機械設(shè)計制造及其自動化中計算機技術(shù)的應用

段立波 張強

【摘 ?要】從機械設(shè)計制造及其自動化的發(fā)展情況來看，與計算機技術(shù)的融合無疑是重要的發(fā)展趨勢，其優(yōu)勢主要表現(xiàn)在計算機輔助功能、數(shù)控機床、3D以及仿真技術(shù)等四個方面，并且對于我國機械制造領(lǐng)域整體水平提升、提高機械產(chǎn)品的質(zhì)量和精密化以及實現(xiàn)機械制造企業(yè)的現(xiàn)代發(fā)展都發(fā)揮了不可或缺的作用?；诖耍疚闹饕獙C械設(shè)計制造及其自動化中計算機技術(shù)的應用進行了簡要的分析。

【關(guān)鍵詞】機械設(shè)計制造;自動化;計算機技術(shù);應用

引言

社會為科技提供助力，計算機輔助設(shè)計技術(shù)采用智能化手段，能夠有效減少人工失誤率，計算機輔助設(shè)計能夠具體分析產(chǎn)品實際情況?，F(xiàn)代社會不斷發(fā)展，傳統(tǒng)機械設(shè)計模式過于落后，計算機輔助設(shè)計技術(shù)能夠避免機械設(shè)計與現(xiàn)代社會脫節(jié)，計算機輔助設(shè)計技術(shù)還能夠優(yōu)化設(shè)計流程，減少設(shè)計成本，優(yōu)化設(shè)計環(huán)節(jié)。

1機械設(shè)計制造及其自動化中計算機技術(shù)的應用優(yōu)勢

計算機技術(shù)廣泛應用到各行業(yè)中，對各行各業(yè)的發(fā)展都起到了重要的推動作用。計算機技術(shù)能夠利用三維模型制作軟件來對產(chǎn)品進行設(shè)計制作，對模型進行修改，成功解決了傳統(tǒng)機械設(shè)計所面臨的問題，提高了機械設(shè)計制作水平和工作效率。由于計算機能夠?qū)C械零件進行檢測，所以零件在保證合格率的同時又減少了成本。此外，計算機能夠?qū)Y源進行重組，進而有效促進機械行業(yè)的發(fā)展。

隨著科技的高速發(fā)展，現(xiàn)代各個機械設(shè)計產(chǎn)業(yè)更傾向于將電子計算機技術(shù)應用到生產(chǎn)中，從而精確地設(shè)計出產(chǎn)品，提高產(chǎn)品的質(zhì)量，對檢查不合格、存在問題的零件進行重新設(shè)計和修改?，F(xiàn)代機械設(shè)計員可以擺脫繁瑣的手繪設(shè)計、尺規(guī)作圖等復雜步驟，只需要有設(shè)計靈感在大腦中進行構(gòu)思，初步形成設(shè)計圖，然后利用計算機進行三維模型制作，直觀地把產(chǎn)品的成型效果展現(xiàn)出來，使設(shè)計思維與實際的產(chǎn)品相結(jié)合，大大提高機械設(shè)計的工作效率。傳統(tǒng)的手繪機械設(shè)計要通過復雜的幾何實體制作來完成，需要更長的時間，過程更加繁瑣。但電子計算機可通過軟件來將復雜的幾何體進行精確計算，使設(shè)計變得更加簡單化，提高工作效率，增加收益。

2計算機輔助設(shè)計技術(shù)在機械設(shè)計中的實際應用現(xiàn)狀

人工力量有限，計算機輔助設(shè)計能夠完成機械設(shè)計過程中人工難以操作的工作，計算機輔助設(shè)計技術(shù)滲透機械設(shè)計的各個環(huán)節(jié)，我國機械設(shè)計領(lǐng)域迎來了春天，機械設(shè)計呈現(xiàn)自動化、智能化發(fā)展趨勢。計算機輔助技術(shù)包含內(nèi)容較多，其集交互技術(shù)、圖像變化技術(shù)、實體造型技術(shù)等為一體，以專業(yè)的手法打造最成功的機械產(chǎn)品。計算機輔助設(shè)計技術(shù)能夠在較短時間內(nèi)實現(xiàn)圖文轉(zhuǎn)換，通過強有力手段進入數(shù)據(jù)終端，在三維工作空間中展示機械設(shè)計模型[3]。計算機輔助設(shè)計技術(shù)在原有基礎(chǔ)上改進，其并不是完全脫離傳統(tǒng)機械設(shè)計，而是在原有基礎(chǔ)上進行科技優(yōu)化，采用最高端的技術(shù)為現(xiàn)代機械設(shè)計服務。有了計算機輔助設(shè)計技術(shù)，我國機械設(shè)計領(lǐng)域產(chǎn)品設(shè)計期望與現(xiàn)實的差距不斷縮小，現(xiàn)有情況下應當不斷努力，投入時間和精力提高機械設(shè)計水平，達到機械自動化控制目標。

3機械設(shè)計制造及其自動化中計算機技術(shù)的應用

3.1符號與圖形中的應用

設(shè)計師在進行機械設(shè)計時，會應用到很多的圖形符號，而大量符號與圖形的設(shè)計不光會增加設(shè)計人員的工作量，還會增加設(shè)計工作的復雜程度，不利于設(shè)計精度的提升。將計算機輔助技術(shù)應用到設(shè)計過程中，能夠利用對圖形與符號的智能化處理，完成對較多數(shù)量符號與圖形的處理，同時在處理的過程中還可實現(xiàn)不同類別圖形符號的分類與存儲，可通過預先設(shè)定計劃，保障設(shè)計工作的順利進行，不光可大幅度提高設(shè)計效率，還可避免產(chǎn)生技術(shù)性的失誤，能夠有效克服符號與圖形處理量過大的問題。另外，設(shè)計人員也可利用智能索引，按照一定規(guī)律完成對圖形的排列，可防止由于設(shè)計零件規(guī)格不一而導致實物偏差，有助于保證設(shè)計圖形的精確性。

