计算机技术在机械设计制造及其自动化中的应用

杨 俊,钱志强,杨轩皓,朱吉宇

(江苏捷诚车载电子信息工程有限公司,江苏 镇江 212028)

0 引言

探索计算机技术在机械设计制造及其自动化中的应用,需相关设计与技术人员认识到计算机技术的应用效果与途径,结合机械设计制造与自动化的根本需求,选择适宜的计算机技术,实现其综合应用。在计算机技术应用进程中还需通过可视化技术等对其他计算机技术应用效果进行必要的监管,统计与研究其对设计制造与自动化流程的具体效果,进一步优化使用方式与流程。

1 计算机技术在机械设计制造及其自动化中的应用优势

1.1 提升生产效率与质量

机械设计制造愈加复杂化,制造过程更加精细化,在各项计算机技术的综合应用下,可使得相关的设计制造人员在设计进程中更加清晰地明确各个设计过程,并在提升自动化的基础上,降低人力成本,提升机械制造效率与质量,为机械制造企业创造更大的经济效益,确保所有的设备能够按照固定的流程进行生产。

1.2 提升计算精度

在实现计算机技术的综合应用中,设计人员能够综合市场发展、经济效益以及产品性能等因素对机械制造流程进行分析对比,依靠计算机系统参数设计出对应的模型,然后以大数据技术与数据库技术为基础建模,提升设计水平与工作效率,降低计算误差与设计误差,避免后续因误差问题而造成的成本增加[1]。

1.3 进一步加快机械自动化技术发展步伐

计算机技术、自动化技术的协调发展,推动了机械自动化流程的完善与优化。机械自动化通过整合各项信息技术与设备来改进自动化系统,使其能够最大限度地按照输入的程序或者指令来执行相关操作,尤其是针对当前机械制造中较为复杂的工件或者流程,能够较大程度地优化生产流程,祛除其中不必要的过程,提升生产效率,促进机械自动化技术的飞速发展[2]。

2 计算机技术在机械设计制造及其自动化中的应用途径

2.1 辅助作用

计算机技术在多年的发展进程中,扩展并涉及多个学科范围。通过各种计算机软件的有效应用,实现机械设计制造、自动化的综合学习与发展,能够起到较好的辅助作用,比如三维设计软件(Unigraphics NX,UG)、二维设计软件(AutoCAD,CAD)等。在机械设计流程中,不论是界面设计抑或产品功能的模拟皆需依赖对应的计算机技术来实现,且相关软件的应用往往能够提升产品的设计质量与效率,改进优化产品的设计流程,规避掉大部分生产风险。

比如当前的机械设计、制造自动化流程极为烦琐,极小的疏忽都会造成难以挽回的损失,此时引入对应的计算机辅助功能,对设计与制造过程进行预演,在二维与三维转换进程中,加强对机械产品各项功能的控制,规避其中缺陷的同时,使得机械原理与相关结构更加清晰。

2.2 可视技术

计算机可视技术的应用主要是借助技术手段将抽象机械信息转化为直观明了的数据信息,利于设计人员进行分析与计算,以此来掌握机械设计的具体要求,从而对整体设计过程进行动态把握,根据设计进程中的诸多表现与反馈来改造与优化产品性能,以此来提升产品的整体性能以及与市场的契合度,使其具备更高的市场竞争力。可视化技术在应用进程中的优势主要表现在以下方面:

(1)借助可视化技术,能够实现各项计算机技术与自动化设计制造流程完美融合,辅助整个设计、制造过程,对机械加工工人进行必要的监控,规范其相关技术与操作,使其按照具体的标准来执行系列指令,以此来提升机械产品可靠性与精确性,不会因各项误差与问题而带来较多的损失。(2)可视化技术在机械设计与制造过程中还起着优化设计流程的作用,能够让设计人员与技术人员对于整个阶段有一个大体的把握,分析缺点与不足,对过程进行优化与把握,提升效率,推动自动化发展。

2.3 3D 技术

三维(Three Dimensional,3D)技术的应用,对于机械制造企业来讲,在优化各项产品制造流程的同时,也提升了产品视觉美感,能够更好地满足市场所需。且三维建模技术的应用,能够有效避免以往自动化生产进程中的错漏问题,让监管人员在自动化生产进程中对产品进行全方位、无死角的监控,以此来保证产品设计与制造的可持续性。

2.4 仿真技术

(1)仿真技术属于计算机技术中应用比较广泛的一项技术,对比3D 技术来说,仿真技术能够对设计、制造以及应用进程进行真实推演,通过虚拟现实的方式让设计人员掌握相关产品的真实性能,且具备较高的可参考性。

(2)仿真技术的应用,能够建立物理模型、数学模型,为设计进程提供全面、真实的数据信息,拓展产品的应用途径,使其具备更高的竞争力。

(3)仿真技术的应用,可对产品机械自动化制造过程中有可能存在的问题进行预演,给予设计人员足够的时间进行仔细考量,制定针对性的应对措施。

(4)仿真技术可用于产品修复,传统模式下的修复技术,需修复人员首先拆解产品,然后通过各项专业设备来进行试验研究,过程比较烦琐,且会耗费大量的时间,而在引入仿真技术之后,可直接模拟产品的整体结构以及系统,以此来发现其中潜在的故障点,针对性地实施修复工作,缩减修复时间与成本,更多地推进机械自动化进程[3]。

2.5 数控机床技术

数控机床技术因其本身在自动化、智能化以及便利化等方面占据的优势,迅速在机床应用领域拓展市场,实现较大范围的应用,其在当前机床应用的基础上,引入对应的计算机技术,实现产品更高程度的自动化设计与制造流程,以平台与控制软件为基础,实现软件手工编程与自动编程。

3 计算机技术在机械设计制造及其自动化中应用的发展趋势

3.1 小型化

以往自动化机械设计制造出的产品,故障多、体积大、成本高、能耗高,给企业带来较大的负担,严重限制了企业的快速发展。基于此,未来阶段计算机技术在该方面的应用,会促使各项机械产品向小型化方向发展,系统整体的机构以及灵活性,亦会使得机械系统软硬件得到一定程度的改进与优化。

3.2 经济化

传统模式的手工机械应用主要是机械设计以及制造,其生产效益与质量逐渐固化,很难在生产成本、材料、人力资源等方面进行优化,而在市场竞争逐渐白热化的时代,对于发展缓慢的企业,无疑会被市场所淘汰。实现计算机技术的应用,能够改革与优化当前的机械设计与制造流程,推动自动化程度进一步提升。

3.3 开放性

机械制造行业朝着开放性方向发展是必然趋势,尤其是针对设计制造流程,计算机技术的合理应用,能够在一定范围内提升其开放性程度,使其能够容纳更多的计算机技术与其他技术进入,多项技术的融合与综合应用,必将促进机械制造企业的可持续发展。

4 结语

综上,本文就计算机技术在机械设计制造及其自动化中的应用进行了论述与分析,强调了机械设计制造与自动化进程中应用计算机技术的优势、意义以及必要性,要求相关管理层、设计人员、技术人员以及一线操作人员等掌握对应的计算机技术,发挥其最大价值,优化当前机械设计制造流程,提升产品设计品质,压缩生产成本,为机械制造企业创造更大的经济效益。