劉志旭

摘要：機(jī)械工程自動(dòng)化建立在自然科學(xué)和技術(shù)科學(xué)基礎(chǔ)上的應(yīng)用型工程技術(shù)手段，是通過(guò)先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)理論以及實(shí)際工程生產(chǎn)過(guò)程中的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行機(jī)械工程自動(dòng)化的開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、應(yīng)用等，是目前我國(guó)工業(yè)發(fā)展的重要技術(shù)手段，推動(dòng)了我國(guó)各個(gè)行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步，對(duì)我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)，機(jī)械制造等的發(fā)展起到了非常大的作用。因此針對(duì)機(jī)械工程自動(dòng)化的分析和研究非常重要的作用和意義，是提升我國(guó)機(jī)械工程發(fā)展和制造能力的重要舉措。本文對(duì)CAD和CAM軟件技術(shù)在機(jī)械工程自動(dòng)化發(fā)展過(guò)程中的應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析探討。

關(guān)鍵詞：CAD/CAM軟件;機(jī)械工程;自動(dòng)化

中圖分類號(hào)：TP29-A5;TP391.7? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2020）22-0210-02

0? 引言

機(jī)械工程的發(fā)展和應(yīng)用對(duì)于我國(guó)的各個(gè)行業(yè)都有著非常重要關(guān)鍵的作用，是推動(dòng)我國(guó)不斷發(fā)展前行的重要?jiǎng)恿?。而伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，同先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的不斷融合，機(jī)械工程自動(dòng)化逐漸成為了新的發(fā)展趨勢(shì)和潮流，是未來(lái)機(jī)械工程發(fā)展的核心方向，也是未來(lái)我國(guó)基本實(shí)力提升的有力保障。下面對(duì)機(jī)械工程自動(dòng)化研究過(guò)程中，CAD和CAM軟件的作用進(jìn)行簡(jiǎn)單的探討。

1? 機(jī)械工程自動(dòng)化

機(jī)械工程的服務(wù)領(lǐng)域非常廣泛，包括了所有利用機(jī)械工具的行業(yè)和部門，制造業(yè)、生產(chǎn)業(yè)、畜牧業(yè)等等行業(yè)都需要使用到機(jī)械工程包含的內(nèi)容，這不難看出機(jī)械工程對(duì)于當(dāng)前時(shí)代下社會(huì)發(fā)展的作用是非常關(guān)鍵和不可缺失的。目前我國(guó)對(duì)機(jī)械工程的服務(wù)領(lǐng)域進(jìn)行了簡(jiǎn)單的劃分，主要將其分為5大服務(wù)領(lǐng)域。

①針對(duì)能量轉(zhuǎn)換進(jìn)行研制的機(jī)械，比如將熱能、電能、流體壓力等作用力和能源通過(guò)合理科學(xué)的機(jī)械設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化成另一種能量——機(jī)械能，而這種機(jī)械能便可以為機(jī)械的運(yùn)作提供所需要的動(dòng)力，形成動(dòng)力機(jī)械，動(dòng)力機(jī)械形成后，可以將動(dòng)能作用在需要的地方，也可以將其轉(zhuǎn)化為其他能量。

②各種針對(duì)不同行業(yè)領(lǐng)域的機(jī)械工業(yè)，比如農(nóng)業(yè)、林業(yè)、牧業(yè)、礦山開(kāi)采等，都需要不同作用的機(jī)械進(jìn)行輔助作業(yè)，有的是重工業(yè)機(jī)械，有的是輕工業(yè)機(jī)械，都在不同的領(lǐng)域中發(fā)揮出了非常重要的作用，能夠大大的提升作業(yè)效率，節(jié)省大量的人力物力，對(duì)于各行各業(yè)都有非常重要的意義，甚至有些具有人力不可替代的作用。

③服務(wù)型機(jī)械，也是目前研究力度比較大的一種類型和方向，物料搬運(yùn)機(jī)械，交通運(yùn)輸機(jī)械，這些都對(duì)人類的生存和發(fā)展有著重要的作用和意義，能夠大大的推動(dòng)城市建設(shè)發(fā)展，是非常重要的機(jī)械應(yīng)用方向。

