機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中計(jì)算機(jī)技術(shù)的運(yùn)用

白晉豪 王庭曉 沈陽(yáng)美寶控制有限公司

隨著我國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)在社會(huì)多領(lǐng)域中得到有效地應(yīng)用和拓展，其中在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化應(yīng)用領(lǐng)域中，應(yīng)用成效尤為顯著。一方面，借助計(jì)算機(jī)技術(shù)，可以最大程度降低傳統(tǒng)機(jī)械制造存在的問題和疏漏；另一方面，計(jì)算機(jī)技術(shù)的高效計(jì)算成果，是傳統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)和企及的。

一、機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化的含義

伴隨經(jīng)濟(jì)社會(huì)持續(xù)進(jìn)步與發(fā)展過程，很多工業(yè)設(shè)備原件以及機(jī)電產(chǎn)品陸續(xù)被用于工業(yè)及其他領(lǐng)域中，其實(shí)這些工業(yè)設(shè)備原件便是機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化，其是設(shè)備及相應(yīng)產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造運(yùn)轉(zhuǎn)至生產(chǎn)的一個(gè)統(tǒng)稱。將計(jì)算機(jī)技術(shù)用于機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化范疇中，主要是為了應(yīng)對(duì)既往生產(chǎn)實(shí)踐中暴露出的一些復(fù)雜技術(shù)問題，以進(jìn)一步提升產(chǎn)品的智能化水平。實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化，對(duì)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程能起到很大的推動(dòng)作用，其也占據(jù)著較高的社會(huì)地位。當(dāng)下，機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化對(duì)其他技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展過程也發(fā)揮著重要的支撐作用，為諸多領(lǐng)域、行業(yè)實(shí)現(xiàn)發(fā)展進(jìn)步的重要基礎(chǔ)。另外，實(shí)現(xiàn)機(jī)械及其自動(dòng)化并合理應(yīng)用，能明顯降低人工勞動(dòng)強(qiáng)度，提升工作效率，游刃有余的落實(shí)傳統(tǒng)生產(chǎn)階段的重、難點(diǎn)項(xiàng)目。對(duì)于計(jì)算機(jī)行業(yè)而言，機(jī)械設(shè)計(jì)過程精密化程度的提升，對(duì)計(jì)算機(jī)行業(yè)發(fā)展也起到一定引領(lǐng)作用。

二、計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中的實(shí)踐應(yīng)用

（一）計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)

可視化技術(shù)和虛擬技術(shù)的融合、拓展實(shí)質(zhì)上就是我們所說的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，其是以數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)，并科學(xué)測(cè)評(píng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化水平，進(jìn)而使產(chǎn)品生產(chǎn)制造的科學(xué)性、合理性得到更大保障。既往在生產(chǎn)制造機(jī)械產(chǎn)品階段，設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)通常會(huì)投入較大資金，成本偏高，并且修整設(shè)計(jì)內(nèi)容也是極為繁多的，而通過使用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，能協(xié)助相關(guān)人員設(shè)計(jì)出產(chǎn)品實(shí)體的造型，建設(shè)三維立體造型，協(xié)助設(shè)計(jì)是觀察與分析設(shè)計(jì)出的實(shí)體造型，及時(shí)做出調(diào)整與優(yōu)化，減少誤差，提升產(chǎn)品設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)性，并呈現(xiàn)出三維造型分析結(jié)果，為優(yōu)化機(jī)械設(shè)計(jì)工作質(zhì)效提供更可靠的保障。

