计算机控制系统在机械设备自动化中的应用研究

计算机控制系统在机械设备自动化中的应用研究

张丽静

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摘要：机械设计制造及其自动化是指利用计算机技术和现代化制造工艺，对机械产品进行设计、制造、装配和测试的过程。机械设计制造及其自动化的目标是提高生产效率和产品质量，降低成本，实现智能化和自动化生产，而计算机技术提供了一系列工具和方法，可以大大提高机械设计的效率和质量，实现制造过程的自动化和智能化。

关键词：机械设计制造；自动化；计算机技术

中图分类号：X701

文献标识码：A

引言

机械制造工艺设计的过程中需全面分析机械制造的特点、情况等，完善优化相关的工艺设计模式体系，明确各类工艺的流程标准，提升工艺设计的合理化水平，满足当前的机械制造工艺设计要求，促使机械制造产业的健康稳定发展。

1计算机技术对机械设计制造及自动化的重要性

1.1提高设计效率与精度

在机械设计制造及自动化中应用计算机技术，设计效率与精度可以大幅提高。计算机辅助设计软件的应用，能够帮助设计师运用虚拟环境对复杂的机械模型快速构建和修改，这种方式相比传统的手绘图纸所需的时间大幅减少，同时降低了劳动强度，而且其准确性和可重复性也得到了全面提高。特别是CAD软件功能强大，对设计中的潜在错误可以自动检测，比如出现的尺寸冲突，不必出现返工，降低了成本。

1.2促进制造自动化、智能化

现在机械设计制造及自动化依托计算机技术，实现了自动化设备的广泛应用，比如数控机床、工业机器人都可以精确控制好重复机械加工。特别是计算机编程的使用，设计一些复杂的操作序列能够使设备有效执行，进而传统的手工操作被替代，生产效率和产品质量得到了显著提升。依托自动化和智能化，在计算机的协助下能够实现对人工操作的依赖大幅减少，生产成本得到了降低，生产的灵活性也实现了全面提高。因此，能对市场变化和个性需求快速反应。

1.3推动产业链整合与创新

计算机的应用实现了机械设计制造业的整合和创新。通过计算机技术运用相关的系统软件，比如供应链管理软件、企业资源规划系统就能优化协调内部资源，实现有效的管理。同时，对外部供应链也不断优化调节。通过这种信息化管理，企业的运营效率得到了提高，同时能与客户和供应商共享信息，大幅缩短了产品的设计时间，实现了从设计到市场投入的时间缩短。而且，实现了设计制造资源的共享，能够为机械设计制造带来全新的商业模式；推动了整个机械制造行业或者持续健康发展，加强了技术创新。

2机械设计制造及其自动化中计算机技术的应用要点

2.1虚拟仿真技术

计算机的虚拟仿真技术具有推广应用的价值，可视化效果良好。在机械设计制造及自动化发展的过程中采用计算机虚拟仿真技术，能够构建机械零件的仿真模型，使设计人员深入全面观察模型的内容，模拟零部件的功能，分析整体设备的设计水平，为提升机械设计制造质量与自动化发展效果夯实基础。尤其是在大型机械设备的设计制造方面，计算机虚拟仿真技术的应用能够准确仿真模拟设备内部零部件的情况，研究零部件和整体设备的构造。例如机械设计制造及自动化发展期间，采用计算机虚拟仿真技术仿真处理，对各类模型进行调整，合理控制仿真模型，有效开展模型的转换操作工作。除此之外，计算机模拟仿真实验期间，可利用数学模型模拟构建机械设备运行原理，在计算机中进行相关数据值的分析与调试，最终获得带有计算机语言的数学模型，准确还原仿真机械设备内部零部件的运行情况，为机械设计制造工作的高质量发展提供支持。在机械设计制造及自动化中采用计算机模拟仿真技术，也可先按照实验的要求输入信号，信号经过模型后，按照设计状况处理参数，将经过处理的参数加载进仿真模型内，做好模型的加载处理，编制相应的试验报告，满足机械设计制造及自动化发展需求。

