重慶三峽職業(yè)學(xué)院 曾文忠

1 引言

隨著世界經(jīng)濟(jì)一體化的到來，市場競爭越來越激烈，對機(jī)電產(chǎn)品的設(shè)計和生產(chǎn)也提出了巨大的挑戰(zhàn)，快速、準(zhǔn)確、優(yōu)化是當(dāng)前機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計中的基本要求。長時間以來，傳統(tǒng)的人工設(shè)計方法在機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計中占據(jù)了主要的地位，設(shè)計中很大一部分時間是花費在數(shù)據(jù)的計算和工程制圖的繪制上，需要設(shè)計人員對數(shù)據(jù)和圖紙進(jìn)行反復(fù)的核算和修改，直到符合要求為止。計算機(jī)輔助設(shè)計是利用計算機(jī)系統(tǒng)輔助設(shè)計人員進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計，包括繪圖、文檔制作、分析等設(shè)計過程。機(jī)電產(chǎn)品計算機(jī)輔助設(shè)計已經(jīng)成為一門新的學(xué)科，機(jī)電產(chǎn)品計算機(jī)輔助設(shè)計平臺的構(gòu)建避免了工作人員繁冗復(fù)雜的工作，在很短的時間內(nèi)就能完成報告，計算精度也有了很大的提升，對提高設(shè)計人員的工作效率和設(shè)計質(zhì)量具有至關(guān)重要的作用。

2 機(jī)電產(chǎn)品的發(fā)展?fàn)顩r

隨著機(jī)械工程和電子工程行業(yè)的高速發(fā)展，機(jī)電產(chǎn)品也應(yīng)運而生，成為滿足當(dāng)前人們生活的必要產(chǎn)物，而機(jī)電產(chǎn)品的設(shè)計是當(dāng)前科技領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)，也是當(dāng)今世界許多國家正在極力研究的高端科學(xué)領(lǐng)域。信息技術(shù)時代的到來使傳統(tǒng)的設(shè)計觀念和設(shè)計方式已經(jīng)不能滿足電子行業(yè)的發(fā)展要求，機(jī)電產(chǎn)品行業(yè)的發(fā)展也陷入了瓶頸。而機(jī)電產(chǎn)品計算機(jī)輔助平臺的構(gòu)建為機(jī)電產(chǎn)品的設(shè)計提出了新的設(shè)計理念，為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了更廣闊的發(fā)展空間。

3 機(jī)電產(chǎn)品計算機(jī)輔助設(shè)計平臺系統(tǒng)的組成和開發(fā)

3.1 機(jī)電產(chǎn)品計算機(jī)輔助設(shè)計平臺系統(tǒng)的組成

簡單的說，機(jī)電產(chǎn)品計算機(jī)輔助設(shè)計平臺系統(tǒng)就是為機(jī)電產(chǎn)品的設(shè)計提供了一個計算機(jī)軟件和計算機(jī)硬件的環(huán)境。一個完整的機(jī)電產(chǎn)品計算機(jī)輔助設(shè)計平臺系統(tǒng)應(yīng)該包括計算、分析、圖形生成和處理、輸入、輸出信息、快速檢索以及對話的良好能力。

為了快速高效地實現(xiàn)上述功能，機(jī)電產(chǎn)品計算機(jī)輔助設(shè)計平臺系統(tǒng)應(yīng)由三部分組成，即設(shè)計人員、硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。其中起主導(dǎo)作用的是設(shè)計人員，設(shè)計人員通過對該平臺的操作和控制從而完成整個設(shè)計工程。

機(jī)電產(chǎn)品計算機(jī)輔助設(shè)計平臺構(gòu)建的主要結(jié)構(gòu)：（1）工程數(shù)據(jù)庫，主要用于信息的存儲和管理；（2）集多功能于一體的交互式圖形程序庫，用于圖形信息的加工與處理。（3）應(yīng)用程序庫，主要用于各種數(shù)據(jù)的分析計算和處理核算等。

3.2 機(jī)電產(chǎn)品計算機(jī)輔助設(shè)計平臺系統(tǒng)的開發(fā)

各類計算機(jī)輔助設(shè)計的軟件都具有復(fù)雜的運行關(guān)系，只有將它們有機(jī)結(jié)合起來，才能使其充分發(fā)揮各自的功能，共同構(gòu)成一個機(jī)電產(chǎn)品計算機(jī)輔助設(shè)計平臺系統(tǒng)。因此，必須運用軟件工程的方法對計算機(jī)軟件進(jìn)行開發(fā)，從而保證設(shè)計過程的高效運行，降低機(jī)電產(chǎn)品的設(shè)計生產(chǎn)費用，保證機(jī)電產(chǎn)品高質(zhì)量設(shè)計的輸出。因此，在機(jī)電產(chǎn)品計算機(jī)輔助設(shè)計平臺系統(tǒng)開發(fā)的同時要考慮硬件支持系統(tǒng)、軟件支持系統(tǒng)、機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計要求、實用要求以及測試驗收的嚴(yán)格程度。

4 機(jī)電產(chǎn)品計算機(jī)輔助設(shè)計平臺構(gòu)建中應(yīng)用的主要技術(shù)

4.1 計算機(jī)輔助技術(shù)

計算機(jī)輔助技術(shù)又稱CAD。計算機(jī)輔助技術(shù)是指包括工程制圖、資料檢索、設(shè)計方案以及數(shù)據(jù)的計算分析等產(chǎn)品設(shè)計過程在內(nèi)的所有技術(shù)。計算機(jī)通過對數(shù)據(jù)的處理和分析，從而實現(xiàn)對機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計的智能分析、優(yōu)化設(shè)計以及方正模擬，實現(xiàn)機(jī)電產(chǎn)品的自動化設(shè)計。