④個(gè)人和家庭應(yīng)用機(jī)械，也是機(jī)械工程一個(gè)非常重要的領(lǐng)域，比如電冰箱、洗衣機(jī)、娛樂(lè)器械、運(yùn)動(dòng)器械等，這個(gè)機(jī)械工程的運(yùn)用方向給個(gè)人和家庭的生活帶來(lái)了極大的便利，是一種非常普及的機(jī)械應(yīng)用類型。

⑤最后一種就是機(jī)械武器，機(jī)械工程對(duì)于武器裝備的發(fā)展制造產(chǎn)生了巨大的推動(dòng)力，使得武器發(fā)展非常迅速，通過(guò)對(duì)機(jī)械武器的研制，能夠很好的建立我國(guó)的防護(hù)圈，為我國(guó)美好家園的建設(shè)提供保護(hù)。

而隨著機(jī)械工程的不斷發(fā)展，積極的融入先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和手段，機(jī)械工程自動(dòng)化這一發(fā)展方向逐漸脫穎而出，成為了機(jī)械工程發(fā)展的核心方向。機(jī)械工程自動(dòng)化要求對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造以及計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)化信息處理技術(shù)、電子技術(shù)、相關(guān)的設(shè)計(jì)軟件等有較深入的認(rèn)識(shí)和掌握，通過(guò)堅(jiān)實(shí)的機(jī)械基礎(chǔ)以及對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的認(rèn)知，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行機(jī)械工程設(shè)計(jì)制造，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化控制，推動(dòng)機(jī)械工程的進(jìn)步和發(fā)展。

機(jī)械工程自動(dòng)化的設(shè)計(jì)制造，主要是通過(guò)CAD軟件，相應(yīng)的分析軟件，從事各種機(jī)械工程類產(chǎn)品以及自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)備的研究制造，比如目前比較流行的工業(yè)機(jī)器人，智能家居類型的產(chǎn)品，智能搬運(yùn)機(jī)器人，自動(dòng)化工藝生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備等的制造，都是機(jī)械工程自動(dòng)化突破和研究的體現(xiàn)。從目前表現(xiàn)較為突出的幾個(gè)機(jī)械工程自動(dòng)化發(fā)展方向來(lái)看，這一內(nèi)容是非常值得我國(guó)大力支持和研究實(shí)驗(yàn)的一個(gè)領(lǐng)域，是體現(xiàn)未來(lái)國(guó)家實(shí)力和發(fā)展?jié)摿Φ闹匾憩F(xiàn)，需要我們加大對(duì)機(jī)械工程自動(dòng)化的研究和推廣力度，讓機(jī)械工程自動(dòng)化在我國(guó)得到更好的發(fā)展，發(fā)揮出其更大的價(jià)值。

2? CAD和CAM軟件基本內(nèi)容

CAD軟件即計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，是通過(guò)計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)的圖形處理設(shè)備，幫助設(shè)計(jì)和制造人員進(jìn)行更加全面和清晰的設(shè)計(jì)工作。我國(guó)的大部分機(jī)械工程設(shè)計(jì)制造都需要進(jìn)行大量的計(jì)算，并需要大量的修改，這就使得整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程需要許多的時(shí)間，同時(shí)也很容易出現(xiàn)失誤和漏洞。同時(shí)這種大量的計(jì)算和設(shè)計(jì)信息都是手工完成的，存在著一定的誤差，并且設(shè)計(jì)圖紙也不能很好的表現(xiàn)出來(lái)。而計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，則可以通過(guò)對(duì)數(shù)字文字設(shè)計(jì)信息圖形信息的儲(chǔ)存，快速的完成基本的設(shè)計(jì)和計(jì)算工作，并能夠以全面精確的圖形展示出來(lái)，而且通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，能夠很輕松的對(duì)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行修改，對(duì)不同的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和統(tǒng)計(jì)，快速的進(jìn)行圖形設(shè)計(jì)工作。另外這個(gè)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件還有許多能夠幫助機(jī)械工程自動(dòng)化設(shè)計(jì)、制造時(shí)需要的功能，比如對(duì)圖形的3D試圖設(shè)計(jì)，使得整體能夠更清晰的展現(xiàn)給設(shè)計(jì)人員，通過(guò)復(fù)制以及各項(xiàng)數(shù)據(jù)的確定和計(jì)算，能夠快速的確定設(shè)計(jì)比例。對(duì)于機(jī)械工程自動(dòng)化的初步設(shè)計(jì)以及后期的制造有著非常大的作用，尤其是對(duì)于機(jī)械工程自動(dòng)化的設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，是一種非常好用的輔助軟件。

