機械設計制造及其自動化中計算機技術的實踐

吳 濤

（甘肅鋼鐵職業技術學院，甘肅 嘉峪關 735100）

0 引 言

社會的發展促進了機械設計行業的進步，其中已經應用了各種各樣先進的理念和技術。通常來說，在機械設計制造領域要提高設計制造的綜合水平，促進整個行業的高速發展，必然要應用更多的資源進行建設。其中，計算機技術的發展極其快速，在不同領域中應用地極為廣泛，價值十分明顯，將其應用在機械設計制造自動化領域仍存在有待提升的空間，因此需要結合實際情況來進行判斷，了解存在的各種問題以便改善。在此基礎上，分析機械設計制造及其自動化中的計算機技術的實踐情況，有利于提高我國機械設計制造行業的整體水平，促進相關行業的穩步發展。

1 了解機械設計制造及其自動化中計算機技術的實際應用內涵

機械設計制造及其自動化技術作為相關工業產業發展的重要基礎，本身蘊含的內容比較豐富。在機械設計設計制造中合理滲透應用現代計算機技術能夠將原本抽象、復雜的一些機械數據信息轉化為簡單的信息，使其更加容易被人們所理解和認知，充分體現出計算機系統本身所具有的數據分析和處理功能。

首先，應用計算機技術有利于提高機械設計制造企業的生產質量。這種技術的應用有利于幫助工作人員減少工作量，提高工作的準確度，降低成本，加快速度，為機械設計及制造企業減少一定的資源浪費，緩解機械制造工期緩慢的問題，有利于推動機械設計及制造企業的快速發展。其次，應用計算機技術可以呈現出更加準確的計算機輔助設計效果，通過計算機系統中的一些三維軟件呈現出設計成果，幫助工作人員發現機械設計制造環節存在的各種問題。最后，將計算機技術應用到機械設計制造及其自動化的行業，能夠帶來更加良好的交流體驗和感受。在計算機虛擬技術的應用中，適當融入先進的創意理念，使機械設計制造的過程更加科學合理。例如，通過計算機仿真技術能夠描述出專業的機械模型，更加形象直觀地展現出機械產品的形態以及各部分模型參數，并且通過計算機的各種功能來體現出更加合理的機械設計和制造效果[1]。

2 機械設計制造及其自動化中應用計算機技術的實際情況

計算機技術在機械設計制造及其自動化領域中已經體現出了良好的效果，產生著極其重要的作用，為人們提供了豐富的便利條件。與此同時，在其他一些精密儀器和零件的制造過程中，計算機發揮的作用也無可替代，能夠在一定程度上提高各種儀器的精密度?？傊?，計算機技術應用在施工設備的制造、精密儀器的制造以及武裝設備的制造等多個環節都貢獻了突出的表現。

計算機技術中，虛擬技術通過模擬現實環境完成模擬實驗，其應用可以使機械設計制造環節生產出產品的可行性和實用性更強，同時也可以在一定程度上減少研發設計方面產生的成本。計算機仿真技術主要是通過現代多媒體等技術對基線模型進行客觀、準確的描述，使其原本的物理形態模型進行轉變，成為一種數學形態的模型，將其直接呈現在人們眼前，從視覺來吸引人們的目光，為后續的研究和利用創造更豐富的條件，最終能夠使這些設計方式更具有現代化和科學化，有利于促進機械自動化水平的提高。另外，計算機可視技術本身的功能在于轉換抽象的機械信息，使之成為更加簡單的數據信息，為工作人員的理解和掌握提供良好條件，幫助工作人員掌握機械產品的性能，并且能夠更加快速地理解其中的問題[2]。

即便計算機技術應用在現代機械設計制造及其自動化方面已經產生了明顯的價值，也體現出獨特的效果，但是其中仍然著較多的問題。首先和一些先進國家相比較來說，我國的計算機技術發展情況仍然比較局限，在具體的應用過程中并沒有形成一整套完善且穩定的流程來實現相應的應用價值。這使我國計算機技術在機械設計制造行業應用時缺乏核心競爭力，如果要真正推動機械設計制造行業快速發展，還面臨著極大的困難。另外，相關方面的人才資源仍然比較緊缺，對機械設計制造及其自動化的發展產生了相應的影響，對此需要我國能夠加強重視，努力創新及改造，提高相應的效果，促進機械設計制造及其自動化過程的完善，解決其中的各種問題[3]。計算機技術的應用原理如圖1所示。

3 機械設計制造及其自動化中的計算機技術應用分析

3.1 計算機3D技術的應用分析

計算機3D技術用于機械設計制造及其自動化行業中能夠根據所提供機械設計制造產品的尺寸和結構特征完成三維立體的模擬和仿真操作。全面分析機械設計制造產品的顏色與各種信息，了解相關產品的仿真檢測能力，有利于提高機械設計制造產品的整體效率，并且能夠節省相關的成本。將其應用在機械設計制造及其自動化環節，可以通過激光測距原理，對采集點的各種數據和紋理信息進行采集，從而生成更加真實的數據信息[4]。在這個環節使用的掃描系統部件主要包括便攜式激光掃描頭和數據處理器等，用于對所測物體的各個環節進行全面性掃描，得出更加專業的數據，并且能夠將得出的三維數據信息導入到3D打印機中，完成打印的輸出和操作。

