機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用分析

趙力

摘要：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、新材料及能源技術(shù)以及微電子技術(shù)的不斷革新和飛速發(fā)展，其在各領(lǐng)域的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化行業(yè)中，計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及程度逐漸加深，使得機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化得到了質(zhì)的飛躍和發(fā)展，提高了機(jī)械設(shè)計(jì)及制造的效率，節(jié)省了生產(chǎn)時(shí)間及成本，促使機(jī)械設(shè)計(jì)及制造的自動(dòng)化進(jìn)程不斷加快。同時(shí)它也使我國(guó)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中具有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。機(jī)電產(chǎn)品一體化、微型機(jī)電系統(tǒng)等等都是計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化領(lǐng)域中進(jìn)行應(yīng)用而出現(xiàn)的典型成果。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)制造；自動(dòng)化；計(jì)算機(jī)技術(shù)；應(yīng)用分析

1機(jī)電一體化的發(fā)展和計(jì)算機(jī)的應(yīng)用

1.1 機(jī)電一體化的發(fā)展

工業(yè)革命推動(dòng)了人類社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展，1971年，提出了“機(jī)電一體化”的概念，其目的就是將人力勞動(dòng)從生產(chǎn)中解放出來(lái)，實(shí)現(xiàn)更高的生產(chǎn)效率和效益。1984年，對(duì)機(jī)電一體化提出了初步的定義，其中“計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)與控制”成為機(jī)電一體化的核心內(nèi)容，計(jì)算機(jī)技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)制造中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)得到了廣泛的認(rèn)可。機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化與計(jì)算機(jī)應(yīng)用結(jié)合，使其有了更大的發(fā)展空間。一方面，機(jī)械設(shè)計(jì)制造是個(gè)極復(fù)雜、極繁瑣的過(guò)程，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，使人力得到了解放，同時(shí)其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)處理功能及反復(fù)的抹寫(xiě)功能使機(jī)械的設(shè)計(jì)更加精確、可靠、方便。另一方面，計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用是生產(chǎn)過(guò)程達(dá)到了可視化、智能化，機(jī)器可以在無(wú)人操作的情況下運(yùn)行，例如物流過(guò)程中的智能碼垛機(jī)，可以根據(jù)物品上的標(biāo)記將物品進(jìn)行分類存儲(chǔ)、運(yùn)輸?shù)龋蟠蟮奶岣吡斯ぷ餍剩瑑?yōu)化了機(jī)械系統(tǒng)的工作效率，促進(jìn)了現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展。

1.2 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化中計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用的概況

計(jì)算機(jī)自誕生以來(lái)，其發(fā)展是難以預(yù)想的，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化中，其最常用的是計(jì)算機(jī)的可視技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和仿真技術(shù)。計(jì)算機(jī)可視技術(shù)是指可通過(guò)計(jì)算機(jī)將相關(guān)的機(jī)械信息轉(zhuǎn)化為可視的、直觀的數(shù)據(jù)信息，人通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)的觀察、監(jiān)測(cè)可以預(yù)測(cè)所設(shè)計(jì)機(jī)械的特點(diǎn)性能等、可以了解機(jī)械自動(dòng)化中的工作運(yùn)行情況，以及時(shí)掌握其動(dòng)態(tài)，并對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)、優(yōu)化。總之，計(jì)算機(jī)的可視化技術(shù)是機(jī)械設(shè)計(jì)、運(yùn)行監(jiān)測(cè)的相關(guān)信息轉(zhuǎn)化為可視的信息資源，為人的行為提供參考。一方面，這一技術(shù)的應(yīng)用為機(jī)械設(shè)計(jì)制造提供了輔助設(shè)計(jì)等功能，提高了機(jī)械設(shè)計(jì)的可靠性、精確性；另一方面，計(jì)算機(jī)可視化技術(shù)的應(yīng)用，提高了機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、可靠性，提高了自動(dòng)化生產(chǎn)的效率。計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是依靠計(jì)算機(jī)創(chuàng)建和模擬體驗(yàn)現(xiàn)實(shí)世界的計(jì)算機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了人機(jī)交流的較高境界，使人的理念與現(xiàn)代科技相結(jié)合，推進(jìn)了人的思想實(shí)踐，使機(jī)械的設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化過(guò)程更加協(xié)調(diào)、完美。

1.3 行李分揀系統(tǒng)

當(dāng)前機(jī)場(chǎng)使用的行李分揀系統(tǒng)，作為機(jī)場(chǎng)最復(fù)雜機(jī)械設(shè)備與自動(dòng)控制系統(tǒng)相結(jié)合的系統(tǒng)，主要是針對(duì)航站樓內(nèi)部旅客交運(yùn)的行李，利用相互連接的輸送機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行傳輸、分揀和安全檢查。為適應(yīng)當(dāng)前機(jī)場(chǎng)內(nèi)部的運(yùn)輸需求，建立集成的并且能夠滿足當(dāng)前機(jī)場(chǎng)需求的監(jiān)控系統(tǒng)能夠保障機(jī)場(chǎng)內(nèi)物流鏈各環(huán)節(jié)的安全、高效運(yùn)轉(zhuǎn)，而行李處理系統(tǒng)應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)中，能夠減少機(jī)場(chǎng)內(nèi)部物流運(yùn)輸出現(xiàn)的問(wèn)題，并且相應(yīng)的工作處理起來(lái)非常便捷、高效，減少了因人為原因造成的差錯(cuò)事件。

