机械设计制造及其自动化中计算机技术的应用分析

朱海勇

摘要：改革开放以来，人们对我国机械制造提出了更高的要求。由于计算机技术的快速发展，我国机械制造领域逐渐开始使用计算机技术，利用计算机技术可以快速提升工业效率。基于此，本文依次对机械设计制造及其自动化的概念，计算机技术在机械制造及其自动化中的使用现状、使用优势、具体应用以及发展趋势进行分析，对机械制造企业运用计算机技术有一定的指导意义。

Abstract： Since the reform and opening up， people have put forward higher requirements for my country's machinery manufacturing. Due to the rapid development of computer technology， the field of machinery manufacturing in my country has gradually begun to use computer technology， and the use of computer technology can quickly improve industrial efficiency. Based on this， this article analyzes the concept of mechanical design and manufacturing and its automation， the status quo， use advantages， specific applications and development trends of computer technology in mechanical manufacturing and its automation， and has certain guidance on the use of computer technology by machinery manufacturing enterprises. significance.

关键词：计算机技术;机械设计制造;自动化;应用

Key words： computer technology;mechanical design and manufacturing;automation;application

中圖分类号：TQ573+.8                        文献标识码：A                文章编号：1674-957X（2021）17-0211-02

0  引言

现阶段，计算机技术在机械生产中占据着越来越高的地位，其应用也变得非常普遍，但是，与发达国家相比，我国机械制造领域的自动化生产还十分落后，因此需要不断的发展和创新。研究表明，限制我国机械制造企业自动化技术发展的最重要原因是企业业务与计算机进行结合的程度不高。因此，我国需要采取措施去提升机械行业计算机应用的程度，从而让机械制造企业实现更好的发展。

1  机械设计制造及其自动化中计算机技术的应用现状

根据以往的经验，实现人类社会的进步，发展科技是必不可少的一项因素。自从我国改革开放以来，我国在经济飞速发展的同时，在科技领域也取得了非常大的进步。特别是在机械设计制造及其自动化方面，由于计算机及信息技术的发展，开始与之相结合，大大推动了机械制造行业的发展。确定的是，计算机技术在制造业产生了非常大的影响，制造业相比从前发生了翻天覆地的变化，使机械制造行业取得了空前的发展。但是我们同样应该看到，机械制造领域对计算机应用的程度比较低，很多公司依旧使用传统的机械制造技术去生产。另外，即使某些机械设计制造公司在工作过程中使用了计算机技术，但是使用的技术层次还很低，深度远远不够，对技术的运用尚且不足，相比于美国、日本等欧美国家还相差甚远。所以我国计算机技术在机械设计制造及其自动化中仍有很大的提升空间。

2  计算机辅助设计在机械设计应用过程中的优势

2.1 缩短设计周期  对于制造业中，传统的生产方式一般情况下需要很长的周期去进行设计，对于一些结构比较复杂的设备，需要进行很多步骤，因此需要的时间会越长，难度也越高。在这种情况下，如果能将计算机技术运用到设计过程中，可以大大地缩短设计所需的时间。比如，可以采用辅助设计软件来对三维的图形进行设计时，可以利用一些比较常见的几何图形去构建一些比较复杂的图形，这样难度会有很大程度的下降，因此可以减少设计所需的时间。而且，如果利用三维图形设计软件去设计复杂图形，可以在设计后对不完善的地方进行优化，能进一步提升整个设计过程的效率。

2.2 设计变更便利  在机械设计和制造的时候，经常出现的一种情况是，需要对设计的内容进行变更。于是，就需要设计人员对原来设计的内容进行改变，如果利用传统的修改方法，难度既高，同时还需要较高的损耗。但是，如果能够使用计算机技术对原来设计的内容进行修改，可以大大解决这方面的问题。另外，利用计算机软件对先前设计的内容进行修改，还可以把设计好的零件放到实际环境里进行装配实验，确认其能否符合需求进行组装。在实验的时候，可以观察到每个零部件可能出现的问题，从而可以让设计人员对其进行有针对性的修改。

2.3 利于观察装配  在设计机械设备的时候，如果采用了不同的装备方式，可能会产生不同的效果。如果将计算机技术运用到机械设计和制造中，可以在设计的过程中提前模拟不同的装配方式产生的效果、对于不符合要求的装配方式，可以将其删除，或者进行改正。通过这样的方法，可以大大降低在产品设计过程中所需的资源成本以及时间成本，并且能够提升制造出来零件的质量。所以能够将一些比较先进的技术应用于机械制造领域，完善设计的流程。

3  计算机技术在机械设计制造及其自动化中的具体应用

3.1 计算机绘图技术的应用  在制造业工作的过程中，比如汽车零部件的加工，从精密的零部件，如果采用传统的手工设計手段，想要完成此类零件的绘制是一件非常困难的事情，很难满足其精度的要求。而如果在设计和绘图的过程中利用一些计算机软件，比如CAM、CAD等，可以实现高精确度的绘制零件图，而且还可以大大缩减绘图所需要的时间。在用CAD绘图的时候，可以直接将数据输入到软件中，软件自动就可以对图纸的某些部分进行绘制，同时，对于一些复杂的图形，可以在软件中输入指令代码，从而能够实现软件的自动绘制。还可以通过镜像的方式去绘制一些对称的图形，这大大降低了图形绘制所需的人力和物力。

3.2 计算机仿真技术的应用  随着VR技术和计算机可视技术的发展，计算机技术也迎来了新的变革，一些高质量的仿真软件开始出现，不少机械设计制造及其自动化公司开始采用仿真软件。利用仿真软件，可以在零件设计之前，对其进行数学建模，建立的模型可以更加直观、真实的观察出零件的实用性和质量，再通过计算机技术对其进行分析，可以让零件的性能变得更加牢靠，同时，在未来修改的时候也更加便捷。利用仿真软件提前对零件的性能进行模拟，通过一些仿真的试验，可以进一步让零件的质量更有保证。

