机械设计制造及其自动化中计算机技术的实践

吴 涛

（甘肃钢铁职业技术学院，甘肃 嘉峪关 735100）

0 引 言

社会的发展促进了机械设计行业的进步，其中已经应用了各种各样先进的理念和技术。通常来说，在机械设计制造领域要提高设计制造的综合水平，促进整个行业的高速发展，必然要应用更多的资源进行建设。其中，计算机技术的发展极其快速，在不同领域中应用地极为广泛，价值十分明显，将其应用在机械设计制造自动化领域仍存在有待提升的空间，因此需要结合实际情况来进行判断，了解存在的各种问题以便改善。在此基础上，分析机械设计制造及其自动化中的计算机技术的实践情况，有利于提高我国机械设计制造行业的整体水平，促进相关行业的稳步发展。

1 了解机械设计制造及其自动化中计算机技术的实际应用内涵

机械设计制造及其自动化技术作为相关工业产业发展的重要基础，本身蕴含的内容比较丰富。在机械设计设计制造中合理渗透应用现代计算机技术能够将原本抽象、复杂的一些机械数据信息转化为简单的信息，使其更加容易被人们所理解和认知，充分体现出计算机系统本身所具有的数据分析和处理功能。

首先，应用计算机技术有利于提高机械设计制造企业的生产质量。这种技术的应用有利于帮助工作人员减少工作量，提高工作的准确度，降低成本，加快速度，为机械设计及制造企业减少一定的资源浪费，缓解机械制造工期缓慢的问题，有利于推动机械设计及制造企业的快速发展。其次，应用计算机技术可以呈现出更加准确的计算机辅助设计效果，通过计算机系统中的一些三维软件呈现出设计成果，帮助工作人员发现机械设计制造环节存在的各种问题。最后，将计算机技术应用到机械设计制造及其自动化的行业，能够带来更加良好的交流体验和感受。在计算机虚拟技术的应用中，适当融入先进的创意理念，使机械设计制造的过程更加科学合理。例如，通过计算机仿真技术能够描述出专业的机械模型，更加形象直观地展现出机械产品的形态以及各部分模型参数，并且通过计算机的各种功能来体现出更加合理的机械设计和制造效果[1]。

2 机械设计制造及其自动化中应用计算机技术的实际情况

计算机技术在机械设计制造及其自动化领域中已经体现出了良好的效果，产生着极其重要的作用，为人们提供了丰富的便利条件。与此同时，在其他一些精密仪器和零件的制造过程中，计算机发挥的作用也无可替代，能够在一定程度上提高各种仪器的精密度。总之，计算机技术应用在施工设备的制造、精密仪器的制造以及武装设备的制造等多个环节都贡献了突出的表现。

计算机技术中，虚拟技术通过模拟现实环境完成模拟实验，其应用可以使机械设计制造环节生产出产品的可行性和实用性更强，同时也可以在一定程度上减少研发设计方面产生的成本。计算机仿真技术主要是通过现代多媒体等技术对基线模型进行客观、准确的描述，使其原本的物理形态模型进行转变，成为一种数学形态的模型，将其直接呈现在人们眼前，从视觉来吸引人们的目光，为后续的研究和利用创造更丰富的条件，最终能够使这些设计方式更具有现代化和科学化，有利于促进机械自动化水平的提高。另外，计算机可视技术本身的功能在于转换抽象的机械信息，使之成为更加简单的数据信息，为工作人员的理解和掌握提供良好条件，帮助工作人员掌握机械产品的性能，并且能够更加快速地理解其中的问题[2]。

即便计算机技术应用在现代机械设计制造及其自动化方面已经产生了明显的价值，也体现出独特的效果，但是其中仍然着较多的问题。首先和一些先进国家相比较来说，我国的计算机技术发展情况仍然比较局限，在具体的应用过程中并没有形成一整套完善且稳定的流程来实现相应的应用价值。这使我国计算机技术在机械设计制造行业应用时缺乏核心竞争力，如果要真正推动机械设计制造行业快速发展，还面临着极大的困难。另外，相关方面的人才资源仍然比较紧缺，对机械设计制造及其自动化的发展产生了相应的影响，对此需要我国能够加强重视，努力创新及改造，提高相应的效果，促进机械设计制造及其自动化过程的完善，解决其中的各种问题[3]。计算机技术的应用原理如图1所示。

3 机械设计制造及其自动化中的计算机技术应用分析

3.1 计算机3D技术的应用分析

计算机3D技术用于机械设计制造及其自动化行业中能够根据所提供机械设计制造产品的尺寸和结构特征完成三维立体的模拟和仿真操作。全面分析机械设计制造产品的颜色与各种信息，了解相关产品的仿真检测能力，有利于提高机械设计制造产品的整体效率，并且能够节省相关的成本。将其应用在机械设计制造及其自动化环节，可以通过激光测距原理，对采集点的各种数据和纹理信息进行采集，从而生成更加真实的数据信息[4]。在这个环节使用的扫描系统部件主要包括便携式激光扫描头和数据处理器等，用于对所测物体的各个环节进行全面性扫描，得出更加专业的数据，并且能够将得出的三维数据信息导入到3D打印机中，完成打印的输出和操作。

