机械设计制造及其自动化中计算机技术的应用分析

肖亮

（云南热淇新能源有限公司，云南 昆明 650000）

0 引言

当前正处在一个经济飞速发展的时代当中，无论是物质生活还是精神生活都得到了相应的提升，相关的科研人员必须不断推动现代化技术的发展，尤其是在机械设计制造领域，不断推进自动化的发展进程，而计算机技术能够为机械自动化发展提供非常良好的技术基础，将计算机技术跟机械设计制造结合在一起，不仅能够更好地提升机械设计制造的发展水平，同时也可以提升其自动化发展的速度。近些年来，我国针对机械设计相关的研究是非常多的，因为从某种程度上来说机械设计制造决定着一个国家的综合水平，最近几年的机械设计水平飞速发展，其原因就在于我们在机械设计当中融入了非常先进的计算机技术。三维计算机辅助设计（computer aided design, CAD）技术取代了重复且简单的人工劳动，其信息集成化以及共享图纸的优点能够有效地为机械的设计及制造提供更多的便利，三维可视化技术以及虚拟仿真技术能够为机械设计提供更多的帮助，能够有效扩大计算机技术的应用范围，另外，先进的自动化控制技术在设计以及制造的时候也存在着集成性以及智能化的特点，可以有效降低企业的资源成本，并且能够有效改善现有的机械设备使用情况。

1 机械设计概述

最近几年，伴随着我国的经济结构不断调整，机械设计制造及其自动化行业其实是受到了一定的影响的，但是仍然不能动摇机械设计制造及其自动化行业在我国的国民经济当中所占的比重。为了能够更好地增强该行业的竞争能力，结合现代化的计算机技术以及互联网技术可以有效实现企业行业的创新以及发展，是非常有必要的。

机械设计主要可以分成两个部分，分别为机械设计以及机械制造，机械设计制造工作要求我们必须充分了解机械在运动过程当中的结构，以及相应设备的原理和构件材料等，在进行机械制造的时候需要借助相应的仪器以及仪表和相关的一些设备进行生产。伴随着工业化水平的不断加快，机械设备的应用也变得非常广泛，在推动机械设计以及发展的同时，我们还应该有效提升生产的效率以及相应的质量，使机械制造能够向着自动化以及数字化的方向发展，借助计算机辅助技术来对整体进行优化，优化机械的设计以及制造提升相应的有效性。机械设计的计算机模拟仿真技术的发展可以有效借助计算机技术和软件来模拟，全方位的把握整体的设计制造过程，了解在设计以及制造的过程当中存在着的缺陷和不足点，这样可以帮助机械设计变得更加标准化，除此之外，数字化的发展也是机械设计的一个非常重要的未来发展方向，使用计算机技术可以针对于整个机械设备的参数进行跟踪，并且改善传统制造当中存在着的不足点，及时针对信息进行完善以及优化，尽可能避免一些问题的出现，有效地提升了机械设备的时效性，除此之外，在进行机械设计的时候还需要注意综合考虑设计因素，寻找更加合理有效的途径来对其进行创新，借助现代化的手段以及技术，有效实现机械的自动化以及监控自动化，整合现有的资源，降低在设计过程当中的成本，为企业创造更大的经济效益。

2 对计算机辅助技术与机械制造设计结合的分析

2.1 提升了符号图形在设计当中的使用效果

在机械设计以及制造的过程当中，其实是会涉及许多的图形符号的，尤其是在进行结构图设计的时候，符号图形是最为重要的整体图形的基础。而这些图形符号又非常复杂，因此在设计的时候还需要针对于这些符号进行合理的使用，这样才能够保证我们所设计出来的图纸是和预期是相符的，才能够为后续的机械加工制造提供更多的依据跟保障。而计算机辅助技术主要是利用CAD 把图形符号进行重新的编程，可以保障在设计的过程当中所应用的图形符号是具有统一的规格标准的，利用CAD 软件能够高效的地进行绘制，并且可以减少在设计过程当中存在着的一些误差。在计算机辅助设计技术的作用下，可以针对于设计制造过程当中所涉及的所有的信息进行完善处理，计算机所具备的信息处理功能能够保证可以在进行机械设计的过程当中对所有的图形符号进行更加良好的分类和应用，能够让最终的产品质量得到有效的提升。