2.2建模技术

近年来，计算机建模技术的发展水平有所提升，机械设计制造及自动化领域中也开始重视对计算机建模技术的应用，从最初的3D建模技术逐渐创新发展为4D和5D建模技术，为促使机械设计制造及自动化发展带来助力。例如：在采用3D建模技术的过程中，可按照具体的情况运用软件系统，构建相关的设计模型，在模型中进行设计内容的模拟分析，采用NURBS或多边形网络进行处理，提升机械设计制造的精细化水平，改善三维模型的视觉效果。同时采用计算机3D建模技术，还能利用书写方法明确各类物体的空间关系，保存数据构建模型，模拟机械设计制造及自动化的情况，利用系统集合计算后进行不同条件关联属性的计算分析，为机械设计制造及自动化发展提供支持。

机械设计制造及自动化中还可采用先进的计算机4D与5D建模技术，结合实际生产需求构建精确的4D或5D模型，保证模型能够准确反映机械部件的运动、变化，为设计、生产制造提供准确的数据支持，还可采用实时建模、虚拟现实建模等提高建模的精度效率，采用高精度扫描仪、3D打印机等提高建模的效率、准确性，还需按照机械设计制造及自动化发展需求科学控制模型的质量，保证模型的准确性、精确度，预防出现模型问题的情况下，提高各项技术的应用效果，提升整体的机械设计水平、制造水平等，促使自动化系统的良好运行与发展。

2.3数字化技术应用

对于生产管理人员，通过计算机实现指令的输送，负责生产的机器设备收到信息后，加工并处理目标零部件，而生产阶段会形成大量的信息，面对信息时自动化的控制系统发挥检测功能，使信息随时得到反馈，方便相关人员结合生产进度实现调整。应用自动控制技术的同时，结合运用数字控制技术，能够全面把控机器生产，促进生产过程能够稳定运行，保证指令信息传输到位，反馈信息及时传送，在完整的自动化系统中实现控制。另外，机械加工制造的信息系统在控制生产上发挥着重要作用。数字技术为自动化控制充分赋能，通过数据库系统进行数据信息的整理与储存。例如，机械加工制造企业充分利用数据库进行数据信息的整理，数据处理后，技术人员利用数字信息进行科学化管理。在计算机辅助系统的支持下，不断提高数字控制的精准度。

2.4机器人技术在机械制造中的应用

机器人技术在机械制造中的应用越来越广泛，其中包括自动化生产线的构建与优化、提高生产效率和产品质量、降低人力成本和安全风险等方面。自动化生产线的构建是机器人技术在机械制造中的基础应用，通过机器人技术和自动化设备，可以构建高度自动化的生产线，实现高效、连续的生产过程。这种生产线可以大大提高生产效率，降低人力成本，同时减少人为错误和安全隐患。机器人技术可以提高生产效率和产品质量，机器人可以精确控制运动轨迹和操作过程，实现高精度的加工和装配，从而提高产品质量和一致性。此外，机器人还可以进行危险环境下的作业，降低人力成本和安全风险，机器人技术还可以进行智能化的生产管理，实现生产流程的优化和自动化决策，进一步提高生产效率和产品质量。

结束语

计算机技术在机械设计制造及自动化领域中的应用价值明显，企业在机械设计制造及自动化发展期间可采用计算机的虚拟仿真技术、建模技术、辅助设计技术等，提升整体的工作水平，改善机械设计制造及自动化的效果。同时，为发挥计算机技术的应用价值，在未来发展过程中需重点将计算机技术与数字化技术、智能化技术、微型化技术相互融合，达到预期的技术创新效果。

参考文献：

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[3]王玉洁.计算机技术在机械设计制造及自动化中的应用[J].造纸装备及材料，2023，52（3）：102-104.