矿山排水用叶轮3D打印（如图2）就能够体现出3D技术的应用价值。在这个过程中，首先是三维扫描的环节，需要对机械零部件表面的污渍进行清理，在零部件表面呈现出三维扫描的效果，进而捕捉零件的具体位置，通过三维扫描来获取矿山排水用叶轮存在故障的具体位置，以便于更有针对性地制定出最合理的扫描方案。扫描时通过便携式激光扫描头在扫描的范围内采集扫描的数据，并通过仪器来将数据进行传输，完成三维图形数据的成像和数据处理。其次需要完成数据的处理及建模工作，在对零件进行三维扫描之后对数据进行后期的降噪处理，减小三维扫描方面存在的数据误差，并修复破损的部位，将相关数据信息导入到3D打印机中来进行打印。另外，针对排水用叶轮3D打印环节，通过打印技术来打印出相关的部件之后再对其进行精细化加工操作[5]。

图2 3D打印矿山排水用叶轮

3.2 计算机辅助技术的应用

实际中，计算机辅助技术在机械设计制造及其自动化领域中应用于全过程，能够为整个操作提供更新的思路和方法。通过应用计算机辅助技术来分析机械设计制造产品的整体结构、形状以及尺寸，然后了解其中存在的各种问题，对这些问题进行全面绘制，并将其渗透在机械设计制造图纸中，从而能够展现出相关产品的性能，减少在机械设计制造及其自动化生产时存在的失误，保障整体的效果[6]。

3.3 计算机仿真技术的应用

计算机仿真技术在机械设计制造及其自动化行业中的应用能够整体上反应出设计产品的直观形态，并完成模拟仿真的实验。实时监控机械设备的运动状态，简化整体流程，减小设计和修改的难度，控制整体成本，从而提高机械设计制造的科学性。在这个过程中，主要是包括机械模型的构建、转换以及实验环节。在构建模型时，需要先确定编辑的条件和约束的条件，通过数字化方式构建形成更加完善的数字模型体系，把握仿真对象的不同状态。在模型的设计环节，可以将初始模型转换为数字识别模式，并对其进行进一步的开发和设计。而在模型实验环节则需要获得相应的仿真结果，对仿真实验结果进行可靠性的评价和分析，最终呈现出良好的效果[7]。

3.4 数控机床加工技术的应用

数控机床加工技术本身具有重要的价值，主要包括数控编程和数控软件等。在对整个机械设计制造的过程进行全方位管理时，将这些现代化技术应用于模具加工制造的过程中可以体现出良好的效果。数控技术主要是通过数控系统中存在的数据采集以及分析功能，来对机械设计加工部件进行数据的采集、传输及分析处理，同时可以通过信号数据的反馈控制功能实现机械计制造及其自动化设备的高效运转[8]。

4 机械设计制造及其自动化中计算机技术的应用趋势分析

4.1 智能化的应用

现代科学技术的价值不容忽视，其能够促进我国综合国力的提高。对于机械设计制造行业来说，能够使机械设计制造行业的智能化水平进一步提高，使其满足企业的发展需求，也会为企业实现生产提供更大的方便，因此受到了广泛的关注。在此基础上，要达到智能化发展的客观要求，就需要机械设计制造行业不断发展，使得其智能化发展水平更高[9]。

4.2 经济化的发展

传统的机械设计制造环节普遍会使用人力资源实现机械生产，解决其中存在的各种问题。机械产品的制造过程中，整个过程都需要通过人工的干预来完成，因此存在一定的人工误差，这就可能会导致机械产品的生产效果无法保障，存在一定的不准确性，同时也会浪费人力资源，影响到机械设计制造领域的良性发展。为了提高机械设计及其自动化领域的自动化水平，需要明确整个行业的发展方向，弥补传统机械设计环节存在的缺陷，并且能够进一步提高机械产品生产效率，减少生产环节的成本，实现各种资源的最大化使用[10]。

4.3 网络化的应用

随着社会的发展，科学技术水平不断提高。以互联网为基础，监控体系的完善会使机械产品的实际应用价值更高，应用范围更加广泛。通过互联网技术的应用优势能够帮助相关企业实现各种新型机械产品的宣传推广和销售工作，更好地节约成本，拓展产品市场，使机械化产业发展更快速[11]。

4.4 微型化的应用

当前，我国一些机械产品在使用时体现出体积较大、功能不完善等特点，和企业的生产需求难以符合。因此需要通过机械产品的微型化应用控制机械产品的体积，同时进一步完善机械产品内部结构，使其功能更加丰富，提高机械产品的使用性能，这也会为机械产品的维修和养护提供便利的条件。

5 结 论

计算机技术本身已经实现了广泛应用，尤其在机械设计制造及其自动化中呈现了良好的效果，这也是未来的发展趋势。本文对此进行了分析，希望通过应用计算机技术可以使原本复杂的一些机械设计制造信息得到更简单的处理。同时也可以及时发现在机械设计制造环节存在的各种问题，使其得到解决，节省机械设计制造的时间，提高机械设计制造的准确度，为社会的发展做出相应的贡献。