計算機技術在機械設計制造及其自動化中的應用

楊 俊,錢志強,楊軒皓,朱吉宇

(江蘇捷誠車載電子信息工程有限公司,江蘇 鎮江 212028)

0 引言

探索計算機技術在機械設計制造及其自動化中的應用,需相關設計與技術人員認識到計算機技術的應用效果與途徑,結合機械設計制造與自動化的根本需求,選擇適宜的計算機技術,實現其綜合應用。在計算機技術應用進程中還需通過可視化技術等對其他計算機技術應用效果進行必要的監管,統計與研究其對設計制造與自動化流程的具體效果,進一步優化使用方式與流程。

1 計算機技術在機械設計制造及其自動化中的應用優勢

1.1 提升生產效率與質量

機械設計制造愈加復雜化,制造過程更加精細化,在各項計算機技術的綜合應用下,可使得相關的設計制造人員在設計進程中更加清晰地明確各個設計過程,并在提升自動化的基礎上,降低人力成本,提升機械制造效率與質量,為機械制造企業創造更大的經濟效益,確保所有的設備能夠按照固定的流程進行生產。

1.2 提升計算精度

在實現計算機技術的綜合應用中,設計人員能夠綜合市場發展、經濟效益以及產品性能等因素對機械制造流程進行分析對比,依靠計算機系統參數設計出對應的模型,然后以大數據技術與數據庫技術為基礎建模,提升設計水平與工作效率,降低計算誤差與設計誤差,避免后續因誤差問題而造成的成本增加[1]。

1.3 進一步加快機械自動化技術發展步伐

計算機技術、自動化技術的協調發展,推動了機械自動化流程的完善與優化。機械自動化通過整合各項信息技術與設備來改進自動化系統,使其能夠最大限度地按照輸入的程序或者指令來執行相關操作,尤其是針對當前機械制造中較為復雜的工件或者流程,能夠較大程度地優化生產流程,祛除其中不必要的過程,提升生產效率,促進機械自動化技術的飛速發展[2]。

2 計算機技術在機械設計制造及其自動化中的應用途徑

2.1 輔助作用

計算機技術在多年的發展進程中,擴展并涉及多個學科范圍。通過各種計算機軟件的有效應用,實現機械設計制造、自動化的綜合學習與發展,能夠起到較好的輔助作用,比如三維設計軟件(Unigraphics NX,UG)、二維設計軟件(AutoCAD,CAD)等。在機械設計流程中,不論是界面設計抑或產品功能的模擬皆需依賴對應的計算機技術來實現,且相關軟件的應用往往能夠提升產品的設計質量與效率,改進優化產品的設計流程,規避掉大部分生產風險。

比如當前的機械設計、制造自動化流程極為煩瑣,極小的疏忽都會造成難以挽回的損失,此時引入對應的計算機輔助功能,對設計與制造過程進行預演,在二維與三維轉換進程中,加強對機械產品各項功能的控制,規避其中缺陷的同時,使得機械原理與相關結構更加清晰。

2.2 可視技術

計算機可視技術的應用主要是借助技術手段將抽象機械信息轉化為直觀明了的數據信息,利于設計人員進行分析與計算,以此來掌握機械設計的具體要求,從而對整體設計過程進行動態把握,根據設計進程中的諸多表現與反饋來改造與優化產品性能,以此來提升產品的整體性能以及與市場的契合度,使其具備更高的市場競爭力。可視化技術在應用進程中的優勢主要表現在以下方面:

(1)借助可視化技術,能夠實現各項計算機技術與自動化設計制造流程完美融合,輔助整個設計、制造過程,對機械加工工人進行必要的監控,規范其相關技術與操作,使其按照具體的標準來執行系列指令,以此來提升機械產品可靠性與精確性,不會因各項誤差與問題而帶來較多的損失。(2)可視化技術在機械設計與制造過程中還起著優化設計流程的作用,能夠讓設計人員與技術人員對于整個階段有一個大體的把握,分析缺點與不足,對過程進行優化與把握,提升效率,推動自動化發展。

2.3 3D 技術

三維(Three Dimensional,3D)技術的應用,對于機械制造企業來講,在優化各項產品制造流程的同時,也提升了產品視覺美感,能夠更好地滿足市場所需。且三維建模技術的應用,能夠有效避免以往自動化生產進程中的錯漏問題,讓監管人員在自動化生產進程中對產品進行全方位、無死角的監控,以此來保證產品設計與制造的可持續性。

2.4 仿真技術

(1)仿真技術屬于計算機技術中應用比較廣泛的一項技術,對比3D 技術來說,仿真技術能夠對設計、制造以及應用進程進行真實推演,通過虛擬現實的方式讓設計人員掌握相關產品的真實性能,且具備較高的可參考性。

(2)仿真技術的應用,能夠建立物理模型、數學模型,為設計進程提供全面、真實的數據信息,拓展產品的應用途徑,使其具備更高的競爭力。

(3)仿真技術的應用,可對產品機械自動化制造過程中有可能存在的問題進行預演,給予設計人員足夠的時間進行仔細考量,制定針對性的應對措施。

(4)仿真技術可用于產品修復,傳統模式下的修復技術,需修復人員首先拆解產品,然后通過各項專業設備來進行試驗研究,過程比較煩瑣,且會耗費大量的時間,而在引入仿真技術之后,可直接模擬產品的整體結構以及系統,以此來發現其中潛在的故障點,針對性地實施修復工作,縮減修復時間與成本,更多地推進機械自動化進程[3]。

2.5 數控機床技術

數控機床技術因其本身在自動化、智能化以及便利化等方面占據的優勢,迅速在機床應用領域拓展市場,實現較大范圍的應用,其在當前機床應用的基礎上,引入對應的計算機技術,實現產品更高程度的自動化設計與制造流程,以平臺與控制軟件為基礎,實現軟件手工編程與自動編程。

3 計算機技術在機械設計制造及其自動化中應用的發展趨勢

3.1 小型化

以往自動化機械設計制造出的產品,故障多、體積大、成本高、能耗高,給企業帶來較大的負擔,嚴重限制了企業的快速發展。基于此,未來階段計算機技術在該方面的應用,會促使各項機械產品向小型化方向發展,系統整體的機構以及靈活性,亦會使得機械系統軟硬件得到一定程度的改進與優化。

3.2 經濟化

傳統模式的手工機械應用主要是機械設計以及制造,其生產效益與質量逐漸固化,很難在生產成本、材料、人力資源等方面進行優化,而在市場競爭逐漸白熱化的時代,對于發展緩慢的企業,無疑會被市場所淘汰。實現計算機技術的應用,能夠改革與優化當前的機械設計與制造流程,推動自動化程度進一步提升。

3.3 開放性

機械制造行業朝著開放性方向發展是必然趨勢,尤其是針對設計制造流程,計算機技術的合理應用,能夠在一定范圍內提升其開放性程度,使其能夠容納更多的計算機技術與其他技術進入,多項技術的融合與綜合應用,必將促進機械制造企業的可持續發展。

4 結語

綜上,本文就計算機技術在機械設計制造及其自動化中的應用進行了論述與分析,強調了機械設計制造與自動化進程中應用計算機技術的優勢、意義以及必要性,要求相關管理層、設計人員、技術人員以及一線操作人員等掌握對應的計算機技術,發揮其最大價值,優化當前機械設計制造流程,提升產品設計品質,壓縮生產成本,為機械制造企業創造更大的經濟效益。