機械設計制造及其自動化中計算機技術的應用探究

杜羽

（許昌電氣職業學院，河南 許昌 461000）

隨著計算機的出現和普及，機械設計制造也面臨著改革，越來越多的機械趨向于自動化，在進行機械的設計制造過程中，也應該考慮到，機械的工作效率和自動化的程度。在經濟和社會基礎科學快速發展下，在機械設計制造的研究上，自動化體系變得愈發健全，而對于大多數機械的設計來說，結合計算機技術，來提升該機械的自動化程度，這種方式是機械設計制造，快速提升其工作效率，且改進其自動化程度的重要手段。但是，結合計算機技術，在機械設計制造中，對于計算機技術的靈活應用，和實際應用經驗的不足，是整個機械設計制造的改進過程中，所面臨的重大挑戰，以下將結合在機械設計過程中，與計算機技術結合的實際情況，探討在機械設計過程可能出現的問題，與相關的解決方法。

1 計算機技術對于機械設計制造的意義

在對于機械依賴越來越嚴重的時代中，各行各業在其領域的發展中，都無法脫離機械的輔助，同時也造成了對于機械工作效率和自動化技術要求，正在不斷地提高和發展，因此，在機械的設計制造時，不僅需要效率的提升，更需要對于機械本身，在計算機基礎上，進行技術的轉變。首先，從機械的設計來看，隨著科學技術的提升，對于機械內部的液壓系統、電路體系和機械傳動體系，設計者需要對這些進行分析，以確保整個機械的設計體系，滿足對實際工程制造的安全和高效的設計理念。通過計算機技術，利用各種的仿真設計軟件，能夠降低在設計實驗中，對于機械設計的實驗成本，并且縮短整個設計過程所耗費的時間，對于設計者來說，將機械的設計體系，轉換到以計算機為載體的設計平臺上，不僅能夠更加方便對問題的掌控，同時，也是在未來自動化發展中重要的進步過程。其次，在機械的制造過程中，在社會的運行過程中和各種領域的發展過程中，對機械的需求量也在逐步提升，因此，對于相關的機械生產廠家，更加需要在自動化發展迅速的今天，利用計算機操控機械機床的方式，改進機械設備在生產中的速率。在制造過程當中，能夠利用固定的智能化方式，縮減整個機械制造所耗費的時間，套用固定的流程，縮減一些環節中，對于設計者不必要進行的工作，并且做出一些簡單的改進。因此，計算機技術的提升和應用，不僅能夠成為輔助設計師的重要工具，更能夠成為未來機械設計制造過程中，對于生產力的解放者和人力工作的替代者，針對未來復雜多變的工作環境和各種各樣的機械技術發展，計算機的記憶功能和調控功能，對于機械的設計制造過程，都有著不可或缺的重要意義。

2 計算機技術在機械設計制造自動化發展中的作用

2.1 計算機的輔助設計與修改

對于計算機來說，主要是作為一種輔助性的工具，來替代人類無法完成的流程記憶和建模任務，給設計者提供各種的信息和運行過程中的模擬效果與問題提醒。因此，機械設計制造，在整個自動化進程中，更加依賴于計算機，其不僅能夠及時有效地找到整個體系中存在的問題，更能夠為機械在未來的使用中，排除隱患和可能存在的問題。計算機在進行輔助設計的過程中，還能夠借助云端數據庫，將各種可能出現的問題以及相關的預防措施展現給設計者，以便于及時地做出機械體系的改進，實現計算機輔助設計的修改任務。在目前的機械設計中，可以利用電路模擬、單片機控制效果模擬，以提高實際設計過程中，對于設計方案的可行度，并且同時降低目前機械設計過程中設計方案脫離實際可行的現象。

2.2 計算機對于機械制造的調控與制造流程

在目前的各種尖端機械制造安裝中，都是通過計算機控制車床，來完成零件的制造和整個系統的安裝，這種方法很大程度上縮減了人力勞動的負荷，成功地解放了現代人的雙手。另外，利用機械臂和計算機的控制能力，還能夠有效地提高整個機械系統的工作效率，并且按照統一的流水線生產，按照設定好的制作安裝流程，也能夠降低機械設計制造中，對于制造產品中的失敗率，有效地減少機械設計過程中，對于制造原料的浪費。通過計算機技術，利用互聯網為整個制造體系的大腦，利用設定好的程序完成預計的工作任務，是實現自動化機械制造的重要工具，設計者能夠將電子版的圖紙，輸入數控機床中，借助計算機的處理和分析，自動地進行原料的加工，同時，借助不同流水線，按照設定好的程序，實現計算機控制下的自動化安裝。

