計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中的應(yīng)用

張鵬

（煙臺(tái)沃爾姆真空技術(shù)有限公司，山東 煙臺(tái) 264000）

在機(jī)械設(shè)計(jì)，制造和自動(dòng)化領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)技術(shù)變得越來(lái)越流行。促進(jìn)了機(jī)械工業(yè)的快速發(fā)展，提高了機(jī)械工業(yè)的質(zhì)量。提高了機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)效率，相應(yīng)節(jié)約了生產(chǎn)成本和制造周期。這一系列改進(jìn)促使中國(guó)機(jī)械制造業(yè)在國(guó)內(nèi)外競(jìng)爭(zhēng)中發(fā)揮巨大優(yōu)勢(shì)。在使用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的許多領(lǐng)域中，改進(jìn)包括機(jī)電技術(shù)，微機(jī)電操作系統(tǒng)等的集成。

一、計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中的現(xiàn)狀

科學(xué)技術(shù)水平的提高是社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，而隨著我國(guó)近年來(lái)對(duì)科學(xué)技術(shù)改革與創(chuàng)新的重視程度不斷提高，在很多領(lǐng)域獲得了喜人的成績(jī)。尤其是在機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化領(lǐng)域，盡管我國(guó)在這方面與發(fā)達(dá)國(guó)家仍存在一定的差距，但相較于過(guò)去，我國(guó)在機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化領(lǐng)域已上升了不止一個(gè)層次。計(jì)算機(jī)技術(shù)的引進(jìn)不僅推動(dòng)我國(guó)社會(huì)進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)信息時(shí)代，而且計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用也極大地推動(dòng)了我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化領(lǐng)域的全面發(fā)展。目前我國(guó)機(jī)械專業(yè)的教育更多的還是停留在機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化領(lǐng)域，并未囊括計(jì)算機(jī)技術(shù)，造成懂得計(jì)算機(jī)專業(yè)技術(shù)的人才在機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化方面存在弱勢(shì)，而機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)器自動(dòng)化方面的專業(yè)人才對(duì)于計(jì)算機(jī)技術(shù)的掌握也十分有限。由于缺乏綜合型人才的支持，我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化的計(jì)算機(jī)技術(shù)遲遲無(wú)法實(shí)現(xiàn)改革與創(chuàng)新，只能跟隨發(fā)達(dá)國(guó)家的腳步，缺乏主動(dòng)性。

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

（一）計(jì)算機(jī)可視技術(shù)的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)可視技術(shù)主要是通過(guò)技術(shù)手段將抽象的機(jī)械信息轉(zhuǎn)換為更加直觀的數(shù)據(jù)信息，便于設(shè)計(jì)人員對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算與分析，進(jìn)而掌握機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的具體性能，對(duì)設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)掌握，及時(shí)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化與改造，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的動(dòng)態(tài)控制?？梢暭夹g(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在：首先，通過(guò)計(jì)算機(jī)可是技術(shù)與機(jī)械設(shè)計(jì)制造的完美融合，能夠進(jìn)一步起到輔助設(shè)計(jì)的作用，避免人工設(shè)計(jì)中產(chǎn)生的誤差，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的精確性與可靠性進(jìn)行保障。其次，計(jì)算機(jī)可視技術(shù)在設(shè)計(jì)以及制造過(guò)程中速度非?？捎^，高于人力設(shè)計(jì)及制造，所以在一定程度上提高了工作效率，解決產(chǎn)品制造時(shí)間，加速了自動(dòng)化進(jìn)程。

