探究計算機技術在機械設計制造及其自動化中的有效運用

寧英文

摘要：機械設計制造及其自動化是一項綜合性的技術學科，隨著機械設計現代化的發展，計算機技術在機械設計制造及其自動化發展方面發揮的作用越來越大，不僅提高了生產效率，控制了生產成本，還提高了產品的質量。本文通過簡單介紹機械設計制造及其自動化和計算機技術，來分析計算機技術在機械設計制造及其自動化的應用優勢和實際運用。

關鍵詞：計算機技術;機械設計制造;自動化

1、計算機技術與機械設計制造自動化

1.1計算機技術

隨著社會經濟結構不斷調整完善，當前信息時代快速發展，5G時代已經來臨，計算機技術在當今時代占有的比重越來越大，也取得了一系列的發展成果，虛擬現實技術、可視化技術以及仿真、3D技術等在機械領域都有著廣泛的應用，并且正在促使著機械行業走向自動化、智能化。

1.2機械設計制造及其自動化

機械設計制造及其自動化包括對工業基礎機械設備的設計、制造，以及對設備運行時的動態監控，具有專業性、綜合性等特征，通過融合計算機和自動控制等多項技術的優勢，來解決現代工程設計、制造中出現的各類問題。

2、計算機技術在機械設計制造及其自動化中的應用優勢

2.1實現機械設計制造工作的自動化

自動化主要是指通過計算機軟硬件等的多種集成化設計，來實現機械設計制造過程中指令的傳送、執行等，是實現現代機械設計的基礎化操作，能提高機械設計在制造工作中的精準性。在計算機技術的支持下，機械設計制造系統可以通過加工自動化、零部件自動化檢驗等一系列自動化操作來實現整個設計過程的有效運行，從而使機械設計制造工作的周期明顯縮短，生產效率得到有效提升。

2.2提高機械設計生產的有效性

計算機技術擁有超高的精準度，在生產過程中能夠確保機械在運行中沒有出現問題，一直處于穩定工作狀態，實現量產，擴大生產的規模效應，降低傳統人工操作過程中因不可避免出現誤差的概率，提高產品的整體質量水平。還可以根據不同的產品需求，靈活地進行模型仿真設計，打破傳統的技術瓶頸，減少設計制作工期，確保整個機械設計環節的精確性，直到最終確定生產出真正適合的產品。

2.3提高機械設計生產過程中的安全性

通過科學的應用信息自動化技術，解決了許多曾經難以解決的問題，增加了整體機械作業的安全系數。現在大部分的作業操作環境，基本以機械自動化代替人為操作，生產管理人員只需要通過操縱計算機，就可以完成產品的生產制作。操作人員不再需要身處一線，大幅度降低了安全事故的發生概率，且當系統出現故障時，計算機技術也可在第一時間切斷主要電源線路，使其停止操作，并且響起報警信號，通知相關人員及時進行檢查，避免了更大安全事故的發生。

3、計算機技術在機械設計制造及其自動化中的有效運用

3.1計算機技術的輔助運用

機械設計制作及其自動化本身就是一個非常復雜的操作過程，涉及到諸多環節，計算機技術被應用到機械設計上是社會發展的必然趨勢。

首先在進行機械設計時要對機械有個全面清晰的了解，包括其工作原理，內部元件結構等，利用計算機技術可以對機械產品進行具體全面的分析與描述，能夠直觀地表示其所有構造與原理，幫助相關人員發現自身設計中的不足，提高機械設計的速度與有效性。

計算機技術是以相關軟件為基礎，對機械產品的零部件進行自動、實時的監測，有利于相關人員及時發現機械設備出現的故障問題，確保工業施工的安全性。利用計算機進行虛擬構建，結合設計圖紙制造出虛擬的設備模型，并且可以利用計算機相關技術對其產品的性能和受力情況等進行模擬測試，能夠及時修改設計過程中的不足，使機械設計更加完善，經模擬驗證的產品可以通過3D打印技術輸出實物模型向客戶展示。

