更好的效果，同時(shí)為我們提供更優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。

2.4 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中計(jì)算機(jī)3D 技術(shù)的應(yīng)用

3D 技術(shù)的出現(xiàn)可謂是計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展史上一件大事，這項(xiàng)技術(shù)不僅推進(jìn)了工業(yè)化與信息化的融合，而且給各個(gè)行業(yè)都帶來了新的發(fā)展方向及發(fā)展機(jī)遇，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化中計(jì)算機(jī)3D 技術(shù)也有很大的應(yīng)用，尤其是3D 打印技術(shù)。首先，3D 模型軟件技術(shù)，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中，企業(yè)在機(jī)械設(shè)計(jì)過程中利用3D 軟件進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，不僅可以使產(chǎn)品設(shè)計(jì)更直觀，在產(chǎn)品外觀上也可以使產(chǎn)品外觀更加完美。其次，3D 打印技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化中的應(yīng)用，3D 打印技術(shù)在逆向設(shè)計(jì)中發(fā)揮著非常重要的作用，對(duì)現(xiàn)在產(chǎn)品進(jìn)行分析掃描，將空間三維實(shí)體運(yùn)用3D 技術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)槿舾蓚€(gè)二維平面。這樣3D 打印技術(shù)對(duì)于機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)及試樣具有非常重要的意義，因?yàn)檫@種數(shù)字化制造模式可以在不使用機(jī)床，不浪費(fèi)大量人力、物力、財(cái)力的前提下直接從計(jì)算機(jī)圖形數(shù)據(jù)生成任何形狀的零件。

3 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展前景

中國(guó)越來越重視科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，并且在中國(guó)科教興國(guó)戰(zhàn)略的引導(dǎo)下，我國(guó)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)取得了長(zhǎng)足發(fā)展，并且在中國(guó)占據(jù)的地位越來越高。但是，就根據(jù)目前中國(guó)機(jī)械行業(yè)的實(shí)際情況而言，我們可以明確地感受到我國(guó)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)的發(fā)展仍落后于發(fā)達(dá)國(guó)家。就目前根據(jù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及，我們可以想象到未來機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化將是一片光明的場(chǎng)景。對(duì)于未來機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化發(fā)展方向，我們大致可以歸為以下幾點(diǎn)：第一微型化。計(jì)算機(jī)技術(shù)會(huì)使機(jī)械行業(yè)在微型化方面有很大的發(fā)展，微型化發(fā)展研究使機(jī)械產(chǎn)品的體積更小、運(yùn)動(dòng)更靈活、能耗更低，這樣可以打破人們對(duì)于機(jī)械笨重、龐大的概念，尤其微型化機(jī)械在生物、醫(yī)療、軍事等領(lǐng)域，具有的優(yōu)勢(shì)越來越明顯。第二網(wǎng)絡(luò)化。互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，使未來的機(jī)械設(shè)計(jì)制造更加全球化。例如，機(jī)械化的產(chǎn)品可以以最快的速度在世界范圍內(nèi)傳播推廣，給機(jī)械產(chǎn)品的推廣與發(fā)展提供了更好的交流平臺(tái)。第三智能化。機(jī)械設(shè)計(jì)制造依托計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)，這是未來機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化智能化的發(fā)展重點(diǎn)。

4 結(jié)語

通過對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化在計(jì)算機(jī)應(yīng)用方面的分析，我們可以發(fā)現(xiàn)，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中，計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用是大勢(shì)所趨。計(jì)算機(jī)的技術(shù)的快速應(yīng)用不僅可以方便機(jī)械設(shè)計(jì)，同時(shí)也可以優(yōu)化機(jī)械產(chǎn)品。這對(duì)機(jī)械行業(yè)來說，不僅提高了機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)省了生產(chǎn)時(shí)間，還可以促進(jìn)機(jī)械行業(yè)向更廣泛的領(lǐng)域發(fā)展。相信在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化中，應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)是非常重要的選擇。