CAM軟件即計(jì)算機(jī)輔助制造軟件，其核心是計(jì)算機(jī)數(shù)值控制，即我們常說(shuō)的數(shù)控。數(shù)控軟件是所有機(jī)械工程設(shè)備制造生產(chǎn)時(shí)都需要利用的系統(tǒng)軟件。這個(gè)軟件通過(guò)構(gòu)建適合的算法和數(shù)學(xué)模型，輸入相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，利用軟件自身的算法設(shè)計(jì)出精確的工藝路線，然后控制刀具對(duì)材料進(jìn)行加工處理，能夠極為精確的完成整個(gè)加工制造工作。在最初進(jìn)行機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)制造時(shí)，許多零件，部位都需要進(jìn)行手工打磨制造，使得整個(gè)機(jī)械設(shè)備的整體精度都非常差，制造的設(shè)備出現(xiàn)故障概率非常高。而通過(guò)數(shù)控軟件，就可以通過(guò)計(jì)算得到的數(shù)據(jù)，讓數(shù)控軟件進(jìn)行對(duì)刀具的控制，這種控制方法能夠確保刀具對(duì)材料切割處理時(shí)的精度，極大的推動(dòng)了機(jī)械工程的發(fā)展。而且這種軟件是機(jī)械工程自動(dòng)化的必然要求和條件，既是機(jī)械工程自動(dòng)化的基礎(chǔ)，也是機(jī)械工程自動(dòng)化發(fā)展的方向。

3? CAD和CAM軟件在機(jī)械工程自動(dòng)化中的應(yīng)用

通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件和數(shù)控系統(tǒng)，能夠通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造起到非常重要的作用，進(jìn)行精確的零部件設(shè)計(jì)，并且進(jìn)行精密的加工制造，是機(jī)械工程自動(dòng)化發(fā)展的基礎(chǔ)。機(jī)械工程自動(dòng)化是未來(lái)機(jī)械工程發(fā)展的主要方向，是推動(dòng)整個(gè)世界前進(jìn)的重要推動(dòng)力，是社會(huì)進(jìn)步的力量源泉，也是提高人們生活質(zhì)量，提高制造生產(chǎn)水平的關(guān)鍵。因此，不斷的優(yōu)化和改良，這兩種軟件在機(jī)械工程自動(dòng)化中的應(yīng)用，加深兩者間的融合和相互作用，為機(jī)械工程自動(dòng)化的發(fā)展提供更大的助力。機(jī)械工程自動(dòng)化涉及到的領(lǐng)域有很多，下面對(duì)CAD/CAM這兩種軟件技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用為例，進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析介紹。

CAD/CAM這兩種軟件技術(shù)是數(shù)控機(jī)床的核心所在。數(shù)控機(jī)床進(jìn)行正常的工作和發(fā)揮其作用需要計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件對(duì)其的3D圖形進(jìn)行精確的設(shè)計(jì)和處理，將其設(shè)計(jì)成為數(shù)控機(jī)床能夠?qū)崿F(xiàn)的類型，然后通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助制造軟件，將其數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)化為電流信息并控制數(shù)控機(jī)床的刀具對(duì)原材料進(jìn)行加工處理，從而制造出需要的零部件。

目前的數(shù)控系統(tǒng)大多數(shù)采用的是CAM軟件將收到的設(shè)計(jì)圖像轉(zhuǎn)化為機(jī)器能夠識(shí)別的加工代碼，當(dāng)然不同維度和類型的圖形需要采用不同的CAM軟件進(jìn)行識(shí)別和轉(zhuǎn)化，主要過(guò)程和核心內(nèi)容沒(méi)有較大的區(qū)別，都是通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助制造軟件生成標(biāo)準(zhǔn)G代碼，然后將NC代碼傳入機(jī)床，通過(guò)機(jī)床加工制造，機(jī)床按照指令進(jìn)行加工，整個(gè)流程實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)控制，有著非常高的效率和精準(zhǔn)度。

