探究计算机技术在机械设计制造及其自动化中的有效运用

宁英文

摘要：机械设计制造及其自动化是一项综合性的技术学科，随着机械设计现代化的发展，计算机技术在机械设计制造及其自动化发展方面发挥的作用越来越大，不仅提高了生产效率，控制了生产成本，还提高了产品的质量。本文通过简单介绍机械设计制造及其自动化和计算机技术，来分析计算机技术在机械设计制造及其自动化的应用优势和实际运用。

关键词：计算机技术;机械设计制造;自动化

1、计算机技术与机械设计制造自动化

1.1计算机技术

随着社会经济结构不断调整完善，当前信息时代快速发展，5G时代已经来临，计算机技术在当今时代占有的比重越来越大，也取得了一系列的发展成果，虚拟现实技术、可视化技术以及仿真、3D技术等在机械领域都有着广泛的应用，并且正在促使着机械行业走向自动化、智能化。

1.2机械设计制造及其自动化

机械设计制造及其自动化包括对工业基础机械设备的设计、制造，以及对设备运行时的动态监控，具有专业性、综合性等特征，通过融合计算机和自动控制等多项技术的优势，来解决现代工程设计、制造中出现的各类问题。

2、计算机技术在机械设计制造及其自动化中的应用优势

2.1实现机械设计制造工作的自动化

自动化主要是指通过计算机软硬件等的多种集成化设计，来实现机械设计制造过程中指令的传送、执行等，是实现现代机械设计的基础化操作，能提高机械设计在制造工作中的精准性。在计算机技术的支持下，机械设计制造系统可以通过加工自动化、零部件自动化检验等一系列自动化操作来实现整个设计过程的有效运行，从而使机械设计制造工作的周期明显缩短，生产效率得到有效提升。

2.2提高机械设计生产的有效性

计算机技术拥有超高的精准度，在生产过程中能够确保机械在运行中没有出现问题，一直处于稳定工作状态，实现量产，扩大生产的规模效应，降低传统人工操作过程中因不可避免出现误差的概率，提高产品的整体质量水平。还可以根据不同的产品需求，灵活地进行模型仿真设计，打破传统的技术瓶颈，减少设计制作工期，确保整个机械设计环节的精确性，直到最终确定生产出真正适合的产品。

2.3提高机械设计生产过程中的安全性

通过科学的应用信息自动化技术，解决了许多曾经难以解决的问题，增加了整体机械作业的安全系数。现在大部分的作业操作环境，基本以机械自动化代替人为操作，生产管理人员只需要通过操纵计算机，就可以完成产品的生产制作。操作人员不再需要身处一线，大幅度降低了安全事故的发生概率，且当系统出现故障时，计算机技术也可在第一时间切断主要电源线路，使其停止操作，并且响起报警信号，通知相关人员及时进行检查，避免了更大安全事故的发生。

3、计算机技术在机械设计制造及其自动化中的有效运用

3.1計算机技术的辅助运用

机械设计制作及其自动化本身就是一个非常复杂的操作过程，涉及到诸多环节，计算机技术被应用到机械设计上是社会发展的必然趋势。

首先在进行机械设计时要对机械有个全面清晰的了解，包括其工作原理，内部元件结构等，利用计算机技术可以对机械产品进行具体全面的分析与描述，能够直观地表示其所有构造与原理，帮助相关人员发现自身设计中的不足，提高机械设计的速度与有效性。

计算机技术是以相关软件为基础，对机械产品的零部件进行自动、实时的监测，有利于相关人员及时发现机械设备出现的故障问题，确保工业施工的安全性。利用计算机进行虚拟构建，结合设计图纸制造出虚拟的设备模型，并且可以利用计算机相关技术对其产品的性能和受力情况等进行模拟测试，能够及时修改设计过程中的不足，使机械设计更加完善，经模拟验证的产品可以通过3D打印技术输出实物模型向客户展示。

3.2计算机绘图技术在机械设计制造及其自动化中的运用

传统的设计图纸多为纸质版手稿，数量庞大，内容复杂，若字迹印刷不清晰或者保管不当使图纸产生油污、缺失等情况，很容易造成相关人员在实际操作过程中的失误，并且不方便设计方案的讨论修改。