礦山排水用葉輪3D打?。ㄈ鐖D2）就能夠體現出3D技術的應用價值。在這個過程中，首先是三維掃描的環節，需要對機械零部件表面的污漬進行清理，在零部件表面呈現出三維掃描的效果，進而捕捉零件的具體位置，通過三維掃描來獲取礦山排水用葉輪存在故障的具體位置，以便于更有針對性地制定出最合理的掃描方案。掃描時通過便攜式激光掃描頭在掃描的范圍內采集掃描的數據，并通過儀器來將數據進行傳輸，完成三維圖形數據的成像和數據處理。其次需要完成數據的處理及建模工作，在對零件進行三維掃描之后對數據進行后期的降噪處理，減小三維掃描方面存在的數據誤差，并修復破損的部位，將相關數據信息導入到3D打印機中來進行打印。另外，針對排水用葉輪3D打印環節，通過打印技術來打印出相關的部件之后再對其進行精細化加工操作[5]。

圖2 3D打印礦山排水用葉輪

3.2 計算機輔助技術的應用

實際中，計算機輔助技術在機械設計制造及其自動化領域中應用于全過程，能夠為整個操作提供更新的思路和方法。通過應用計算機輔助技術來分析機械設計制造產品的整體結構、形狀以及尺寸，然后了解其中存在的各種問題，對這些問題進行全面繪制，并將其滲透在機械設計制造圖紙中，從而能夠展現出相關產品的性能，減少在機械設計制造及其自動化生產時存在的失誤，保障整體的效果[6]。

3.3 計算機仿真技術的應用

計算機仿真技術在機械設計制造及其自動化行業中的應用能夠整體上反應出設計產品的直觀形態，并完成模擬仿真的實驗。實時監控機械設備的運動狀態，簡化整體流程，減小設計和修改的難度，控制整體成本，從而提高機械設計制造的科學性。在這個過程中，主要是包括機械模型的構建、轉換以及實驗環節。在構建模型時，需要先確定編輯的條件和約束的條件，通過數字化方式構建形成更加完善的數字模型體系，把握仿真對象的不同狀態。在模型的設計環節，可以將初始模型轉換為數字識別模式，并對其進行進一步的開發和設計。而在模型實驗環節則需要獲得相應的仿真結果，對仿真實驗結果進行可靠性的評價和分析，最終呈現出良好的效果[7]。

3.4 數控機床加工技術的應用

數控機床加工技術本身具有重要的價值，主要包括數控編程和數控軟件等。在對整個機械設計制造的過程進行全方位管理時，將這些現代化技術應用于模具加工制造的過程中可以體現出良好的效果。數控技術主要是通過數控系統中存在的數據采集以及分析功能，來對機械設計加工部件進行數據的采集、傳輸及分析處理，同時可以通過信號數據的反饋控制功能實現機械計制造及其自動化設備的高效運轉[8]。

4 機械設計制造及其自動化中計算機技術的應用趨勢分析

4.1 智能化的應用

現代科學技術的價值不容忽視，其能夠促進我國綜合國力的提高。對于機械設計制造行業來說，能夠使機械設計制造行業的智能化水平進一步提高，使其滿足企業的發展需求，也會為企業實現生產提供更大的方便，因此受到了廣泛的關注。在此基礎上，要達到智能化發展的客觀要求，就需要機械設計制造行業不斷發展，使得其智能化發展水平更高[9]。

4.2 經濟化的發展

傳統的機械設計制造環節普遍會使用人力資源實現機械生產，解決其中存在的各種問題。機械產品的制造過程中，整個過程都需要通過人工的干預來完成，因此存在一定的人工誤差，這就可能會導致機械產品的生產效果無法保障，存在一定的不準確性，同時也會浪費人力資源，影響到機械設計制造領域的良性發展。為了提高機械設計及其自動化領域的自動化水平，需要明確整個行業的發展方向，彌補傳統機械設計環節存在的缺陷，并且能夠進一步提高機械產品生產效率，減少生產環節的成本，實現各種資源的最大化使用[10]。

4.3 網絡化的應用

隨著社會的發展，科學技術水平不斷提高。以互聯網為基礎，監控體系的完善會使機械產品的實際應用價值更高，應用范圍更加廣泛。通過互聯網技術的應用優勢能夠幫助相關企業實現各種新型機械產品的宣傳推廣和銷售工作，更好地節約成本，拓展產品市場，使機械化產業發展更快速[11]。

4.4 微型化的應用

當前，我國一些機械產品在使用時體現出體積較大、功能不完善等特點，和企業的生產需求難以符合。因此需要通過機械產品的微型化應用控制機械產品的體積，同時進一步完善機械產品內部結構，使其功能更加豐富，提高機械產品的使用性能，這也會為機械產品的維修和養護提供便利的條件。

5 結 論

計算機技術本身已經實現了廣泛應用，尤其在機械設計制造及其自動化中呈現了良好的效果，這也是未來的發展趨勢。本文對此進行了分析，希望通過應用計算機技術可以使原本復雜的一些機械設計制造信息得到更簡單的處理。同時也可以及時發現在機械設計制造環節存在的各種問題，使其得到解決，節省機械設計制造的時間，提高機械設計制造的準確度，為社會的發展做出相應的貢獻。