机械设计制造及其自动化中计算机技术的应用探究

杜羽

（许昌电气职业学院，河南 许昌 461000）

随着计算机的出现和普及，机械设计制造也面临着改革，越来越多的机械趋向于自动化，在进行机械的设计制造过程中，也应该考虑到，机械的工作效率和自动化的程度。在经济和社会基础科学快速发展下，在机械设计制造的研究上，自动化体系变得愈发健全，而对于大多数机械的设计来说，结合计算机技术，来提升该机械的自动化程度，这种方式是机械设计制造，快速提升其工作效率，且改进其自动化程度的重要手段。但是，结合计算机技术，在机械设计制造中，对于计算机技术的灵活应用，和实际应用经验的不足，是整个机械设计制造的改进过程中，所面临的重大挑战，以下将结合在机械设计过程中，与计算机技术结合的实际情况，探讨在机械设计过程可能出现的问题，与相关的解决方法。

1 计算机技术对于机械设计制造的意义

在对于机械依赖越来越严重的时代中，各行各业在其领域的发展中，都无法脱离机械的辅助，同时也造成了对于机械工作效率和自动化技术要求，正在不断地提高和发展，因此，在机械的设计制造时，不仅需要效率的提升，更需要对于机械本身，在计算机基础上，进行技术的转变。首先，从机械的设计来看，随着科学技术的提升，对于机械内部的液压系统、电路体系和机械传动体系，设计者需要对这些进行分析，以确保整个机械的设计体系，满足对实际工程制造的安全和高效的设计理念。通过计算机技术，利用各种的仿真设计软件，能够降低在设计实验中，对于机械设计的实验成本，并且缩短整个设计过程所耗费的时间，对于设计者来说，将机械的设计体系，转换到以计算机为载体的设计平台上，不仅能够更加方便对问题的掌控，同时，也是在未来自动化发展中重要的进步过程。其次，在机械的制造过程中，在社会的运行过程中和各种领域的发展过程中，对机械的需求量也在逐步提升，因此，对于相关的机械生产厂家，更加需要在自动化发展迅速的今天，利用计算机操控机械机床的方式，改进机械设备在生产中的速率。在制造过程当中，能够利用固定的智能化方式，缩减整个机械制造所耗费的时间，套用固定的流程，缩减一些环节中，对于设计者不必要进行的工作，并且做出一些简单的改进。因此，计算机技术的提升和应用，不仅能够成为辅助设计师的重要工具，更能够成为未来机械设计制造过程中，对于生产力的解放者和人力工作的替代者，针对未来复杂多变的工作环境和各种各样的机械技术发展，计算机的记忆功能和调控功能，对于机械的设计制造过程，都有着不可或缺的重要意义。

2 计算机技术在机械设计制造自动化发展中的作用

2.1 计算机的辅助设计与修改

对于计算机来说，主要是作为一种辅助性的工具，来替代人类无法完成的流程记忆和建模任务，给设计者提供各种的信息和运行过程中的模拟效果与问题提醒。因此，机械设计制造，在整个自动化进程中，更加依赖于计算机，其不仅能够及时有效地找到整个体系中存在的问题，更能够为机械在未来的使用中，排除隐患和可能存在的问题。计算机在进行辅助设计的过程中，还能够借助云端数据库，将各种可能出现的问题以及相关的预防措施展现给设计者，以便于及时地做出机械体系的改进，实现计算机辅助设计的修改任务。在目前的机械设计中，可以利用电路模拟、单片机控制效果模拟，以提高实际设计过程中，对于设计方案的可行度，并且同时降低目前机械设计过程中设计方案脱离实际可行的现象。

2.2 计算机对于机械制造的调控与制造流程

在目前的各种尖端机械制造安装中，都是通过计算机控制车床，来完成零件的制造和整个系统的安装，这种方法很大程度上缩减了人力劳动的负荷，成功地解放了现代人的双手。另外，利用机械臂和计算机的控制能力，还能够有效地提高整个机械系统的工作效率，并且按照统一的流水线生产，按照设定好的制作安装流程，也能够降低机械设计制造中，对于制造产品中的失败率，有效地减少机械设计过程中，对于制造原料的浪费。通过计算机技术，利用互联网为整个制造体系的大脑，利用设定好的程序完成预计的工作任务，是实现自动化机械制造的重要工具，设计者能够将电子版的图纸，输入数控机床中，借助计算机的处理和分析，自动地进行原料的加工，同时，借助不同流水线，按照设定好的程序，实现计算机控制下的自动化安装。

