机械设计制造及其自动化中计算机技术的运用

发表时间:2021/7/23   来源:《科学与技术》2021年第29卷第8期   作者:周军
[导读] 机械作为人类社会发展中不可替代的工具,其设计与制造体系,
        周军
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        摘要:机械作为人类社会发展中不可替代的工具,其设计与制造体系,应该尽可能地符合现代机械工作环境,提高机械在使用过程中的效率,其实际的工作效率能带给使用者的经济效益。基于此,本文针对机械设计制造及其自动化中计算机技术的运用进行探讨分析,以供参考。
        关键词:计算机;机械设计;自动化应用
        引言
        随着我国计算机技术的蓬勃发展,计算机技术在社会多领域中得到有效地应用和拓展,其中在机械设计制造及其自动化应用领域中,应用成效尤为显著。一方面,借助计算机技术,可以最大程度降低传统机械制造存在的问题和疏漏;另一方面,计算机技术的高效计算成果,是传统应用技术无法实现和企及的。
        1计算机技术在机械设计制造自动化发展中的作用
        1.1计算机的辅助设计与修改
        对于计算机来说,主要是作为一种辅助性的工具,来替代人类无法完成的流程记忆和建模任务,给设计者提供各种的信息和运行过程中的模拟效果与问题提醒。因此,机械设计制造,在整个自动化进程中,更加依赖于计算机,其不仅能够及时有效地找到整个体系中存在的问题,更能够为机械在未来的使用中,排除隐患和可能存在的问题。计算机在进行辅助设计的过程中,还能够借助云端数据库,将各种可能出现的问题以及相关的预防措施展现给设计者,以便于及时地做出机械体系的改进,实现计算机辅助设计的修改任务。在目前的机械设计中,可以利用电路模拟、单片机控制效果模拟,以提高实际设计过程中,对于设计方案的可行度,并且同时降低目前机械设计过程中设计方案脱离实际可行的现象[1]。
        1.2计算机对于机械制造的调控与制造流程
        在目前的各种尖端机械制造安装中,都是通过计算机控制车床,来完成零件的制造和整个系统的安装,这种方法很大程度上缩减了人力劳动的负荷,成功地解放了现代人的双手。另外,利用机械臂和计算机的控制能力,还能够有效地提高整个机械系统的工作效率,并且按照统一的流水线生产,按照设定好的制作安装流程,也能够降低机械设计制造中,对于制造产品中的失败率,有效地减少机械设计过程中,对于制造原料的浪费。通过计算机技术,利用互联网为整个制造体系的大脑,利用设定好的程序完成预计的工作任务,是实现自动化机械制造的重要工具,设计者能够将电子版的图纸,输入数控机床中,借助计算机的处理和分析,自动地进行原料的加工,同时,借助不同流水线,按照设定好的程序,实现计算机控制下的自动化安装[2]。
        2机械制造及其自动化应用中的计算机技术分析
        2.1仿真技术
        计算机仿真技术,是近年来针对部分机械工程中实际需求而开展的应用研究。例如,传统机械设计制造对于零部件的设计以及具体应用数据,在实际应用过程中,可能无法达到相应的研究成效,而借助计算机仿真技术的有效加持,可以在根本上实现对传统机械设计制造领域的有效升级。一方面,基于计算机仿真技术,以三维图形成像软件为代表,对涉及到的机械零部件进行设计和加工,同时对相应的设计内容开展相关的应用研究;另一方面,计算机仿真技术的应用,为传统机械部件设计打开了新的发展思路,可以减少传统机械制造的设计周期以及研发成本,同时在仿真技术的加持下,可以在设计过程中及时发现相应的问题和缺陷[3]。
        2.2 3D打印技术
        计算机3D打印技术,是近年来最具发展潜力的应用技术。