3.3 计算机数控机床技术的应用  在机械设计制造及其自动化的过程中，还可以结合计算机数控机床，通过数控机床，可以通过编程的方式对机械制造过程中零件加工的路径进行设定，从而能够实现对一些非常复杂的零件进行加工，在加工的过程中，首先需在数控软件输入代码，因此，工作人员需要提前学习相关的指令和代码逻辑。过去我国的数控机床主要从一些西方国家进口。近些年，我国的数控机床技术也取得了很大的发展，未来我国一定会出现越来越多的数控机床控制人才，从而为机械领域作出更大的贡献。

3.4 3D 技术的应用  随着我国科技的发展，我国的3D技术也越来越成熟且开始应用于机械制造领域，且对机械领域产生了很大的影响。3D技术可以应用于机械制造过程中的好几个时期，比如，在产品设计时期，在产品设计完成之后，利用3D技术可以对其进行仿真研究，工作人员可以在仿真模拟的时候发现零件设计存在的缺陷，从而能够对其进行针对性的处理，让产品的质量得到进一步的保障。其次，在设计完成的时期，利用3D技术可以对所设计零件的一些参数数据进行分析，对一些不符合标准的数据进行及时地纠正。在将3D技术运用到机械制造领域的时候，可以直接打印出来一些体积较大，精细程度较高的零部件。最后，在检查生产出来的零部件质量的时候，运用3D技术还可以进行仿真检测，相比于传统的检测方式，这样可以大大地降低检测所需的成本，提升检测的效率，从而提升机械领域的工作效率。

3.5 计算机技术的辅助功能应用  计算机技术作为一门范围较大的学科，其包含了很多技术门类，因此在利用计算机软件的时候需要用到很多计算机软件，比如CAD和UG，CAD主要是对一些二维图形进行绘制，UG是对一些立体的图形进行绘制，这些软件有一定的使用门槛，因此，需要在使用之前对软件功能的实现方法进行学习。在整个机械加工过程中，最重要的是设计的过程，设计是零件生产的前提，只要在设计好的情况下，才能制造出质量比较好的产品，而设计产品的外观以及设计产品的用途都需要用到一些计算机软件，只有使用计算机进行设计以及仿真模拟，才能够去直观地了解零部件的整个设计过程，从而可以避免一些不必要的浪费，还能减少设计所需的成本。运用计算机软件，还可以减小零部件设计及制造过程中出现的误差，毕竟人眼很难做到丝毫不差地去制造零部件，而软件可以根据指定的参数，去极大精确地实现零部件的设计要求。零件的精确度跟零件的质量有着非常大的关系，因此，在机械生产中，现在的很多企业都开始采用计算机软件进行辅助，相关的工作人员开始学习一些计算机软件，通过计算机技术去优化和提升零件的质量，对于设计工程中所出现的差错，对其进行及时的修正。

4  机械设计制造及其自动化中计算机技术的应用趋势

4.1 微型化发展  未来，计算机技术在工业领域运用的时候，会朝着越来越微型的方向去发展，简单来说，微型化是现代科技的整体走向。科学技术快速发展的背景下，人们对计算机的便捷性提出了更高的要求，同时技术也可以满足在微小的空间实现更多的功能。现阶段，无论是计算机还是通讯设备，都在朝着微型的方向去发展，伴随而来的是工业领域的微型化发展。随着我国对工业的重视程度越来越高，计算机技术在工业方面的应用越来越广泛，机械行业中的计算机设备也发展得越来越高线，快节奏、高效率的要求使得机械设计制造及其自动化朝着微型的方向去发展。

4.2 网络化发展  随着物联网技术的发展，物联网也开始与机械设计制造领域相结合，每一个机械设备都不再是单独的生产加工机器，都开始与其他的机器设备有着联系，从而在机器设备之间形成了一张机器网络。制造业的生产和制造也变得更加高效，同时由于设备与设备的联系，在零部件加工的时候，可以更加有序。在后面产品组装的过程中，许多零件可能不是来自同一个零件加工企业，通过网络化的发展，可以实现更好的组装。

4.3 智能化发展  现阶段，互联网以及信息技术都迎来的新的发展，且开始应用于各行各业，在机械加工制造行业，越来越多原来由人工完工的工作开始交给机器去完成，机器完成的时候，完全不需要人力去对其进行控制或者操纵。未来，机械设计制造及其自动化方面也会迎来人工智能更新的浪潮，因为这个领域有很多比较复杂且重复的工作，利用人工智能可以很好地解决人工完成方面存在的难题，并且利用计算机技术可以保证产品有一个较高的质量。另外，由于涉及公司的技术专利问题，很多零件在制造和加工的过程中不能被泄露出去，人工操作可能会出现信息的外泄，而利用人工智能则可以很好地规避这个问题。随着科学技术的不断发展，越来越多的智能产品将出现在市场上，比如工业机器人，可以高质量地完成很多工业领域的工作。另外，计算机技术应用于工业领域，也可以对计算机技术的创新创造一些灵感，比如工业领域语音识别的突破，除了在工业领域运用外还可以运用到生活领域。

5  结语

总之，我国机械设计制造及其自动化的发展对企业生产效率以及我们的生活都有很大的影响，在制造过程中一定要重视结合计算机技术，通过计算机技术去解决一些传统的问题，提升企业的经营效率。要做到与时俱进，重视计算机技术在工业领域的创新，加大对这方面的投入，从而实现对我国机械设计制造行业的创新和完善，为我国实现制造业强国的目标注入强大动力。

参考文献：

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