李紅偉 李安松

摘 要：在我國(guó)經(jīng)濟(jì)體系中，機(jī)械設(shè)計(jì)、制造及其自動(dòng)化有著不可替代的地位，發(fā)揮著重要作用，同時(shí)計(jì)算機(jī)技術(shù)在該領(lǐng)域內(nèi)也有著決定性影響?；诖耍疚氖紫确治鲇?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)用概況，然后研究計(jì)算機(jī)技術(shù)在該領(lǐng)域的應(yīng)用，最后分析其發(fā)展趨勢(shì)。

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

中圖分類號(hào)：TH164 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2018）16-0010-02

Application of Computer Technology in Mechanical Design，

Manufacture and Automation

LI Hongwei 1 LI Ansong 2

（1.Puyang Zhongshi Group Co.， Ltd.，Puyang Henan 457000；2. Puyang Kerui Mechanical Engineering Technology Co.， Ltd.，Puyang Henan 457000）

Abstract： In China's economic system， mechanical design， manufacturing and automation have an irreplaceable position and play an important role. At the same time， computer technology also has a decisive influence in this field. Based on this， this paper first analyzed the application of computer technology in mechanical design and manufacture and automation， then studied the application of computer technology in this field， and finally analyzed its development trend.

Keywords： mechanical design and manufacture；computer technology；automation

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

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，諸多大型機(jī)械設(shè)備被研發(fā)出來(lái)，這些設(shè)備被廣泛應(yīng)用到重點(diǎn)工程中，發(fā)揮出了無(wú)法估量的作用。計(jì)算機(jī)技術(shù)不僅提高了機(jī)械設(shè)計(jì)的效率，還提高了機(jī)械制造的精密度，推動(dòng)了機(jī)械行業(yè)的發(fā)展，同時(shí)也推動(dòng)了關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步，提高了社會(huì)的科技水平。

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

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造及自動(dòng)化中的廣泛使用，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化整體精密程度大幅度提高，集成電路實(shí)現(xiàn)了真正意義上的高度集成，不斷提高儲(chǔ)存器的容量，如應(yīng)用在航空航天設(shè)備的制造中，使設(shè)備制造的質(zhì)量和效率大幅度提高。具體來(lái)講，應(yīng)用的關(guān)鍵計(jì)算機(jī)技術(shù)主要有以下幾個(gè)。

2.1 輔助技術(shù)的應(yīng)用

機(jī)械設(shè)計(jì)制造發(fā)展進(jìn)程遇到的問(wèn)題十分復(fù)雜，需要應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)加以解決。在不同行業(yè)的發(fā)展過(guò)程中，計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)將計(jì)算機(jī)技術(shù)和行業(yè)本身較好地連接起來(lái)，化解其中的矛盾。計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)是計(jì)算機(jī)的常用功能，在計(jì)算機(jī)機(jī)械制造中，提高其精準(zhǔn)度才能提高經(jīng)濟(jì)收益。在機(jī)械行業(yè)零件制造過(guò)程中，輔助技術(shù)通過(guò)分析其工作原理，在了解原理的基礎(chǔ)上，參考機(jī)械零件的制造，將步驟逐步簡(jiǎn)化，同時(shí)提高準(zhǔn)確性，在機(jī)械產(chǎn)品的大小、外觀上，利用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)提高制造效率。

在機(jī)械制造行業(yè)中，最關(guān)鍵的任務(wù)仍是提高經(jīng)濟(jì)收益。在機(jī)械行業(yè)，借助輔助技術(shù)降低非必須的損耗能有效提高生產(chǎn)效率。在機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)機(jī)械圖紙也需要使用輔助技術(shù)，做好設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中的檢查工作。例如：CAD軟件，提供了設(shè)計(jì)繪圖功能，減少了手工繪圖的環(huán)節(jié)，提高了設(shè)計(jì)繪圖的效率，大幅減少了計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)繪圖的時(shí)間。在了解機(jī)械結(jié)構(gòu)、尺寸及原理等詳細(xì)情況時(shí)，使用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，幫助設(shè)計(jì)者以最快的速度發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中隱藏的問(wèn)題，從而使其做出有針對(duì)性的改進(jìn)。

2.2 3D技術(shù)的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)的絕大多數(shù)功能是由程序完成的，無(wú)法直接給機(jī)械行業(yè)提供幫助，但3D技術(shù)能直接輔助機(jī)械設(shè)計(jì)。工作人員應(yīng)用3D技術(shù)模擬出機(jī)械材料，從三維角度對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行觀察，以提高設(shè)計(jì)產(chǎn)品的合理性和科學(xué)性。將3D技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了合理規(guī)劃，設(shè)計(jì)時(shí)間縮短，且設(shè)計(jì)能直接投入生產(chǎn)[1]。

