机电产品计算机辅助设计平台的构建研究

重庆三峡职业学院 曾文忠

1 引言

随着世界经济一体化的到来，市场竞争越来越激烈，对机电产品的设计和生产也提出了巨大的挑战，快速、准确、优化是当前机电产品设计中的基本要求。长时间以来，传统的人工设计方法在机电产品设计中占据了主要的地位，设计中很大一部分时间是花费在数据的计算和工程制图的绘制上，需要设计人员对数据和图纸进行反复的核算和修改，直到符合要求为止。计算机辅助设计是利用计算机系统辅助设计人员进行产品的设计，包括绘图、文档制作、分析等设计过程。机电产品计算机辅助设计已经成为一门新的学科，机电产品计算机辅助设计平台的构建避免了工作人员繁冗复杂的工作，在很短的时间内就能完成报告，计算精度也有了很大的提升，对提高设计人员的工作效率和设计质量具有至关重要的作用。

2 机电产品的发展状况

随着机械工程和电子工程行业的高速发展，机电产品也应运而生，成为满足当前人们生活的必要产物，而机电产品的设计是当前科技领域的关键技术，也是当今世界许多国家正在极力研究的高端科学领域。信息技术时代的到来使传统的设计观念和设计方式已经不能满足电子行业的发展要求，机电产品行业的发展也陷入了瓶颈。而机电产品计算机辅助平台的构建为机电产品的设计提出了新的设计理念，为机电一体化的发展提供了更广阔的发展空间。

3 机电产品计算机辅助设计平台系统的组成和开发

3.1 机电产品计算机辅助设计平台系统的组成

简单的说，机电产品计算机辅助设计平台系统就是为机电产品的设计提供了一个计算机软件和计算机硬件的环境。一个完整的机电产品计算机辅助设计平台系统应该包括计算、分析、图形生成和处理、输入、输出信息、快速检索以及对话的良好能力。

为了快速高效地实现上述功能，机电产品计算机辅助设计平台系统应由三部分组成，即设计人员、硬件系统和软件系统。其中起主导作用的是设计人员，设计人员通过对该平台的操作和控制从而完成整个设计工程。

机电产品计算机辅助设计平台构建的主要结构：（1）工程数据库，主要用于信息的存储和管理；（2）集多功能于一体的交互式图形程序库，用于图形信息的加工与处理。（3）应用程序库，主要用于各种数据的分析计算和处理核算等。

3.2 机电产品计算机辅助设计平台系统的开发

各类计算机辅助设计的软件都具有复杂的运行关系，只有将它们有机结合起来，才能使其充分发挥各自的功能，共同构成一个机电产品计算机辅助设计平台系统。因此，必须运用软件工程的方法对计算机软件进行开发，从而保证设计过程的高效运行，降低机电产品的设计生产费用，保证机电产品高质量设计的输出。因此，在机电产品计算机辅助设计平台系统开发的同时要考虑硬件支持系统、软件支持系统、机电产品设计要求、实用要求以及测试验收的严格程度。

4 机电产品计算机辅助设计平台构建中应用的主要技术

4.1 计算机辅助技术

计算机辅助技术又称CAD。计算机辅助技术是指包括工程制图、资料检索、设计方案以及数据的计算分析等产品设计过程在内的所有技术。计算机通过对数据的处理和分析，从而实现对机电产品设计的智能分析、优化设计以及方正模拟，实现机电产品的自动化设计。

4.2 计算机辅助制造

计算机辅助制造又称CAM。计算机辅助制造是指应用计算机智能系统通过对机械设备的控制，使其自主完成对机电产品的加工、制作、组装、检验、包装以及维修等工作，从而对提高工作人员的工作效率和自动化水平、降低生产成本、缩短生产周期、提高生产质量具有极大的促进作用。

4.3 计算机辅助工艺设计

计算机辅助工艺设计又称CAPP。计算机辅助工艺设计是指应用计算机系统对机电产品的设计要求进行分析和识别，从而实现在生产制造过程中对生产材料、生产工具以及加工顺序等工艺流程的择优选择。计算机辅助工艺设计的应用在很大程度上弥补了由于流水线工作人员技术水平的参差不齐，使产品质量降低和生产成本提高等的不足。

4.4 集成系统

集成系统就是将计算机辅助技术（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助工艺设计（CAPP）等各种计算辅助设计技术结合起来，发挥各自的长处、避免各自的短处，全面提高机电产品的设计水平，从而整体上提高机电产品的质量。

4.5 柔性制造系统

计算机辅助系统是通过计算机的智能控制实现的，虽然自动化程度很高，但缺少一定的灵活性和柔性。通过柔性制造系统的应用，可以对机电产品在生产过程中的要求变更做出及时的响应，并通过数控机床等机电设备来及时应对机电产品在生产过程中出现的突发状况。

5 机电产品计算机辅助设计平台的发展趋势

5.1 集成化

随着信息科技的发展，机电产品的集成化程度会越来越高。集成化就是将机电产品计算机辅助设计平台、机械制造工程、电子工程等各个行业有机结合起来，发挥各行业的长处和优点，尽可能地优化生产制造过程，对整个生产、加工、制造、装配、包装、检修以及运输过程实现降低机电产品的生产运输成本、提高质量的目的。

5.2 智能化

智能化设计和生产是机电产品发展的必然趋势，机电产品计算机辅助设计平台通过计算机变成系统、人际交换系统以及计算机控制系统，使机电产品的设计过程具有人的“思想”、“判断能力”以及“自主选择能力”。随着科学技术的发展与进步，机器人会逐渐代替人工操作，完全实现智能化设计和生产，在降低生产成本的同时提高成产质量。

5.3 数字化

机电产品计算机辅助设计平台会随着机电一体化的发展逐渐趋于数字化。数字化系统对简化编程系统和操作过程，以及降低错误率具有非常重要的现实意义，计算机控制系统和人际交换系统为数字化系统提供了安全可靠保障。

5.4 微型化

随着人们生活节奏的不断提高，人们要求机电产品具有体积小、重量轻、便于携带的特点，也就是机电产品计算机辅助设计的微型化。微型处理器、微型探测器以及微型传感器为计算机辅助机电产品的微型化发展提供了必要条件。

6 结论

机电产品计算机辅助设计平台的构建对提高设计员的工作效率、保证其工作质量具有极大的推进作用。在计算机辅助机电产品的设计过程中要始终脚踏实地，充分发挥创新精神，提高机电产品的设计和生产质量，利用计算机技术的先进性，提出新颖的机电产品设计创意，满足顾客的需要，紧跟时代的发展保证在激烈的市场竞争中不被淘汰。

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