机械设计制造及其自动化中计算机技术应用探索

李炙林

（江汉大学，湖北 武汉 430056）

计算机技术作为21 世纪推动生产力发展的重要技术要素，是当前我国机械制造产业转型升级的技术依托。近年来的有关实践表明，计算机技术不仅可以提高机械设计制造的效率和效果，还能够通过自动化进程的明显推进来提高机械设计制造的精准性，使有关工作开展更加科学、有效。显然，计算机技术的这种功能极大地满足了当前以及接下来一段时间我国制造业转型升级的需要。然而，就目前的实际情况而言，计算机技术在机械设计制造及其自动化中的应用尚处于探索发展阶段，诸如人工智能、大数据挖掘分析、计算机虚拟技术等先进技术在有关工作开展中的运用并不深入，需要通过有关应用性研究来逐渐拓展和丰富，以促进计算机技术在机械设计制造及其自动化中的更好应用。

1 计算机技术在机械设计制造及其自动化中应用的优势

计算机技术是一种广义的技术概念，其除了包括计算机系统技术以外，还包括计算机器件技术、计算机部件技术、计算机组装技术等与计算机技术应用密切关联的技术内容。计算机技术的广泛性为其在机械设计制造及其自动化中的应用创造了良好的条件，也赋予了计算机技术更多的优势。结合机械设计制造及其自动化实践的实际，可以将计算机技术应用的优势归纳为以下两点。

1.1 实现机械设计制造工作的自动化

自动化是现代机械设计制造需要实现的基础性功能，也是提高机械设计制造工作精准性和有效性的关键性工作。包括计算机软件技术、大数据技术、人工智能技术在内的一系列自动化技术，主要是通过对诸多计算机软硬件的集成化设计与整合，来实现机械设计制造指令生产、传送、执行的自动化。在计算机技术的支持下，机械设计制造系统可以通过上下料自动化、装卡自动化、换刀自动化、加工自动化、零件检验自动化等一系列的自动化操作来实现整个设计制造链条的自动化运行，从而满足机械设计制造工作自动化的需要。

1.2 提高机械设计制造的可靠性

机械设计制造的可靠性是指机械制造产品在特定条件下运作时，某段时间内运作中没有出现问题或者处于稳定状态的新能，该参数主要是对机械设计制造产品是否标准进行的衡量。在当前机械设计制造需求日趋标准化和精准化的情况下，仅依靠传统的机械设计制造工艺难以完全满足所有的需求，这就需要从机械设计制造的可靠性方面着手寻求新的工艺。计算机技术作为计算能力超强、计算精准度极高的技术类型，将其应用到机械设计制造及其自动化中，不仅可以有效提高机械设计制造的精确度，同时也可以根据不同的需求场景进行灵活的模型仿真，最终确定真正适合需要的产品。

2 计算机技术在机械设计制造及其自动化中的具体应用

随着机械设计制造及其自动化实践的多样化、深入性发展，计算机技术在有关实践中的应用也愈加广泛，并且具体的应用也表现出各种差异。综合而言，计算机技术的具体应用主要体现在以下几个方面。

2.1 计算机绘图技术在机械设计制造及其自动化中的应用

计算机绘图技术是利用计算机图形处理技术来实现绘制和显示机械图形的技术类型。相较于传统的手工绘图方式而言，计算机绘图技术是将计算机图形处理的技术运用到绘图工作中，实现绘图的自动化、流程化、信息化。目前，在绘图过程中应用比较多的计算机技术主要有CAD 技术、CAM 技术等，这些技术软件中的庞大功能基本满足了机械设计制造过程中的绘图需求，并且将传统手工绘图中的一些庞杂、繁琐的内容交由技术进行简单的处理，极大地提高了绘图的效率。例如，在CAD 绘图过程中，如果需要绘制复杂的轴对称图形，绘图人员只需要在软件中绘制出一半的图形，然后利用软件中的镜像命令，就可以直接复制出另外一部分图形。