1.3.1 傾翻式托盤(pán)分揀

傾翻式推盤(pán)分揀機(jī)使用了專用的直線感應(yīng)電機(jī)來(lái)提供店里，并將相互連接的托架作為傾翻結(jié)構(gòu)承載行李，托盤(pán)能夠利用軟件控制托盤(pán)的傾斜位置，分揀機(jī)內(nèi)的行李將會(huì)輸送到傾翻式托盤(pán)分揀機(jī)中，并且放置到對(duì)應(yīng)的目的地滑槽中。傾翻式托盤(pán)分揀機(jī)的應(yīng)用，提高了分揀效率和分揀準(zhǔn)確度。自動(dòng)化分揀設(shè)備在目前大型機(jī)場(chǎng)中大量應(yīng)用。

2 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化中計(jì)算機(jī)技術(shù)的具體應(yīng)用

2.1 機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的計(jì)算機(jī)輔助功能分析

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化是一個(gè)復(fù)雜、繁瑣的過(guò)程，計(jì)算機(jī)在這一過(guò)程中的應(yīng)用是科技發(fā)展的必然結(jié)果，也是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化自身發(fā)展的需求。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)的常用功能，在報(bào)刊、服裝、機(jī)械等方面都有廣泛的應(yīng)用，機(jī)械設(shè)計(jì)中，利用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)輔助功能可有效的提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)的可靠性和精度，為機(jī)械生產(chǎn)制造帶來(lái)更高的效益。第一，機(jī)械設(shè)計(jì)的目的是機(jī)器生產(chǎn)性能夠優(yōu)越的體現(xiàn)出來(lái)，在這一過(guò)程中繪制復(fù)雜的機(jī)械圖非常關(guān)鍵，利用計(jì)算機(jī)的CAD、CAM等軟件，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)進(jìn)行科學(xué)的信息處理，使這一復(fù)雜過(guò)程變得清晰、明確，且減少了人為失誤、出錯(cuò)等，提高了機(jī)械設(shè)計(jì)的效率和科學(xué)性。第二，機(jī)械設(shè)計(jì)中要對(duì)機(jī)械的工作原理、結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸等進(jìn)行分析利用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)對(duì)設(shè)計(jì)的機(jī)械產(chǎn)品形成具體的描述，使設(shè)計(jì)人員能夠更加直觀的看出設(shè)計(jì)的問(wèn)題和不足，有利于提高設(shè)計(jì)速度和設(shè)計(jì)有效性。第三，計(jì)算機(jī)輔助功能的應(yīng)用方便了圖紙的編輯、修改，在圖紙分析中不用做反復(fù)、重復(fù)的工作，一切圖形繪制、數(shù)據(jù)計(jì)算及處理等問(wèn)題計(jì)算機(jī)都能搞定。

2.2 機(jī)械自動(dòng)化中計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用

機(jī)械的自動(dòng)化是工業(yè)革命的偉大產(chǎn)物，極大的提高了機(jī)械生產(chǎn)的效率，當(dāng)前機(jī)械生產(chǎn)制造的自動(dòng)化在各行各業(yè)有廣泛的應(yīng)用，在解放人力勞動(dòng)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)的自動(dòng)化、智能化，提高了生產(chǎn)的效率和精度。在機(jī)械制造中，利用與計(jì)算機(jī)相關(guān)的傳感技術(shù)、電磁波技術(shù)、遙控技術(shù)等，識(shí)別和操控機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)，對(duì)提高機(jī)械生產(chǎn)效率有很大的意義。一方面，計(jì)算機(jī)的參與使機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程中一些復(fù)雜的環(huán)節(jié)無(wú)需人直接參與便可得到解決，促進(jìn)了機(jī)械生產(chǎn)的安全性、可靠性。另一方面，計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用確保了機(jī)械生產(chǎn)系統(tǒng)的最佳狀態(tài)，不但確保了生產(chǎn)安全、提高了生產(chǎn)效率，還節(jié)省了生產(chǎn)成本等。例如對(duì)機(jī)械零部件產(chǎn)品的包裝，利用計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)包裝機(jī)，無(wú)需人員參與，就可對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行包裝，大大提高了生產(chǎn)的速度和效率。

結(jié)語(yǔ)：

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中計(jì)算機(jī)的應(yīng)用已非常普遍，早已融入其中，成為機(jī)械設(shè)計(jì)、制造、自動(dòng)化生產(chǎn)的一部分。當(dāng)前，我國(guó)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化生產(chǎn)與國(guó)際先進(jìn)技術(shù)還有一定距離，水平不高是一個(gè)客觀存在的現(xiàn)實(shí)，針對(duì)這一現(xiàn)狀，重視計(jì)算機(jī)硬件、軟件的開(kāi)發(fā)，使其更好的應(yīng)用到機(jī)械的設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化生產(chǎn)當(dāng)中，是推進(jìn)我國(guó)機(jī)械制造水平發(fā)展的有效途徑。

參考文獻(xiàn)：

[1]賈志欣.機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)網(wǎng)絡(luò)化平臺(tái)建設(shè)[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2013（4）.endprint