（二）3D 技術(shù)的應(yīng)用

3D 技術(shù)可以說是計(jì)算機(jī)技術(shù)的一項(xiàng)重大突破，不僅可以有效推動(dòng)工業(yè)化和信息化的結(jié)合，也給各行各業(yè)的發(fā)展指明了方向，更帶來了諸多的全新發(fā)展機(jī)遇，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中得到非常廣泛的應(yīng)用。在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化這一行業(yè)中，首先得到應(yīng)用的就是3D 模型技術(shù)。在實(shí)際的機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化制造中，利用3D 軟件進(jìn)行相關(guān)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，不僅可以讓設(shè)計(jì)出來的相關(guān)產(chǎn)品更加直觀地展現(xiàn)在人們的眼前，在外觀上也可以使其變得更加完善。其次，在實(shí)際的機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中應(yīng)用3D 打印技術(shù)，可以對(duì)相關(guān)產(chǎn)品進(jìn)行深入且細(xì)致的掃描，并根據(jù)掃描結(jié)果進(jìn)行綜合分析，將實(shí)體設(shè)備運(yùn)用到3D 技術(shù)中，并將相關(guān)設(shè)備轉(zhuǎn)化為眾多的三維平面。這樣的技術(shù)對(duì)于相關(guān)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)有著非常重要的作用，在節(jié)約大量人力、物力和財(cái)力的基礎(chǔ)上，達(dá)到和傳統(tǒng)制造方法相同的效果，甚至可以對(duì)相關(guān)產(chǎn)品的零件進(jìn)行逐個(gè)拆解和組裝，而這個(gè)過程如果采用傳統(tǒng)的制造方法，往往會(huì)需要投入大量的財(cái)力、人力及物力。

（三）大數(shù)據(jù)技術(shù)

在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化領(lǐng)域中，大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展，為傳統(tǒng)機(jī)械領(lǐng)域提供了全方位的保障和支撐。例如，傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造，需要在大量的設(shè)備儀器中進(jìn)行打磨和試驗(yàn)，從而得出相應(yīng)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)以及研發(fā)報(bào)告，因此設(shè)計(jì)出一款產(chǎn)品，需要投入大量的資源和時(shí)間，而借助計(jì)算機(jī)大數(shù)據(jù)技術(shù)，可以將同類產(chǎn)品的研發(fā)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)的梳理和匯總，同時(shí)對(duì)一些實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行剖析和總結(jié)，幫助設(shè)計(jì)人員減少不必要的設(shè)計(jì)誤區(qū)，減少設(shè)計(jì)時(shí)間和研發(fā)成本。另外在機(jī)械部件生產(chǎn)完畢后，需要對(duì)性能以及自動(dòng)化成效進(jìn)行檢驗(yàn)和測(cè)試，而借助大數(shù)據(jù)技術(shù)，可以減少檢驗(yàn)成本和測(cè)試誤區(qū)，從而在根本上實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械制造技術(shù)的升級(jí)和改善。例如，以某自動(dòng)化傳動(dòng)帶的應(yīng)用設(shè)計(jì)，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，可以提供科學(xué)的設(shè)備配比、承載配比以及設(shè)備軸承承載力等相關(guān)內(nèi)容。如果缺乏相關(guān)數(shù)據(jù)，在開展機(jī)械部件的設(shè)計(jì)和制造時(shí)，需要投入大量的精力與成本，即便購(gòu)買相關(guān)的專利或者技術(shù)，也需要進(jìn)行相應(yīng)的磨合和試驗(yàn)，而借助大數(shù)據(jù)技術(shù)，可以快速得出所有的計(jì)算數(shù)據(jù)，既能夠解決傳統(tǒng)機(jī)械部件設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)缺陷問題，還能夠在設(shè)備部件制造之前，對(duì)相關(guān)性能以及連帶效應(yīng)進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)。大數(shù)據(jù)技術(shù)不僅僅在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中產(chǎn)生巨大的應(yīng)用成效，在自動(dòng)化應(yīng)用領(lǐng)域，還可以為生產(chǎn)線提供最佳的加工邏輯以及生產(chǎn)順序，保障機(jī)械工程設(shè)備的有序開展。

三、結(jié)束語

計(jì)算機(jī)在社會(huì)各行各業(yè)中均有較為深入的發(fā)展和應(yīng)用，其自身的成熟度也有很大提升，人類社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步離不開計(jì)算機(jī)技術(shù)的支撐。將其融合至機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化領(lǐng)域中，不僅是現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)制造企業(yè)發(fā)展的主觀需求，也是新時(shí)代發(fā)展的必然趨勢(shì)。當(dāng)下我國(guó)在這一方面的應(yīng)用基礎(chǔ)相對(duì)薄弱，未來還需科技人員加強(qiáng)探索與完善，分析機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造中存在的不足，編制科學(xué)合理的處理方案，這樣方能更有效的應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，將技術(shù)優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來，為我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展做出更大貢獻(xiàn)。