計算機技術在機械設計制造及其自動化中的實踐應用

張曌元

摘? ?要：首先，就計算機技術現階段在機械設計的制造以及其自動化之中的整體應用狀況展開了論述;其次，依次就計算機輔助技術以及計算機3D技術、計算機仿真技術、計算機數控機床技術等眾多被用于機械設計制造和自動化的計算機技術實踐應用現況展開分析;最后，對計算技術未來在機械設計制造以及其自動化中的整體運用的發展趨勢加以解讀。

關鍵詞：計算機技術;機械設計制造;自動化;實踐應用

1? ? 在機械設計制造和自動化中現代計算機技術的整體應用現狀

對于機械設計和制造、自動化而言，計算機技術高效化應用的范圍已愈來愈廣，特別是將計算機技術視作載體，推進大型套系設備的成功開發，設備對和其高度適配的重點項目建設起著難以被代替的、極其關鍵的作用。此外，計算機技術事實上也顯見地強化了機械設計和制造整體上的精密度，從某種層面上來講，對計算機工業整體的平穩化發展大有促進，是集成電路的制造達成強集成化的一種有效推動力。此外，存儲器的實際容量亦隨其顯而易見地加大。還應提及的是，航空航天的設施設備以及高科技型武器裝備等的迅猛發展亦無法脫離機械設計和制造業中計算機技術的高效應用。更為具體地來講，在機械設計和制造、自動化中高效地利用計算機技術的表現面在于計算機領域的可視化技術以及仿真技術、虛擬技術等。

事實上，計算機可視化技術即是把一些抽象的機械信息以及數據運用計算機技術來轉換為更加具體化的直接數據信息，令設計制造的工作人員能夠展開高效化的、深層次的分析和計算，基于此來對機械產品的性能設計達成熟練的掌握，且對其動態展開實時化的掌控，對其應當優化以及改進的具體環節生成足夠深刻的認識。把計算機的可視化技術全方位地投入于機械設計和制造這一領域內，其發展能夠兼具兩大顯見的優勢：（1）能夠把輔助式的設計作用足夠深層次地發揮出來，以防人工設計方面的偏誤，把偏誤率降至較低的程度，確保機械能夠兼具可靠性以及精確性。（2）計算機技術在設計和制造上的整體速度顯見地要優于人力工作的速度，故而能夠較大地提升整體的工作效率以及質量，對工作的用時最大化地節約，使自動化的推進速度增快。另外，虛擬化技術事實上即是借助計算機技術來對真實環境予以模擬的機械設計制造以及其自動化的環境，且由此而展開模擬體驗。這一技術能夠把設計者預先的設計理念，基于虛擬環境而進一步模擬、最終實現，令設計師本人的創意設計理念有力地融合于計算機技術，基于此來對設計的總體可行性予以驗證，使設計者得以在機械設計制造前達成足夠的交流和互動，便于機械設計的整個過程最終的科學性以及合理性的平穩實現，且對具體的設計產品總體上的檢驗實踐成本全面減少。再者是，仿真技術是基于媒體形態而對機械模型展開描述，以活靈活現的方式來呈現出產品的系統形態，數學、物理模型為更具體化的設計以及操作給出強大的參考依據，且借助于對計算輸入和輸出功能所展開的應用，對機械設計以及制造的全方位自動化加以推進，達成機械設計的高效化、自動化、科學化發展。

2? ? 計算機技術在機械設計制造及其自動化中的具體應用

2.1? 計算機輔助技術的具體應用

機械設計制造及其自動化是涉及了許許多多方面的交叉工程，是一個極其繁雜化的過程，在這一過程之中，計算機輔助技術的融入應用是必不可少的，對這一技術的高效化應用，能夠最大限度地滿足于機械設計制造及其自動化這一領域的全方位發展之需。計算機輔助技術對于計算機而言，是一個極其常見的功能，已在不少領域中被普及應用，譬如機械和服裝等有關領域。特別是在機械設計制造業企業之中，計算機輔助技術能夠顯見地強化優秀機械制成品的設計精確性以及可靠性，且為廠商企業們創出極為優良的“雙效益”，即社會效益和經濟效益。首先，對計算機輔助技術所展開的深層次應用，應當要對機械設計的基礎工作原理以及機械產品的結構、形狀、尺寸等做足夠的分析，并對此進行深入了解，靈活性地、直截了當地把機械設計的具體問題呈現而出，顯著提高機械設計的效率以及水平。其次，在該領域中對計算機輔助技術加以應用的根本目的是要全方位地呈現機械生產的性能，在這一環節中，可立足于對計算機輔助技術的實際優勢作用的全方位發揮，來展開機械設計中圖紙的全面繪制，此外，還能夠使得圖紙設計的整個過程更為地直觀化以及明晰化，特別是全力地減少在此之中的設計失誤，確保機械設計總體上的精確性。最后，對于機械設計制造及其自動化的整個過程而言，在此之中對計算機輔助技術加以應用，能夠確保設計圖紙的編輯以及修整上的高便捷性以及精確性，減少圖紙設計中凸顯出的繁復工作。