現(xiàn)階段針對(duì)機(jī)械工程零部件的設(shè)計(jì)和初步的繪制，主要采用的是CAD計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，它有著強(qiáng)大的3D圖形設(shè)計(jì)和繪制能力，同時(shí)能夠很好的進(jìn)行存儲(chǔ)以及數(shù)據(jù)的記憶修改，是進(jìn)行機(jī)械工程設(shè)計(jì)時(shí)必用的一種軟件，受到許多機(jī)械工程設(shè)計(jì)工作人員的喜愛(ài)。同時(shí)這款軟件基礎(chǔ)圖形能夠很好的被計(jì)算機(jī)輔助制造軟件識(shí)別。

當(dāng)然在進(jìn)行數(shù)控機(jī)床的執(zhí)行環(huán)節(jié)，還需要專門的代碼識(shí)別以及COM接口來(lái)完成具體的通訊和執(zhí)行工作，這就需要對(duì)數(shù)據(jù)接口和連線進(jìn)行設(shè)置和更改，從而讓收到的數(shù)據(jù)代碼指令，更好的被機(jī)床識(shí)別，從而指揮機(jī)床完成相應(yīng)的動(dòng)作，生產(chǎn)制造出精準(zhǔn)正確的零部件。數(shù)控機(jī)床的執(zhí)行隨著不斷的實(shí)踐和應(yīng)用，逐步的采用了融合性高的軟件系統(tǒng)，使得整個(gè)流程更加簡(jiǎn)化精準(zhǔn)，這些都是在不斷的應(yīng)用和實(shí)踐過(guò)程中完成的，具有很好的實(shí)踐意義。

4? CAD和CAM軟件在機(jī)械工程自動(dòng)化中應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造軟件在機(jī)械工程自動(dòng)化中有著非常重要和關(guān)鍵的地位和作用，是機(jī)械工程自動(dòng)化發(fā)展的基礎(chǔ)。伴隨著不斷的實(shí)踐和應(yīng)用，人們逐漸開(kāi)發(fā)了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造一體化系統(tǒng)，通過(guò)一體化系統(tǒng)能夠更好的推動(dòng)機(jī)械工程自動(dòng)化發(fā)展，能夠在機(jī)械工程自動(dòng)化發(fā)展中起到更加重要的作用，同時(shí)也更好的幫助機(jī)械工程的設(shè)計(jì)制造能夠順利完成，縮減整個(gè)設(shè)計(jì)制造過(guò)程中需要的流程和步驟，提高設(shè)計(jì)制造過(guò)程中的精度，降低整個(gè)過(guò)程的難度，為機(jī)械工程自動(dòng)化的發(fā)展起到更強(qiáng)的推動(dòng)力。同時(shí)，做好計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造軟件在機(jī)械工程自動(dòng)化中是基礎(chǔ)，具有重要意義，是機(jī)械工程自動(dòng)化中自動(dòng)化的基本內(nèi)容所在。因此在對(duì)機(jī)械工程自動(dòng)化的研究過(guò)程中，我們要加強(qiáng)對(duì)CAD/CAM即計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造這兩款軟件的重視。

5? 總結(jié)

CAD/CAM軟件技術(shù)在機(jī)械工程自動(dòng)化中的地位不可替代，既是機(jī)械工程自動(dòng)化生產(chǎn)制造的基礎(chǔ)，也是機(jī)械工程自動(dòng)化發(fā)展的基礎(chǔ)。通過(guò)不斷的實(shí)踐以及應(yīng)用，強(qiáng)化和深入計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、制造軟件在機(jī)械工程自動(dòng)化領(lǐng)域的研究，讓這兩款有很大實(shí)用價(jià)值的應(yīng)用型軟件在機(jī)械工程自動(dòng)化的研究道路上發(fā)揮出更大的作用，讓我國(guó)的機(jī)械工程自動(dòng)化發(fā)展更加迅速，從而推動(dòng)我國(guó)機(jī)械工程實(shí)力的不斷提升，對(duì)我國(guó)整體實(shí)力的增長(zhǎng)帶來(lái)更大的助力。

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