计算机绘图技术是将计算机图形处理技术运用到设计图纸的过程中，可以通过相应的软件系统，如CAD或者CAM等，不仅可以监测产品的实体质量，还能够建立具体的零部件模型、模拟动画进行装配等操作，且方便对图纸进行重新设计或者细节修改，并且在绘制图形和数据信息处理过程中非常简单快捷，系统能够自动化分析当前数据存在的问题，实现绘图的自动化、信息化、流程化，有效增强绘图的效率和精准度。

如在使用CAD的绘图过程中，如果需要绘制复杂的轴对称图形，那么只需要绘图人员绘制一半的图形，利用CAD自带的镜像功能，即可直接复制出另一半图形，极大节约了绘制人员的工作时间，提高了工作效率。

3.3计算机技术在数控机床中的运用

使用数控机床可以实现产品的生产自动化，用计算机技术进行数控机床的编程主要有软件的自动编程和手工编程两种方式。自动编程的数控机床软件主要被应用在处理复杂零配件的生产过程中，利用计算机技术，使用相关的数控软件语言对其进行相应的编程，从而实现零误差或者低误差的精准性生产。

目前，采用计算机辅助设计软件（SOLIDWORK、PROE等等）设计的零件图纸可以直接生成加工指令下发给数控加工中心、数控机床、数控冲床、数控切割机等数控加工设备直接生产出设计的零件，不但效率高、同时减少人为转化数据错误造成的误差，加工更加精准，这样使得设计人员可以从重复繁琐的简单劳动中解放出来，有更多时间精力投入更有创造性的设计工作中，创造出更多更好的产品。

3.4计算机仿真技术的应用

计算机仿真技术是以虚拟和可视技术为依托的，能够针对机械制造中的具体产品建立相应的数学模型，利用媒体形态对模型进行描述，将模型直观地呈现在人们眼前，并且能够进行自动化的生产评估，给机械设计制造人员提供有效的参考数据，从而确保产品生产的精准性和有效性。

计算机的可视化技术是指借助计算机技术，能够将机械信息转化为可视数据，使人们直观等对数据进行观察、分析、监控，预测机械生产的各项性能，掌握机械运行的相应程序，确保加工出符合要求的产品。

计算机的相关仿真软件能够将现实技术与虚拟技术结合起来，进行仿真实验，为后续的产品设计和图纸测绘提供数据信息和参考资料。部分机械设计的难度较大，且修改困难，利用计算机仿真技术可以简化实际操作的工作难度，增加工作效率。

如利用3D技术，对相应产品的尺寸、特征等进行模型仿真，及时发现模拟过程中存在的问题，并进行相应的优化处理;还可以提高机械设计产品的美化程度，具有高标准的统一性;还可以全面分析产品的荷载能力等，保证产品的有效实用性;能够实时观察产品生产的运行过程，降低检测成本，提高产品的生产质量，生产出符合设计要求的产品。

4、结束语

综上所述，计算机技术在机械设计制造及其自动化的应用中占有很大比重，可以提高机械设计产品的质量和效率，确保生产效益的最大化。随着5G时代的来临，网络信号速度的传播得到进一步的发展，整个人工智能行业处于炙手可热的阶段，自动程序设计、可视化技术、网络数据信息的即时共享传播等的出现，都标志着在计算机技术支持下的机械制造行业是未来社会科技发展的必然趋势。

因此，要不断注重计算机设计人员的专业培养，加大对计算机技术的开发力度，使计算机技术得到进一步的发展，更趋于自动化、网络化、微型化以及开放化等，更好地为机械设计制造及其自动化服务，推动我国科技技术的进步。

参考文献：

[1]李炙林.机械设计制造及其自动化中的计算机技术应用探索[J].中国工程设备，2020（03）：52-53。

[2]尹思源.机械设计制造及其自动化中计算机技术的应用探索[J].内燃机与配件，2020（04）：183-184。

[3].王磊.提高机械设计制造及其自动化的策略[J].山东工业技术，2019，282（4）：56。

[4]张本忠.自动化技术在当前机械设计制造中的应用分析[J].山东工业技术，2019，282（4）：53。