2.2? 3D技術的具體應用

3D技術在現代的計算機技術中占有著一席之地，對于機械設計和制造的企業而言，對3D技術展開合理化的運用能夠使得機械產品的設計以及生產兼具高完整性以及美觀性。在機械設計的整個過程中，以3D技術的切實運用來針對產品的尺寸以及特征展開立體化的模擬及仿真，方便其設計者能夠即刻地發現并解決設計問題，繼而使產品的設計設計目標加以實現和完善。在已結束了的產品生產階段，以3D技術來針對產品的顏色以及荷載能力、物理信息等展開全方位的分析，以對產品設計的效率和質量加以提高，確保產品本身的高度實用。在傳統形式下的機械設計制造中，多半是以物理及化學實驗來展開針對產品質量的嚴密驗證，而當3D技術問世后，不但可對其檢測成本予以節約，而且可對產品的設計生產的效率及其質量等來加以提高。

2.3? 仿真技術的具體應用

在虛擬技術以及可視化技術的基礎上問世的計算機仿真技術，基于計算機來對數學模型加以構建，對機械制造類產品的具體應用現況直截了當地反應而出，在計算機系統中所建立而得的數學模型，使得模型的總體修整尤其簡便。此外，把仿真軟件切實地應用在了機械制造業內，以完成產品的設計制造，能夠對虛擬技術完成高度的融合，繼而展開模擬仿真實驗，以為企業的機械制造的產品水平以及質量奠下牢靠的基礎。在整個機械制造的過程之中，設計工作有諸多不足，譬如高成本、設計修改的難度較高等，在對計算機仿真技術展開了這方面的合理化運用之后，便能夠對這一過程予以簡化，對機械的運動狀態展開實時化的監控，保障機械設計能夠兼具高可行性以及合理性。

2.4? 數控機床技術的具體應用

在機械設計制造這一領域內，對數控機床技術展開合理化的應用，能夠較好地達成自動化機械制造，數控機床技術的全方位運用囊括了兩大模式：（1）數控編程;（2）數控軟件。兩者使得計算機軟件編程的人工以及自動化全面達成，數控編程被具體化地用到了生產以及加工零部件的實際過程中，借助于數控軟件以及書面語言來針對運行程序予以編制，此后則是對數控機床的加工軟件展開運用。現如今，中國的數控技術已全方位更新發展，基于此，計算機數控編程若要和語言完成轉換，就會更為地便捷化，這也令數控技術所具的優勢作用愈來愈凸顯而出。

3? ? 機械設計制造及其自動化中現代計算機技術應用的發展趨勢

3.1? 智能化發展

對于機械設計制造業而言，其發展的進程始終無法脫離現代化技術的應用，而在此行業內應用現代化技術，無疑極具現實意義，特別是能夠較為全面地提升國家的綜合競爭力。伴隨著科技的持續推進以及發展，令機械設計制造業整體上逐漸具備高智能化水平。智能化的發展已成一大趨勢，而這一趨勢可為民眾日常上的生產生活給以極高的便利性，令民眾極其關注。故而，為了能夠滿足現代社會中對于智能化多樣性的高度需求，中國的機械制造業需朝著智能化這一方向持續地推進、發展。

3.2? 微型化發展

現階段，因各方面所產生的影響，國內機械產品的體積多是過于龐大的，其功能完善度不足、不夠健全，較難對群眾的具體需求予以滿足。故而，為能夠對實際需求更近一步地適應，機械產品需持續地朝著微型化這一方向來推進以及發展，對機械產品的整體體積縮小處理，基于此，對機械產品的內部結構加以優化以及改進，使其功能得以兼具健全性以及完善性，這對機械產品的全方位維護及保養必有助益。

3.3? 網絡化發展

現如今，在科技的持續發展之下，經濟全球化持續地深層次推進，為使得機械設計制造及其自動化得以具備更加深廣度的發展，必然要朝著全球化這一方向持續地推進、發展。網絡技術之下的監控技術正持續地改進以及優化，這一點會令機械產品的實際傳播范圍全方位地擴大。而把網絡技術所具的優勢作用深層次地發揮出來之后，群眾們可借助于眾多的網絡途徑對機械產品展開宣傳以及推廣、銷售。基于對宣傳以及銷售成本的切實節約，能夠達成更為理想化的實際效果，這一點為機械產品全方位地擴寬海外銷售路線奠下了牢固的基礎。

3.4? 開放性發展

現有的階段下，計算機技術也好，互聯網技術也好，都愈來愈成熟化以及多元化，在這一形勢之下，機械設計制造正平穩地駛向開放性的目標地。即在機械產品的整個設計和制造的過程之中，不再對計算機科技給以過高的限制，這使其得以逐漸地被投入于設計制造的方方面面中加以運用。計算機技術具體化地用于數控環節上，能夠令機械產品所具有的仿真功能正式地發揮，繼而達成信息處理方面的自動化。讓計算機科學技術高效地與數控技術結合，并基于此，在數控環運用以計算機為其平臺的開放式數控系統，繼而使得操作自動化的整體水平收獲顯見的提升。

4? ? 結語

計算機技術高效化地應用于機械產品的設計制造之中已然變為了必然的趨勢。除了能夠更加直觀性以及靈活性地把設計圖紙明晰地展現出來外，還能夠輔助設計人員，使其更為清晰化地糾出在此之中的現存問題，方便及早地加以修正，且再度對設計圖紙加以編輯、予以修改，基于此，對設計的用時以及成本可以全面壓縮、節約，使其工作效率以及質量均顯見提高。此外，亦能夠對設計的產品完成仿真模擬，展開實時化的性能檢測。故而，在不遠的未來，本領域的企業還務必要強化對有關技術的開發以及研究的力度，使得計算機技術能夠更優地、深度地融合于現代機械的設計制造中，基于此，來對機械設計和制造業的平穩化、可持續性發展全面推動。

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