3.2在產(chǎn)品概念設(shè)計中的應用

概念設(shè)計階段是后續(xù)設(shè)計方案確定階段的基礎(chǔ)，而對于機械設(shè)計過程來說，除了保障機械在功能上可以滿足要求之外，設(shè)計人員還應保障概念設(shè)計方案能在外觀、色彩、風格等方面滿足用戶要求。在這一過程中，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應用可以很好的引導用戶參與到實際設(shè)計過程之中，促進設(shè)計人員與用戶之間的溝通，進而提升概念設(shè)計階段的工作效率。在這一過程中，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應用可以分為以下幾方面：首先，可以由用戶對設(shè)計方案中的外形特征進行調(diào)整。在傳統(tǒng)設(shè)計模式之下，設(shè)計方與用戶之間的交流、溝通通常建立在方案多次修改的基礎(chǔ)之上，而這樣的方式不但費時費力，同時也會導致整體生產(chǎn)周期不斷加長。在虛擬現(xiàn)實技術(shù)的輔助之下，用戶將能自主的對機械外觀、色彩、風格等進行調(diào)整，并直接獲得調(diào)整后的方案，直至達到滿意的設(shè)計效果。其次，設(shè)計方可以通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)對設(shè)計思路等進行表達。由于機械設(shè)計需要依賴具備一定專業(yè)素養(yǎng)的人員來完成，而用戶極有可能無法在概念設(shè)計階段理解設(shè)計方所提出的設(shè)計理念，僅依賴設(shè)計圖紙很有可能影響到這一工作的開展效率。通過對虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應用，設(shè)計方將能更全面的通過三維的形式對機械設(shè)計概念圖進行展示，加快設(shè)計方與用戶之間的交流效率。

3.3三維立體設(shè)計中的應用

在機械設(shè)計的過程中，傳統(tǒng)多以二維的方式進行圖形表達，造成部分抽象思維能力不強的工作人員讀圖時存在較大困難，容易出現(xiàn)失誤，而在計算機輔助繪圖的情況下，可利用其三維工作空間，以立體的方式呈現(xiàn)所繪制圖形，可將圖形以更為直觀的形式展現(xiàn)在人們眼前，有助于充分了解設(shè)計零件的整體情況，并可以此為基礎(chǔ)完成對設(shè)計產(chǎn)品功能的評估，可實現(xiàn)將復雜的問題簡化，有助于對整個設(shè)計流程把控。線框、表面、實體是CAD程序中三大模型構(gòu)建功能，在現(xiàn)實過程中能夠利用這三大功能完成模型構(gòu)建。各零部件之間需要按照嚴格的順序排列，CAD程序借助布爾運算能夠制定最合理的部件布局，零部件呈現(xiàn)最佳分布狀態(tài)。三維實體模型中不可避免地會出現(xiàn)一些不符合條件的零件，這些零件的機理磨合度較低，這時候可以借助計算機輔助設(shè)計技術(shù)改變零件形態(tài)，最終滿足現(xiàn)實需要。數(shù)據(jù)計算無誤后構(gòu)建機械產(chǎn)品零部件實體模型，完成這項工作之后還需要進行后續(xù)加工。這時候機械設(shè)計人員能夠借助計算機輔助設(shè)計技術(shù)進行模型操作，重新裝配零件模型，確保機械裝配圖的完整性。

結(jié)束語

計算機技術(shù)對于機械設(shè)計行業(yè)起著重要作用。對于工程設(shè)計，能夠不再使用傳統(tǒng)的手繪設(shè)計，使工程設(shè)計更加簡單化，節(jié)省大量的人工成本。對于工程制作，不僅節(jié)省工程制作的時間，而且產(chǎn)品質(zhì)量也得到提高。目前計算機在機械設(shè)計中的應用并未得到廣泛的傳播，還處在初級階段，要想更多的企業(yè)接受計算機技術(shù)，就應不斷創(chuàng)新，尋求設(shè)計出更加精準的產(chǎn)品的有效方式，提高產(chǎn)品質(zhì)量和合格率，使機械設(shè)計行業(yè)處于領(lǐng)先地位，促進機械設(shè)計行業(yè)進一步發(fā)展，實現(xiàn)機械設(shè)計行業(yè)的智能化和高效化。

參考文獻：

[1]朱子巖.機械設(shè)計制造及其自動化中計算機技術(shù)應用分析[J].南方農(nóng)機，2019，50（01）：185.

[2]王琳琳.機械設(shè)計制造及其自動化中計算機技術(shù)的應用[J].科技創(chuàng)新導報，2018，15（33）：1+3.

[3]史欣欣.機械設(shè)計制造及其自動化中計算機技術(shù)的應用分析[J].中國金屬通報，2018（08）：61-62.

[4]嚴林凱.基于計算機技術(shù)的機械精密加工技術(shù)探討[J].電腦迷，2017（04）：145.

[5]董雪婷，齊驥，劉文俏.計算機圖形技術(shù)在機械制造中的應用探討[J].電腦迷，2017（03）：114.