3 計算機技術應用于機械設計制造中存在的問題

3.1 計算機技術在工作中缺乏靈活性

計算機的輔助設計工作，在實際的生產和設計中，往往可能會面臨著復雜多變的各種情況，尤其是在零件安裝中，可能用戶對于機械系統的局部部位，有一些光滑度和強度的特殊要求。而計算機輔助的制造和設計，大多數是批量生產，因此，也就造成了二次加工的情況，不僅在機械設計的時間上造成了延后，同時，在工藝上也有了一定的加工難度。在機械設計制造的過程中，往往最不能忽視的，就是機械設計的靈活性，在機械不同的工作環境下，其制造工藝和組裝方案，也有著各種不同的要求，因此，在機械設計制造的過程中，盡管計算機技術的調控，降低了批量生產的難度，但是，對于機械組裝的靈活性，仍然有著一定的缺陷。在反復多次的工作中，計算機無法感知到，機床中銑刀等零件的磨損，但是，在這種情況下，仍然按照之前的設計參數，進行機械零件的加工，就會降低機械的實際效果和精度。

3.2 計算機控制下的機械制造體系造價高

在計算機輔助下的機械制造中，會造成機械制造成本提高的現象，大多數高回報的機械制造中，利用了流水線機械生產，也許可以獲得足夠的利潤，但是，在實際情況中，大多數機械生產制造，大多是應用于農業、制造業和各種生活所用的。因此，在實際的生產過程中，從實際情況考慮，計算機控制下的流水線生產，對于加工設備的磨損和機械設計中的成本，是阻礙計算機技術，在機械的生產制造過程中應用的關鍵因素。隨著計算機和互聯網的普及，盡管目前機械設計和制造的過程中，已經成功地應用，一部分的智能化設備進行生產，可是，對于機械制造的發展來說，這種現狀在計算機技術未來的發展前景中，是遠遠不夠的。

4 解決計算機技術應用于機械設計中的方法

4.1 利用人工調控和計算機輔助制造的方式

在面對計算機運作體系不夠靈活的情況下，最直接有效的方式，就是通過改進計算機技術制造零件的體系，將人為調控融入機械制造中，將各種不可控的突發因素，交給設計師按照實際情況，進行改進和調整。在對于零件局部有額外要求的情況下，設計師對于部分機器進行調整，以全新的技術要求，設計出相關的制作參數，來盡可能地使機械設備，滿足用戶對于其特殊的要求。目前，社會中的大多數機械生產廠家，大多是按照標準要求，進行機械零件的制造和組裝，但是，在偶爾的情況下，也會按照客戶的要求，進行全新的設計制造，而使用的方法，就是通過人為調控的形式，以計算機技術為工具，進行零件的制造與裝配。盡管當今社會的生產和發展方向，都逐漸趨向于智能化和自動化，但是，不論如何，計算機技術永遠都是作為工具輔助存在，面臨一些復雜多變的形式和要求，當不能按照既定的程序運行時，往往都需要人為的調整。

4.2 以計算機技術為輔助設計的工具實現機械設計的高效化

在進行機械的生產過程以前，對于機械設備零件和組裝的設計，是機械生產制造的關鍵，因此，在進行機械設計制造時，要根據實際情況，利用仿真模擬軟件，進行機械系統的測試，并且確保機械在運行中，符合既定的要求。利用CAD等繪圖軟件，能夠盡可能地降低手繪的錯誤率，利用計算機能夠加快，目前，繪圖時的效率，另一方面，計算機技術作為輔助設計工具，能夠通過PADS等軟件，進行機械設備內部電路的仿真模擬。通過這些形式，能夠盡可能地降低，機械設備在運行中出現問題的概率，也能夠通過模擬運行，來驗證設計者，對于機械內部情況和未來運行中出現狀況的猜想，只有這樣，才能夠讓設計理念不僅僅是空想，而是在實際實驗的支持下，確定具有可行性的。通過計算機技術建立模型，并且進行試運行，利用設備的讀取直接進行制造，能夠有效提高機械設計制造的效率。

5 結語

機械設備的使用是維持社會運行的重要條件，機械不僅僅運用于生產制造上，更多的是運用于日常生活中，以一種工具的形式，逐漸改善我們的生活，當機械的設計制造與計算機技術聯系起來后，機械設計的種類也會逐漸增加，而相關廠家的制造效率，也會得到質的飛躍。