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)用研究

張家偉

摘要：計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化應(yīng)用的發(fā)展，起到至關(guān)重要的作用。本文以計(jì)算機(jī)技術(shù)在工程機(jī)械領(lǐng)域的應(yīng)用為主要研究對(duì)象，針對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展，結(jié)合筆者在工程機(jī)械領(lǐng)域的科研經(jīng)驗(yàn)，以仿真技術(shù)、3D打印技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、AI技術(shù)、5G技術(shù)等相關(guān)內(nèi)容為代表，深入研究計(jì)算機(jī)領(lǐng)域?qū)C(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化應(yīng)用的重要助力，并結(jié)合當(dāng)前機(jī)械工程領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)，提出一系列的發(fā)展建議，為從事相關(guān)領(lǐng)域的從業(yè)人員提供力所能及的幫助和支持。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)技術(shù);機(jī)械設(shè)計(jì);自動(dòng)化

隨著我國計(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。

1.計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化應(yīng)用的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著工業(yè)制造4.0概念創(chuàng)建，以機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化應(yīng)用為代表，成為當(dāng)前社會(huì)正向發(fā)展的重要內(nèi)容。一方面，借助計(jì)算機(jī)技術(shù)，可以極大提升機(jī)械工程領(lǐng)域的生產(chǎn)效率;另一方面，傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化應(yīng)用，需要大量的研發(fā)周期以及經(jīng)營成本，無法滿足當(dāng)前社會(huì)的主流需求。特別在我國各項(xiàng)機(jī)械產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的年代，亟待計(jì)算技術(shù)的各項(xiàng)應(yīng)用，為機(jī)械工程領(lǐng)域帶來新的發(fā)展和動(dòng)力，以滿足當(dāng)前機(jī)械領(lǐng)域的發(fā)展需求。

2.機(jī)械制造及其自動(dòng)化應(yīng)用中的計(jì)算機(jī)技術(shù)分析

2.1仿真技術(shù)

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，是近年來針對(duì)部分機(jī)械工程中實(shí)際需求而開展的應(yīng)用研究。例如，傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造對(duì)于零部件的設(shè)計(jì)以及具體應(yīng)用數(shù)據(jù)，在實(shí)際應(yīng)用過程中，可能無法達(dá)到相應(yīng)的研究成效，而借助計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的有效加持，可以在根本上實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域的有效升級(jí)。一方面，基于計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，以三維圖形成像軟件為代表，對(duì)涉及到的機(jī)械零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)和加工，同時(shí)對(duì)相應(yīng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容開展相關(guān)的應(yīng)用研究;另一方面，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的應(yīng)用，為傳統(tǒng)機(jī)械部件設(shè)計(jì)打開了新的發(fā)展思路，可以減少傳統(tǒng)機(jī)械制造的設(shè)計(jì)周期以及研發(fā)成本，同時(shí)在仿真技術(shù)的加持下，可以在設(shè)計(jì)過程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的問題和缺陷。以現(xiàn)代化物流產(chǎn)業(yè)為例，自動(dòng)化貨物傳送臺(tái)的設(shè)計(jì)，需要對(duì)貨物的運(yùn)送路徑以及貨物慣性、運(yùn)動(dòng)能耗等相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行分析，借助仿真技術(shù)可以對(duì)運(yùn)送路徑以及現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行合理化分析。

2.2打印技術(shù)

計(jì)算機(jī)3D打印技術(shù)，是近年來最具發(fā)展?jié)摿Φ膽?yīng)用技術(shù)。一方面，3D打印技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中產(chǎn)生了巨大的應(yīng)用成效，可以將較為復(fù)雜的機(jī)械部件進(jìn)行快速打印，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的有效調(diào)整，進(jìn)而滿足多樣化的功能需求;另一方面，3D打印技術(shù)之所以能夠在機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域中產(chǎn)生巨大的成效，源于其高效的制作速度。以機(jī)械設(shè)計(jì)制造的零部件為例，借助計(jì)算機(jī)3D打印技術(shù)，僅需要將設(shè)計(jì)內(nèi)容輸入到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，便可以快速得到相應(yīng)的設(shè)計(jì)模型，并且通過選用合適的材料，可以得出完整的設(shè)計(jì)內(nèi)容，無論材質(zhì)、比例、數(shù)據(jù)等方面都可以做到完美的仿制。

2.3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。

2.4? AI技術(shù)

計(jì)算機(jī)AI技術(shù)是利用程序代碼輸入到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，對(duì)一些常規(guī)工作進(jìn)行智能化生產(chǎn)。以機(jī)械工程中的自動(dòng)化應(yīng)用為例，在某汽車流水線加工作業(yè)過程中，利用計(jì)算機(jī)AI技術(shù)，可以讓機(jī)械臂對(duì)不同角度、位置的設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化安裝，同時(shí)對(duì)安裝位置的差異性自動(dòng)化調(diào)節(jié)，可以準(zhǔn)確進(jìn)行變更和調(diào)整，確保設(shè)備流水線的安裝質(zhì)量。由于計(jì)算機(jī)AI技術(shù)的應(yīng)用，可以在總體上降低人工制造存在的主觀問題，尤其是相關(guān)環(huán)節(jié)的人為疏忽，會(huì)對(duì)自動(dòng)化生產(chǎn)線造成嚴(yán)重的后果，因此，在自動(dòng)化生產(chǎn)過程中，利用計(jì)算機(jī)AI技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)極高的準(zhǔn)確性和高效性。以生產(chǎn)成本為例，應(yīng)用計(jì)算機(jī)AI技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)作業(yè)的有效升級(jí)。

3.結(jié)束語

綜上所述，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，為機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化領(lǐng)域帶來新的發(fā)展動(dòng)力與發(fā)展生機(jī)。同時(shí)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的延伸和創(chuàng)新，以生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本為代表的重要特征，成為推動(dòng)機(jī)械工程領(lǐng)域不斷前進(jìn)和升級(jí)的重要?jiǎng)恿?，以促進(jìn)行業(yè)的發(fā)展來實(shí)現(xiàn)整個(gè)社會(huì)制造體系的蛻變。

參考文獻(xiàn)：

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