3.2計算機繪圖技術在機械設計制造及其自動化中的運用

傳統的設計圖紙多為紙質版手稿，數量龐大，內容復雜，若字跡印刷不清晰或者保管不當使圖紙產生油污、缺失等情況，很容易造成相關人員在實際操作過程中的失誤，并且不方便設計方案的討論修改。

計算機繪圖技術是將計算機圖形處理技術運用到設計圖紙的過程中，可以通過相應的軟件系統，如CAD或者CAM等，不僅可以監測產品的實體質量，還能夠建立具體的零部件模型、模擬動畫進行裝配等操作，且方便對圖紙進行重新設計或者細節修改，并且在繪制圖形和數據信息處理過程中非常簡單快捷，系統能夠自動化分析當前數據存在的問題，實現繪圖的自動化、信息化、流程化，有效增強繪圖的效率和精準度。

如在使用CAD的繪圖過程中，如果需要繪制復雜的軸對稱圖形，那么只需要繪圖人員繪制一半的圖形，利用CAD自帶的鏡像功能，即可直接復制出另一半圖形，極大節約了繪制人員的工作時間，提高了工作效率。

3.3計算機技術在數控機床中的運用

使用數控機床可以實現產品的生產自動化，用計算機技術進行數控機床的編程主要有軟件的自動編程和手工編程兩種方式。自動編程的數控機床軟件主要被應用在處理復雜零配件的生產過程中，利用計算機技術，使用相關的數控軟件語言對其進行相應的編程，從而實現零誤差或者低誤差的精準性生產。

目前，采用計算機輔助設計軟件（SOLIDWORK、PROE等等）設計的零件圖紙可以直接生成加工指令下發給數控加工中心、數控機床、數控沖床、數控切割機等數控加工設備直接生產出設計的零件，不但效率高、同時減少人為轉化數據錯誤造成的誤差，加工更加精準，這樣使得設計人員可以從重復繁瑣的簡單勞動中解放出來，有更多時間精力投入更有創造性的設計工作中，創造出更多更好的產品。

3.4計算機仿真技術的應用

計算機仿真技術是以虛擬和可視技術為依托的，能夠針對機械制造中的具體產品建立相應的數學模型，利用媒體形態對模型進行描述，將模型直觀地呈現在人們眼前，并且能夠進行自動化的生產評估，給機械設計制造人員提供有效的參考數據，從而確保產品生產的精準性和有效性。

計算機的可視化技術是指借助計算機技術，能夠將機械信息轉化為可視數據，使人們直觀等對數據進行觀察、分析、監控，預測機械生產的各項性能，掌握機械運行的相應程序，確保加工出符合要求的產品。

計算機的相關仿真軟件能夠將現實技術與虛擬技術結合起來，進行仿真實驗，為后續的產品設計和圖紙測繪提供數據信息和參考資料。部分機械設計的難度較大，且修改困難，利用計算機仿真技術可以簡化實際操作的工作難度，增加工作效率。

如利用3D技術，對相應產品的尺寸、特征等進行模型仿真，及時發現模擬過程中存在的問題，并進行相應的優化處理;還可以提高機械設計產品的美化程度，具有高標準的統一性;還可以全面分析產品的荷載能力等，保證產品的有效實用性;能夠實時觀察產品生產的運行過程，降低檢測成本，提高產品的生產質量，生產出符合設計要求的產品。

4、結束語

綜上所述，計算機技術在機械設計制造及其自動化的應用中占有很大比重，可以提高機械設計產品的質量和效率，確保生產效益的最大化。隨著5G時代的來臨，網絡信號速度的傳播得到進一步的發展，整個人工智能行業處于炙手可熱的階段，自動程序設計、可視化技術、網絡數據信息的即時共享傳播等的出現，都標志著在計算機技術支持下的機械制造行業是未來社會科技發展的必然趨勢。

因此，要不斷注重計算機設計人員的專業培養，加大對計算機技術的開發力度，使計算機技術得到進一步的發展，更趨于自動化、網絡化、微型化以及開放化等，更好地為機械設計制造及其自動化服務，推動我國科技技術的進步。

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