计算机技术在机械设计制造及自动化中的应用

计算机技术在机械设计制造及自动化中的应用

王强

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摘要：随着社会的发展，科技不断进步，机械设计制造及自动化发展的过程中采用计算机技术，可以提升各项工作的有效性，促使设计质量、制造质量水平的提高，增强自动化系统运行的稳定性，有着一定的推广价值，因此，在实际工作中应重视计算机技术的运用，科学合理地进行技术的创新优化，为机械设计制造及自动化的创新发展夯实基础。

关键词：计算机技术；机械设计制造；自动化；应用

引言

当前国家正在大力发展制造业，其中机械设计制造是关键。当下，计算机技术被广泛应用到机械设计制造中，实现了机械自动化、人工智能化。为此，要深入研究计算机技术在机械设计制造及自动化中的应用，在机械设计制造及自动化中更好地融入计算机技术，助力机械制造领域快速发展。

1机械设计制造自动化技术概述

机械设计制造自动化技术是指利用计算机先进设计、信息定位传感技术与远程控制技术实现机械设计制造生产过程的自动化，是计算机、控制技术、传感技术与机械设计制造技术相结合的产物，能够为生产制造各环节提供驱动参数。机械设计制造自动化技术实现设计制造自动化和生产加工最优化，设计制造与运行过程紧密结合；能够实现机器设备、生产线在很少人甚至无人值守的情况下，正常运行并完成既定任务。机械设计制造自动化技术主要涉及信息、微电子、远程控制和远程可视化、设备动作程序化和规范化等领域的先进技术。

机械设计制造自动化技术可以通过单台设备自身自动化和多台设备网状控制自动化实现产品制造，与传统机械制造区别很大，先进程度高。用自动化机械设备替代人工操作，能够降低人工操作劳动强度，减轻操作人员心理压力，杜绝人为误操作，保障产品质量，提高生产效率，减少安全事故。机械设计与制造的自动化让生产过程更加简易，不但效率高，产品的品质有保证，而且在生产过程中一旦出现各种常规问题，都可以按照既定程序自行处理，再加上应用现代控制技术的科技手段，生产过程更加有序高效。机械设计制造自动化技术减少了大多数人工操作，能够提高操作者自身的专业素养，有利于培养出一批了解计算机、机械工程等前沿技术，以及掌握自动化设备软件、程序应用、故障分析及解决的专业人才，涌现出大批技术水平高、专业过硬且熟悉机械设计制造、设备管理、过程控制的行业专业人员。

2计算机技术对机械设计制造及自动化的重要性

2.1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。另外，计算机辅助工程软件可以仿真分析设计，对产品在实际使用中的性能加以预测，能够更好地帮助设计师在产品制造之前进行全方位优化，因此大幅提高设计的效率和可靠性。

2.2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。同时，计算机控制系统通过集成传感器和执行器能够对生产过程实施监控和调整，实现智能优化生产线制造全覆盖。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。

3计算机技术在机械设计制造及自动化中的应用

3.1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。

3.2计算机辅助设计（CAD）

计算机辅助设计（CAD）技术的应用已成为现代机械设计工作的重要组成部分。它用计算机及其图形化界面为工程师提供直观且功能强大的设计工具集，从而提高设计的精度与效率。CAD软件允许用户创建详细的二维（2D）或三维（3D）模型，这些模型可模拟实际物体的形状和功能。3D建模特别革命性，因它提供更全面的视图和洞察力，让设计师能在制造前进行深入分析和优化设计；此外，CAD系统支持快速迭代，设计师可轻松修改设计，进行不同方案的比较，解决可能的设计问题。它还具备材料选择、成本预估、环境影响评估等高级功能，帮助设计师在早期阶段做出更明智的决策。CAD软件的另一个关键优势是它们通常允许易于集成与其它计算机辅助工程（CAE）应用程序，例如进行有限元分析（FEA）、计算流体动力学（CFD）等，这些分析帮助预测产品在真实世界条件下的性能。

3.3数控编程技术

相关技术的应用是进行机械设备加工处理，采用编程技术，使设备根据系统的要求进行加工操作，提升加工的准确性。目前在机械设计制造及自动化领域中采用数控编程技术，需要全面分析机械设备的加工需求，按照具体情况编程，使系统所执行的命令与机械设备加工需求相契合。同时采用编程技术，按照设计图纸、生产工艺需求等，科学合理进行系统程序的设定处理，完善整体生产的路线、工艺模式，科学合理设定相关的坐标，有效完成编程设计的任务，促使系统的稳定性应用。在此之后，需要做好相关程序的分析工作，全面完成程序的调整工作，发挥数控编程技术的作用价值。例如：在机床作业的过程中坐标控制精度较高，此情况下可采用数控编程技术编辑刀具的坐标，合理控制运动方向，保证刀具运动的准确性，提升加工生产的水平。

结语

计算机技术在机械设计制造及自动化领域的深入应用，极大地推进工业生产的革新，实现生产效率和产品质量的双重提升。尽管在推动和应用过程中遇到不少挑战，但随着技术持续进步和培育行业人才，计算机技术仍将继续扩大在制造业中的影响。展望未来，计算机技术与制造业的深度融合是大势所趋，智能制造将引领新一轮的工业变革，推动全球制造业向更高效、更大灵活性和更绿色环保的方向发展。

参考文献

[1]袁健博.浅析计算机技术在机械设计制造及自动化中的应用[J].科学技术创新，2020（1）：86-87.

[2]苗少鹏.计算机技术在机械设计制造及自动化中的应用探讨[J].电脑爱好者（普及版）（电子刊），2021（7）：3181-3182.

[3]刘世海.计算机技术在机械设计制造及自动化中的应用研究[J].商品与质量，2021（14）：12.