4.2 計算機(jī)輔助制造

計算機(jī)輔助制造又稱CAM。計算機(jī)輔助制造是指應(yīng)用計算機(jī)智能系統(tǒng)通過對機(jī)械設(shè)備的控制，使其自主完成對機(jī)電產(chǎn)品的加工、制作、組裝、檢驗、包裝以及維修等工作，從而對提高工作人員的工作效率和自動化水平、降低生產(chǎn)成本、縮短生產(chǎn)周期、提高生產(chǎn)質(zhì)量具有極大的促進(jìn)作用。

4.3 計算機(jī)輔助工藝設(shè)計

計算機(jī)輔助工藝設(shè)計又稱CAPP。計算機(jī)輔助工藝設(shè)計是指應(yīng)用計算機(jī)系統(tǒng)對機(jī)電產(chǎn)品的設(shè)計要求進(jìn)行分析和識別，從而實現(xiàn)在生產(chǎn)制造過程中對生產(chǎn)材料、生產(chǎn)工具以及加工順序等工藝流程的擇優(yōu)選擇。計算機(jī)輔助工藝設(shè)計的應(yīng)用在很大程度上彌補了由于流水線工作人員技術(shù)水平的參差不齊，使產(chǎn)品質(zhì)量降低和生產(chǎn)成本提高等的不足。

4.4 集成系統(tǒng)

集成系統(tǒng)就是將計算機(jī)輔助技術(shù)（CAD）、計算機(jī)輔助制造（CAM）、計算機(jī)輔助工藝設(shè)計（CAPP）等各種計算輔助設(shè)計技術(shù)結(jié)合起來，發(fā)揮各自的長處、避免各自的短處，全面提高機(jī)電產(chǎn)品的設(shè)計水平，從而整體上提高機(jī)電產(chǎn)品的質(zhì)量。

4.5 柔性制造系統(tǒng)

計算機(jī)輔助系統(tǒng)是通過計算機(jī)的智能控制實現(xiàn)的，雖然自動化程度很高，但缺少一定的靈活性和柔性。通過柔性制造系統(tǒng)的應(yīng)用，可以對機(jī)電產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中的要求變更做出及時的響應(yīng)，并通過數(shù)控機(jī)床等機(jī)電設(shè)備來及時應(yīng)對機(jī)電產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的突發(fā)狀況。

5 機(jī)電產(chǎn)品計算機(jī)輔助設(shè)計平臺的發(fā)展趨勢

5.1 集成化

隨著信息科技的發(fā)展，機(jī)電產(chǎn)品的集成化程度會越來越高。集成化就是將機(jī)電產(chǎn)品計算機(jī)輔助設(shè)計平臺、機(jī)械制造工程、電子工程等各個行業(yè)有機(jī)結(jié)合起來，發(fā)揮各行業(yè)的長處和優(yōu)點，盡可能地優(yōu)化生產(chǎn)制造過程，對整個生產(chǎn)、加工、制造、裝配、包裝、檢修以及運輸過程實現(xiàn)降低機(jī)電產(chǎn)品的生產(chǎn)運輸成本、提高質(zhì)量的目的。

5.2 智能化

智能化設(shè)計和生產(chǎn)是機(jī)電產(chǎn)品發(fā)展的必然趨勢，機(jī)電產(chǎn)品計算機(jī)輔助設(shè)計平臺通過計算機(jī)變成系統(tǒng)、人際交換系統(tǒng)以及計算機(jī)控制系統(tǒng)，使機(jī)電產(chǎn)品的設(shè)計過程具有人的“思想”、“判斷能力”以及“自主選擇能力”。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，機(jī)器人會逐漸代替人工操作，完全實現(xiàn)智能化設(shè)計和生產(chǎn)，在降低生產(chǎn)成本的同時提高成產(chǎn)質(zhì)量。

5.3 數(shù)字化

機(jī)電產(chǎn)品計算機(jī)輔助設(shè)計平臺會隨著機(jī)電一體化的發(fā)展逐漸趨于數(shù)字化。數(shù)字化系統(tǒng)對簡化編程系統(tǒng)和操作過程，以及降低錯誤率具有非常重要的現(xiàn)實意義，計算機(jī)控制系統(tǒng)和人際交換系統(tǒng)為數(shù)字化系統(tǒng)提供了安全可靠保障。

5.4 微型化

隨著人們生活節(jié)奏的不斷提高，人們要求機(jī)電產(chǎn)品具有體積小、重量輕、便于攜帶的特點，也就是機(jī)電產(chǎn)品計算機(jī)輔助設(shè)計的微型化。微型處理器、微型探測器以及微型傳感器為計算機(jī)輔助機(jī)電產(chǎn)品的微型化發(fā)展提供了必要條件。

6 結(jié)論

機(jī)電產(chǎn)品計算機(jī)輔助設(shè)計平臺的構(gòu)建對提高設(shè)計員的工作效率、保證其工作質(zhì)量具有極大的推進(jìn)作用。在計算機(jī)輔助機(jī)電產(chǎn)品的設(shè)計過程中要始終腳踏實地，充分發(fā)揮創(chuàng)新精神，提高機(jī)電產(chǎn)品的設(shè)計和生產(chǎn)質(zhì)量，利用計算機(jī)技術(shù)的先進(jìn)性，提出新穎的機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計創(chuàng)意，滿足顧客的需要，緊跟時代的發(fā)展保證在激烈的市場競爭中不被淘汰。

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