2.2 计算机控制技术在机械设计制造及其自动化中的应用

计算机控制技术是利用计算机网络实现机械设计制造中的低误差、零误差等精密化目标，从而提高生产设备的多量信息化和过程自动化的技术类型。目前，在机械设计制造及其自动化中应用比较广泛的是PLC 机电一体化技术，该技术主要借助单片机输入输出电路以及网络通信系统、反馈系统，对机械产品生产中的刨具、磨具等工具操控，以及机械自动化生产中的温度、尘屑、转动模块进行科学的控制，以保证设计、制造过程中不同模块、程序的有效衔接。

2.3 计算机仿真技术在机械设计制造及其自动化中的应用

计算机仿真技术是针对机械设计制造中的具体产品建立数学模型，并根据模型对机械设计制造及自动化水平进行分析评价，从而提高机械设计制造及自动化的科学性，保证产品生产的合理性。计算机仿真技术在机械设计制造及其自动化中的应用通常伴随不同的阶段和过程。在产品设计中的数据分析阶段，设计人员通过构建相应的产品模型，可以对设计的产品进行数据分析，为后续的产品设计和图纸绘制提供科学的信息支持。在产品优化阶段，设计人员会通过3D 技术等计算机方针技术对产品的尺寸、特征进行模拟仿真，及时发现设计中出现的问题，并进行持续的改进优化，直至产品符合设计的要求。

2.4 大数据技术在机械设计制造及其自动化中的应用

大数据技术是借助计算机等设备实现收集、组织、处理批量数据的计算机技术类型。在机械设计制造自动化的过程中，海量的机械设备运行数据通过特定的系统汇总在一起，这些数据既是对机械设备生产运行状态的反映，也是了解有关设备运行中可能存在的问题的重要途径。在具体的机械产品设计制造过程中，企业可以运用大数据技术对流水线上的各环节的数据进行深入的分析，掌握生产的实际情况，对当下机械产品设计、加工与生产方面可能存在的问题进行数据分析，并根据问题分析做出相关的机械设备乃至整个流水线的检查维护，从而保证生产活动的持续、稳定开展。

3 计算机技术在机械设计制造及其自动化中应用需要注意的有关问题

通过上述分析可以看出，计算机技术在机械设计制造及其自动化中具有广泛的应用空间和价值，并且在相关应用中超越传统的人工操作。但是，当前计算机技术的应用尚处于较为粗浅的阶段，需要有关主体结合机械设计制造及其自动化研究与实践的实际情况进行持续性的深入。结合实践活动，在计算机技术应用过程中，需要注意处理好以下几方面的问题。

3.1 要有充足的应用计算机技术的动能

机械设计制造及其自动化是一项非常复杂、繁琐的工作，企业在选择和应用计算机技术过程中要保持坚定的决心和充足的信息，避免因为一时的错误或者失败而否定计算机技术应用的必要性和重要性。例如，部分企业虽然认识到计算机技术的强大优势，但由于当前企业所采用的技术、设备能够基本满足生产的需要，并且没有大的瑕疵，就忽视计算机技术，显然，一旦同行业的其他企业采用了计算机技术，企业就会失去生产的优势，竞争力也就会丧失。

3.2 要有明确的应用目标

计算机技术应用需要有充分的软件、硬件，以及人才支持，并且成本相对比较高。因此，企业等主体在选择应用计算机技术之前，要先确定明确的技术需求，并据此确定明确的应用目标，避免盲目的技术引入导致资源的浪费和效益的降低。例如，企业可以邀请相关方面的专家进行技术论证，为计算机技术的引入提供客观、科学的信息指导。

4 结语

机械产品设计制造及其自动化，是制造业转型升级的内在要求，也是企业等主体适应产业发展的必要选择。计算机技术在机械设计制造及自动化中应用所具有的明显优势，以及应用范围的广泛性表明，将计算机技术应用到机械设计制造及自动化中具有明显的必要性和良好的可行性。但是，对于具体的企业来说，在计算机技术应用过程中，要有充足的应用计算机技术的动能和明确的应用目标，确保计算机技术应用的科学性和有效性，使机械设计制造及自动化有明显的进步和突破。