计算机技术在机械设计制造及其自动化中的应用

计算机技术在机械设计制造及其自动化中的应用

孙卫明

陕西航空技师学院 陕西省汉中市 723000

摘要：随着机械制造及其自动化技术的发展，不但极大地提升了生产效率，同时生产质量也得到大幅度地提升。机械制造及其自动化体现出了集成化以及智能化的特点，这些特点正符合现代工业生产对综合生产效益的要求。

关键词：计算机技术；机械设计制造；自动化；应用；

引言

自动化技术具有很多应用层面的优势，在机械设计制造产业发展中能够被充分运用，通过自动化技术在集成化、智能化、虚拟化设计制造以及高效化产品检测中的应用，推动了我国机械领域的高速发展，并且让行业竞争从劳动力资源竞争逐渐转变为科学技术层面的竞争。

1机械设计制造中的自动化技术特点

1.1生产效率高

机械设计制造及其自动化实现之后，体现出的最大优势在于生产效率的提升，生产效率的保障，是机械设计制造领域经济效益的最重要体现。自动化的实现，解放了大量的生产力，缩短了产品的生产周期。另外，自动化的实现，也使得一些人为因素影响的产品质量问题得到有效解决，举例来说：在制造内燃机的过程中，因为生产设备的机械结构精密，对操作人员的技术水平就有更加严格的要求，这其中的气缸、曲轴箱、曲轴等多个零件都是要求高精度，如果在某一个零件的生产过程中出现失误，则内燃机的组装就会出现问题，无法达到生产要求。另外，传统的机械制造过程中，每一个工作环节都对工作人员提出具体要求，步骤烦琐，且出现误差的概率更大。传统机械设计制造的弊端显而易见，而实现自动化后，生产的各个环节由计算机进行控制，不但节省了大量的劳动力，而且精确度极大提高，实现了生产速度与生产质量的双重提高。

1.2节约成本

机械设计制造中，成本控制效果关系到经济效益情况，自动化技术的应用能够很好地节约成本，推动机械设计制造行业的稳步发展。自动化技术让相关企业可以在完成既定设计制造目标的前提下，雇佣更少的人力，消耗更少的物力和财力。机械设计环节中，可以通过设置参数来完成各种机械设计要求，这个过程通过自动化技术，能够同步完成多项设计内容，在最短时间内确定最佳的机械设计方案。在制造环节中，通过自动化技术将所有生产制造环节进行优化，将那些非必要的环节删除，不仅可以提高制造效率，也大大降低了时间成本和资源成本。

1.3环保性能高

传统生产制造主要以手工操作为主，容易因为人为方面误差而造成生产故障问题，不仅会造成资源的浪费，也容易引发安全事故。现代的自动化技术应用较为广泛，机械设备会在信息技术以及计算机等技术的支持之下，整体运行会变得更加智能，只需要进行按键操作或输入简单指令便可以进行运行控制，能够完成大规模生产制造任务，弥补传统生产制造存在的问题，保证资源利用效率。同时，会在机械设备设计过程中加入环保理念，按照绿色化发展要求进行设备的整体设计，能够有效减少生产制造对于环境的污染和不良干扰，整体专业发展会向绿色化方向进行迈进。

2计算机技术在机械设计制造中存在的问题

虽然计算机辅助技术过去已被纳入机械设计和制造，但有关标准和要求在实际执行效率方面仍未得到满足，而且实际问题复杂，妨碍了后续工作的顺利进行。首先，在实践中缺乏完整性，虽然信息技术援助可以弥补以前设计工作中的缺陷，但它并不能充分利用技术本身的优势，因此整个机械设计并不那么完美。与此同时，在计算机辅助技术的运作过程中，有关工作人员必须具备一定的实际经验和技术水平，否则会影响到计算机辅助技术的充分利用，但在将高质量的人才纳入有关企业方面存在一些差距，例如人才比例 它不能对实际工作发挥重要的指导作用，影响企业的稳定发展 此外，有关人员只能对计算机设备进行简单的操作，不了解计算机辅助技术本身的应用能力，实际上缺乏一定程度的操作能力，这使得有关设计和制造工作的具体执行更加困难。

3计算机技术在机械设计制造和自动化中的具体应用

3.1虚拟化设计制造

机械设计制造过程中，自动化技术可以提供一个虚拟环境，将设计和制造过程在虚拟状态下仿真显示，这样有助于及时发现设计、制造环节中可能存在的不足。传统的机械设计制造，都是在真实制造环节才能够验证机械设计是否科学合理，但是这个阶段如果发现问题，无论是进行改进还是重新设计，都大大增加了机械设计制造成本，并且会造成较大的资源浪费。基于自动化技术的虚拟设计制造，可以利用计算机将整个过程在虚拟环境中模拟运行。虚拟化设计制造，让过程在真实发生前就可以被直接观察到。通过参数设定和模型建立，可以让机械设计和制造都仿真运行，这样仅需要观察计算机模型，就可以评价出机械设计是否存在缺陷，机械制造环节是否高效有序等。在机械行业的开发过程中，虚拟化模式可以大大降低研发和试验成本，给研发人员更多的试错机会。即便机械设计不全面，也只需要进行模拟环境的参数调整，不断进行重复试验运行。自动化技术让整个过程可以在自动控制状态下完成，计算机系统会自动记录每次的虚拟运行数据，为机械设计制造人员提供分析依据。

3.2仿真技术

仿真技术广泛应用于机械设计和制造中。在实施过程中，可以通过可视化和虚拟技术优化整体运行模式，在应用过程中构建数字模型，并根据实际内容反映实际生产。计算机仿真技术应首先对产品生产进行全面分析，然后完善各种指标，进行后续仿真实验，完成该阶段后进行各种分析和参数处理，并确定不稳定性因素，以避免产品中出现更严重的质量问题可以提供关于设计结构的更准确的基线数据，从而提高监测效率。如果实施时产品规格不同，则可以使用仿真软件进行区分分析、科学调整和优化，以避免产品实际设计中出现更多缺陷。这不仅提高了整体工作效率，还降低了前期投资成本，并确保了企业的持续发展。

4机械设计制造自动化的展望

（1）数字化发展。信息社会的不断发展进步依赖的是互联网信息技术，机械设计制造及其自动化的发展是与数字化信息技术不断融合的过程，实现机械设计制造的数字化管理，可以使生产流程更加顺畅，同时更有利于对产品服务的跟踪以及对市场的把控。（2）智能化发展。目前，人工智能技术在社会生活的各个领域都有极为广泛的应用，在机械设计制造及其自动化行业当中，人工智能的深度应用也是未来发展的必然趋势，在现有的基础上完成更高程度的生产控制的同时，也将进一步对机械制造过程进行优化，在生产环节的问题处理上，也会体现出更强的高效性。

结束语

在当前机械设计和制造领域，为了促进行业的持续进步和发展，需要整合先进的计算机技术，优化整体设计模式。还需要进行长期规划，确定设计和制造的未来发展方向，进一步整合设计和制造技术，实现智能和环保的综合发展。这不仅能满足机械设计和制造自动化的正常发展要求，还能为工业注入新的动力，提高最终发展水平。

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作者简介：孙卫明，男，出生于1981年1月，民族，汉族，籍贯陕西丹凤，学历本科，职称助理讲师，理论课教师。