2.2 可视化技术以及虚拟仿真技术的使用

在机械自动化生产的过程当中，计算机虚拟可视化技术以及计算机模拟仿真技术起到的是辅助设计和跟踪生产过程的作用，当工作人员在设计产品的时候可以把产品当中的一些数据经过计算机的处理，变成更加好理解的数据，依据这些数据就能够针对于所生产的产品进行监控，并且一旦发现产品出现了误差，我们就能够第一时间对其进行分析以及处理，可以有效防止出现零部件遗漏遗漏的情况。除此之外，合理使用计算机虚拟可视化技术还能够降低出现残次品的概率，大大提升了所生产出来的产品的质量，比方说于长志等，就利用视景仿真以及多体动力学实施交互搭建了相应的软件框架，有效地实现了设备在土方作业当中的可视实时仿真，张子新等人则是通过在隧道掘进机当中添加了可视化程序，更加有效地确定了适合工程的计算模型，并且为工程的实践提供了更加实用且有价值的指导。李正等人则是使用遗传算法来优化了PID 参数，对于阶跃信号进行了仿真，经过研究之后可以发现系统的稳定性有了明显的提升，在动力学仿真软件当中建立了伞钻单臂虚拟样机模拟，经研究发现，改进之后的液压系统的液压缸的位置可以保持非常高的精度。

2.3 机械零件与设备

在机械设计及其制造过程当中会涉及许多的零件，不同的零件的规格都是不一样的，因此在进行机械设计制造的时候，我们必须要结合现场的实际情况，有效地优化整体的使用方案，这样做能够有效提升机械设备的整体使用性能，通过对机械设计制造与计算机辅助进行结合，把握施工当中的重点内容，掌握好零件的具体的作用，通过人机对话的方式来实时的记录好产品的参数，使用专业的软件来分析在零件当中是否存在着不足的情况，并且寻找合理的优化措施，推动机械零件的设计以及制造，确保最终获得更加高质量的机械产品。

2.4 提高机械设计制造绘图的质量

在机械设计制造的过程当中，绘图是最为基本的一个环节，只有保证好绘图的质量，才能够真正的为后续的生产制造提供更多的帮助。在以往的设计过程当中，绘图主要是设计师手工完成的，所以说在设计的时候可能会因为人工而导致一定的误差，并且以这样的绘图方式来进行绘图，我们所看到的都是二维平面，利用二维平面所展示出来的机械制造当中的各个部分的参数整体来说直观性是比较差的，而且也容易出现很多的缺陷，而计算机辅助设计技术的应用能够为机械设计制造提供相应的平台。在信息技术和软件的辅助下，可以有效减少在绘制图纸方面存在着的误差问题，上文已经提到过了，在进行机械设计的时候必不可少的就是CAD 软件，这种软件的使用可以在设计形式上就进行改进，在绘图的时候也能够保证所有的产品参数都能够达到相应的设计需求，并且也可以使图纸的质量得到有效的提升。

3 机械设计制造及其自动化的发展方向

3.1 微型化

现如今，伴随着计算机技术的不断的发展与进步，在机械设计以及制造的过程当中，工作人员也渐渐地开始将目光放到了微型化的发展方向上面，并且已经在朝着这个方向进行了逐步的研究，其中微型化的发展可以有效提升整体设计与研究的灵活程度，并且微型化的体积会非常的小，能耗也比较低，能够有效地降低企业的生产成本。

3.2 智能化

随着各种技术水平的不断的进步，计算机技术也在朝着智能化以及多元化的方向发展，在许多产业当中，对于智能化的机械需求变得越来越大。相关的工作人员也可以沿着这个智能化的方向，不断提高其自身的综合素质，也可以综合使用计算机技术，不断提升机械设计机器制造的技术，从而推动其往智能化的方向发展。

3.3 网络化

计算机跟网络之间的联系是非常的紧密的，一直处于相辅相成的关系当中。在机械制造领域当中不断地使用计算机技术，工作人员也可以不断地向网络化的方向发展，当需要进行机械设备制造的时候，就可以利用计算机技术来完成监控以及远程控制，不断提升计算机技术的使用效率。

4 结语

综上所述，在进行机械设计制造的过程当中，利用计算机来进行辅助设计能够有效地改变我们传统的手工作业的形式，并且在计算机技术的帮助下更好地提升设计的精准度。同时也可以有效地减少在进行机械设计过程当中存在着的误差问题。就目前来看，在机械设计制造当中，计算机技术辅助设计已经得到了非常好的推广以及发展，但是在实际应用的过程当中，还需要不断地针对计算机的辅助技术进行相应的改进。这样才能够真正保证这种技术可以真正为机械设计制造提供更多的帮助，进而更好地推动机械设计制造在现代化建设时期进一步的完善。