此外，3D打印技術(shù)的應(yīng)用也給機(jī)械制造帶來(lái)了巨大幫助。例如：在制作減速器部件的過(guò)程中，傳統(tǒng)的制造工藝需要先開展鑄造作業(yè)，在表面做好銑削和鉆孔工作。該模式使得加工量加大，供貨周期延長(zhǎng)，且需要大量的人力和物力。此外，使用3D打印技術(shù)能實(shí)現(xiàn)直接鑄造成型，省去了很多工序，提高了減速器部件的成品率和生產(chǎn)質(zhì)量。

2.3 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。

2.4 可視化技術(shù)的應(yīng)用

在機(jī)械制造中，應(yīng)用可視化技術(shù)就是將機(jī)械數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀桌斫獾臄?shù)據(jù)，使設(shè)計(jì)人員能直觀地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析，從而準(zhǔn)確掌握產(chǎn)品性能，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分析。可視化技術(shù)的應(yīng)用具有兩方面的優(yōu)勢(shì)：一方面，在機(jī)械設(shè)計(jì)中利用可視化技術(shù)，能形成輔助作用，預(yù)防人工設(shè)計(jì)的誤差，提高機(jī)械設(shè)計(jì)的安全性和可靠性；另一方面，使用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)，花費(fèi)的時(shí)間遠(yuǎn)少于人工設(shè)計(jì)，可見，其縮減了工作時(shí)間，提高了設(shè)計(jì)效率。

3 計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化中的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 智能化發(fā)展

智能化將成為機(jī)械設(shè)計(jì)制造的關(guān)鍵發(fā)展趨勢(shì)，越來(lái)越多的智能技術(shù)會(huì)被應(yīng)用于機(jī)械制造中，使得機(jī)械制造信息化水平不斷提高。通過(guò)先進(jìn)計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)人工智能進(jìn)行模擬，使得機(jī)器人能力不斷增強(qiáng)，從而不斷提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造智能水平。因此，需要完善計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用體系，建立完善的標(biāo)準(zhǔn)，包括技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并加強(qiáng)先進(jìn)設(shè)備的應(yīng)用。

3.2 微型化發(fā)展

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化將不斷向著微型化發(fā)展。具體體現(xiàn)為：體積越來(lái)越小，能源消耗越來(lái)越低，功能越來(lái)越豐富。在未來(lái)的發(fā)展中，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒉粩鄶U(kuò)展，也將推動(dòng)各個(gè)領(lǐng)域不斷發(fā)展。因此，要做好計(jì)算機(jī)技術(shù)的把控，使其提供高效的技術(shù)支持。隨著機(jī)械產(chǎn)品朝著微型化發(fā)展，產(chǎn)品的精細(xì)化水平將有很大程度的提高，尤其對(duì)于醫(yī)療行業(yè)來(lái)說(shuō)，將為其提供巨大幫助，給生物科學(xué)領(lǐng)域帶來(lái)巨大的促進(jìn)作用。除此之外，還會(huì)為我國(guó)軍事領(lǐng)域創(chuàng)造更大的發(fā)展前景，為軍事事業(yè)創(chuàng)造更有力的價(jià)值。

3.3 開放化發(fā)展

隨著越來(lái)越多的計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，機(jī)械制造將朝向開放性發(fā)展，即在操作中，計(jì)算機(jī)技術(shù)被應(yīng)用于各個(gè)環(huán)節(jié)，如應(yīng)用在數(shù)控環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)仿真的功能，顯示網(wǎng)絡(luò)圖形，獨(dú)立處理模塊和進(jìn)行信息交換，為生產(chǎn)做好基礎(chǔ)保障[2]。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)控技術(shù)結(jié)合，如電腦平臺(tái)的數(shù)控開放系統(tǒng)，有利于數(shù)控操作更加自動(dòng)化，但同時(shí)也需要更高級(jí)的編程語(yǔ)言。

3.4 網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展

在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的推動(dòng)下，機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)將朝向網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)全球化進(jìn)程。機(jī)械設(shè)計(jì)制造具有全球化的發(fā)展趨勢(shì)。例如：在機(jī)械創(chuàng)新產(chǎn)品被研發(fā)出來(lái)時(shí)，產(chǎn)品能以迅速的發(fā)展進(jìn)程在全球行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)傳播，在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持下，各個(gè)國(guó)家的機(jī)械行業(yè)能互相借鑒，互相學(xué)習(xí)，使機(jī)械行業(yè)不斷進(jìn)步和發(fā)展。

4 結(jié)語(yǔ)

本文從計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造及其自動(dòng)化中的應(yīng)用概況出發(fā)，分析計(jì)算機(jī)技術(shù)得具體應(yīng)用，主要包括輔助技術(shù)、3D技術(shù)、仿真技術(shù)和可視化技術(shù)的應(yīng)用，最后研究發(fā)展趨勢(shì)，其將向著智能化、微型化、開放化和網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]力元.淺談?dòng)?jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)及制造中的應(yīng)用[J].中國(guó)高新區(qū)，2018（9）：19-20.

[2]白衛(wèi)星.淺析計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械制造設(shè)備及其自動(dòng)化中的應(yīng)用[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2018（2）：231-232.