3 计算机技术应用于机械设计制造中存在的问题

3.1 计算机技术在工作中缺乏灵活性

计算机的辅助设计工作，在实际的生产和设计中，往往可能会面临着复杂多变的各种情况，尤其是在零件安装中，可能用户对于机械系统的局部部位，有一些光滑度和强度的特殊要求。而计算机辅助的制造和设计，大多数是批量生产，因此，也就造成了二次加工的情况，不仅在机械设计的时间上造成了延后，同时，在工艺上也有了一定的加工难度。在机械设计制造的过程中，往往最不能忽视的，就是机械设计的灵活性，在机械不同的工作环境下，其制造工艺和组装方案，也有着各种不同的要求，因此，在机械设计制造的过程中，尽管计算机技术的调控，降低了批量生产的难度，但是，对于机械组装的灵活性，仍然有着一定的缺陷。在反复多次的工作中，计算机无法感知到，机床中铣刀等零件的磨损，但是，在这种情况下，仍然按照之前的设计参数，进行机械零件的加工，就会降低机械的实际效果和精度。

3.2 计算机控制下的机械制造体系造价高

在计算机辅助下的机械制造中，会造成机械制造成本提高的现象，大多数高回报的机械制造中，利用了流水线机械生产，也许可以获得足够的利润，但是，在实际情况中，大多数机械生产制造，大多是应用于农业、制造业和各种生活所用的。因此，在实际的生产过程中，从实际情况考虑，计算机控制下的流水线生产，对于加工设备的磨损和机械设计中的成本，是阻碍计算机技术，在机械的生产制造过程中应用的关键因素。随着计算机和互联网的普及，尽管目前机械设计和制造的过程中，已经成功地应用，一部分的智能化设备进行生产，可是，对于机械制造的发展来说，这种现状在计算机技术未来的发展前景中，是远远不够的。

4 解决计算机技术应用于机械设计中的方法

4.1 利用人工调控和计算机辅助制造的方式

在面对计算机运作体系不够灵活的情况下，最直接有效的方式，就是通过改进计算机技术制造零件的体系，将人为调控融入机械制造中，将各种不可控的突发因素，交给设计师按照实际情况，进行改进和调整。在对于零件局部有额外要求的情况下，设计师对于部分机器进行调整，以全新的技术要求，设计出相关的制作参数，来尽可能地使机械设备，满足用户对于其特殊的要求。目前，社会中的大多数机械生产厂家，大多是按照标准要求，进行机械零件的制造和组装，但是，在偶尔的情况下，也会按照客户的要求，进行全新的设计制造，而使用的方法，就是通过人为调控的形式，以计算机技术为工具，进行零件的制造与装配。尽管当今社会的生产和发展方向，都逐渐趋向于智能化和自动化，但是，不论如何，计算机技术永远都是作为工具辅助存在，面临一些复杂多变的形式和要求，当不能按照既定的程序运行时，往往都需要人为的调整。

4.2 以计算机技术为辅助设计的工具实现机械设计的高效化

在进行机械的生产过程以前，对于机械设备零件和组装的设计，是机械生产制造的关键，因此，在进行机械设计制造时，要根据实际情况，利用仿真模拟软件，进行机械系统的测试，并且确保机械在运行中，符合既定的要求。利用CAD等绘图软件，能够尽可能地降低手绘的错误率，利用计算机能够加快，目前，绘图时的效率，另一方面，计算机技术作为辅助设计工具，能够通过PADS等软件，进行机械设备内部电路的仿真模拟。通过这些形式，能够尽可能地降低，机械设备在运行中出现问题的概率，也能够通过模拟运行，来验证设计者，对于机械内部情况和未来运行中出现状况的猜想，只有这样，才能够让设计理念不仅仅是空想，而是在实际实验的支持下，确定具有可行性的。通过计算机技术建立模型，并且进行试运行，利用设备的读取直接进行制造，能够有效提高机械设计制造的效率。

5 结语

机械设备的使用是维持社会运行的重要条件，机械不仅仅运用于生产制造上，更多的是运用于日常生活中，以一种工具的形式，逐渐改善我们的生活，当机械的设计制造与计算机技术联系起来后，机械设计的种类也会逐渐增加，而相关厂家的制造效率，也会得到质的飞跃。