一方面,3D打印技术在机械设计制造中产生了巨大的应用成效,可以将较为复杂的机械部件进行快速打印,同时可以实现对产品数据的有效调整,进而满足多样化的功能需求;另一方面,3D打印技术之所以能够在机械设计制造领域中产生巨大的成效,源于其高效的制作速度。以机械设计制造的零部件为例,借助计算机3D打印技术,仅需要将设计内容输入到计算机系统中,便可以快速得到相应的设计模型,并且通过选用合适的材料,可以得出完整的设计内容,无论材质、比例、数据等方面都可以做到完美的仿制。因此,3D打印技术被誉为新时代的工业革命技术,被誉为工业4.0时代的技术代表。在机械设计制造领域中,将设计图形进行实体化需要漫长的过程,而3D打印技术的诞生,不仅加速了设计研发周期,同时还能够在关键时刻,实现对重要部件的快速制作,满足机械自动化生产的多项需求。
        2.3大数据技术
        在机械设计制造及其自动化领域中,大数据技术的发展,为传统机械领域提供了全方位的保障和支撑。例如,传统的机械设计制造,需要在大量的设备仪器中进行打磨和试验,从而得出相应的设计数据以及研发报告,因此设计出一款产品,需要投入大量的资源和时间,而借助计算机大数据技术,可以将同类产品的研发数据进行科学的梳理和汇总,同时对一些实验设计参数进行剖析和总结,帮助设计人员减少不必要的设计误区,减少设计时间和研发成本。另外在机械部件生产完毕后,需要对性能以及自动化成效进行检验和测试,而借助大数据技术,可以减少检验成本和测试误区,从而在根本上实现对传统机械制造技术的升级和改善[4]。
        2.4 AI技术
        计算机AI技术,是利用程序代码输入到计算机系统中,对一些常规工作进行智能化生产。以机械工程中的自动化应用为例,在某汽车流水线加工作业过程中,利用计算机AI技术,可以让机械臂对不同角度、位置的设备进行自动化安装,同时对安装位置的差异性自动化调节,可以准确进行变更和调整,确保设备流水线的安装质量。由于计算机AI技术的应用,可以在总体上降低人工制造存在的主观问题,尤其是相关环节的人为疏忽,会对自动化生产线造成严重的后果,因此,在自动化生产过程中,利用计算机AI技术可以实现极高的准确性和高效性。以生产成本为例,应用计算机AI技术,可以实现对生产作业的有效升级,将一些错误问题进行收集和整理,保障在日后的自动化过程不会再次发生同样的问题,同时随着准确率的逐步提升,生产效率也会进一步改善。据不完全统计,计算机AI技术在机械设计制造及其自动化领域中,所产生的生态成效,是传统生产模式生产效率的10倍以上,甚至在汽车制造、手机制造等领域中,是人工制造效率的上百倍。另外,随着社会大众对机械设备的多元化需求,单一的人工模式已经无法满足当前的行业发展变化,结合AI技术可以实现对传统生态的升级和创新。现代计算机技术的发展,将AI技术给予一定的简单智慧,因此,在开展重复性的机械设计时,可以随着设计内容的复杂性,而逐步提升自身的技术水平,尤其是对设计初始的经验累积,可以在后续的应用过程中,实现对设计内容极高的准确率,并且还能够及时发现和检查机械设计领域存在的问题和错误,保障设计数据的精准性和可靠性[5]。
        结束语
        机械设备的使用是维持社会运行的重要条件,机械不仅仅运用于生产制造上,更多的是运用于日常生活中,以一种工具的形式,逐渐改善我们的生活,当机械的设计制造与计算机技术联系起来后,机械设计的种类也会逐渐增加,而相关厂家的制造效率,也会得到质的飞跃。
        参考文献
        [1]韩博.计算机技术在机械设计制造及其自动化中的应用[J].花炮科技与市场,2019(01):170.
        [2]张耀.机械设计制造及其自动化中计算机技术的实践与探究[J].南方农机,2019,50(02):181.
        [3]程雪松.机械设计制造及其自动化中计算机技术的应用[J].科技风,2019(02):69.
        [4]朱子岩.机械设计制造及其自动化中计算机技术应用分析[J].南方农机,2019,50(01):185.
        [5]王雅先.机械设计制造及其自动化中计算机技术的应用分析[J].农村牧区机械化,2018(06):44-45.
       
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