（二）仿真技術(shù)的應(yīng)用

仿真技術(shù)也是計(jì)算機(jī)技術(shù)中的一種，在機(jī)械行業(yè)中的廣泛應(yīng)用使得機(jī)械制造進(jìn)入了新時(shí)代。和3D技術(shù)的應(yīng)用相比，仿真技術(shù)能直接進(jìn)行真實(shí)情況的推演，以虛擬現(xiàn)實(shí)這樣的模式展示真實(shí)的結(jié)果。仿真技術(shù)通過(guò)構(gòu)建數(shù)學(xué)模型、物理模型，為設(shè)計(jì)提供參考，確定產(chǎn)品的應(yīng)用情況。這能對(duì)產(chǎn)品真實(shí)使用過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行預(yù)演，提前做出考量。仿真技術(shù)還能用于修復(fù)產(chǎn)品。傳統(tǒng)的產(chǎn)品修復(fù)，技術(shù)人員需要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行拆解，且要不斷開展試驗(yàn)研究。使用仿真技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)直接在系統(tǒng)上進(jìn)行模擬，有針對(duì)性地進(jìn)行修復(fù)，縮減人工勞動(dòng)力，提高整體工作效率。例如：在機(jī)械實(shí)踐中，工作人員使用仿真技術(shù)建立產(chǎn)品數(shù)學(xué)模型，通過(guò)模型直接展現(xiàn)研究數(shù)據(jù)，提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性。建立仿真模型，工作人員在仿真模型上進(jìn)行仿真操作，在操作過(guò)程中，記錄發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，為真實(shí)的機(jī)械產(chǎn)品做好技術(shù)保障。

（三）數(shù)控機(jī)床技術(shù)的具體應(yīng)用

數(shù)控機(jī)床的最主要優(yōu)勢(shì)特征就是能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)自動(dòng)化，以計(jì)算機(jī)為平臺(tái)、軟件為基礎(chǔ)的數(shù)控機(jī)床的編程主要有兩種方式，即軟件自動(dòng)編程以及軟件手工編程?；谧詣?dòng)編程的數(shù)控機(jī)床軟件主要應(yīng)用于較復(fù)雜零配件的生產(chǎn)，以計(jì)算機(jī)為平臺(tái)采用標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)控軟件語(yǔ)言對(duì)應(yīng)用程序進(jìn)行編寫，然后經(jīng)過(guò)處理形成數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行程序。近年來(lái)隨著數(shù)控技術(shù)的快速更新和發(fā)展，計(jì)算機(jī)語(yǔ)言與數(shù)控編寫程序之間的相互轉(zhuǎn)換更加容易實(shí)現(xiàn)，更大程度上滿足了數(shù)控機(jī)床編程的需要。

（四）計(jì)算機(jī)技術(shù)的輔助功能

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)功能不僅能夠在服裝、報(bào)刊等方面的設(shè)計(jì)發(fā)揮著重要作用，還能夠在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中發(fā)揮著不可替代的作用。針對(duì)于機(jī)械行業(yè)，計(jì)算機(jī)輔助功能主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：一是在設(shè)計(jì)制造過(guò)程中，可能會(huì)遇到某些較為復(fù)雜的、手工繪制不方便的機(jī)械圖，這個(gè)時(shí)候合理地運(yùn)用CAD、CAM等繪圖軟件，能大大地降低繪圖的難度。二是通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，能夠?qū)C(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、形狀以及尺寸等方面有著更為詳細(xì)地描述，這時(shí)設(shè)計(jì)人員就能更為快速地找到設(shè)計(jì)問(wèn)題;三是借助于計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)能夠更加方便地進(jìn)行圖紙的再次編輯、修改，大大地簡(jiǎn)化了操作過(guò)程，使得機(jī)械設(shè)計(jì)的效率得到了較為明顯地提升。

結(jié)束語(yǔ)：

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)的有效應(yīng)用已經(jīng)成為必然趨勢(shì)。其不僅可以更加直觀生動(dòng)地呈現(xiàn)出設(shè)計(jì)圖紙，還可以促使設(shè)計(jì)人員清晰明確地發(fā)現(xiàn)其中所存在的問(wèn)題，以便于及時(shí)修正，并再次編輯修改設(shè)計(jì)圖紙，以此節(jié)約設(shè)計(jì)時(shí)間與成本，提高工作效率與質(zhì)量。