機(jī)械設(shè)計制造及自動化計算機(jī)技術(shù)研究
時間:2022-03-23 11:17:05
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摘要:機(jī)械設(shè)計制造及其自動化是一項綜合性的技術(shù)學(xué)科,主要是對機(jī)械設(shè)計制造及其自動化理論與實踐進(jìn)行的深層次研究。隨著機(jī)械設(shè)計現(xiàn)代化的發(fā)展,計算機(jī)技術(shù)在推動機(jī)械設(shè)計制造及其自動化發(fā)展方面發(fā)揮的作用越來越大,而關(guān)于計算機(jī)技術(shù)在有關(guān)方面的應(yīng)用已然成為研究與實踐的熱點內(nèi)容。文章在分析計算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計制造及其自動化中應(yīng)用的優(yōu)勢的基礎(chǔ)上,就其具體應(yīng)用,以及應(yīng)用中需要注意的有關(guān)問題進(jìn)行針對性的分析研究,以豐富計算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計制造及其自動化中應(yīng)用的思路和方法。
關(guān)鍵詞:計算機(jī)技術(shù);機(jī)械設(shè)計制造;自動化;轉(zhuǎn)型升級
計算機(jī)技術(shù)作為21世紀(jì)推動生產(chǎn)力發(fā)展的重要技術(shù)要素,是當(dāng)前我國機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的技術(shù)依托。近年來的有關(guān)實踐表明,計算機(jī)技術(shù)不僅可以提高機(jī)械設(shè)計制造的效率和效果,還能夠通過自動化進(jìn)程的明顯推進(jìn)來提高機(jī)械設(shè)計制造的精準(zhǔn)性,使有關(guān)工作開展更加科學(xué)、有效。顯然,計算機(jī)技術(shù)的這種功能極大地滿足了當(dāng)前以及接下來一段時間我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的需要。然而,就目前的實際情況而言,計算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計制造及其自動化中的應(yīng)用尚處于探索發(fā)展階段,諸如人工智能、大數(shù)據(jù)挖掘分析、計算機(jī)虛擬技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)在有關(guān)工作開展中的運用并不深入,需要通過有關(guān)應(yīng)用性研究來逐漸拓展和豐富,以促進(jìn)計算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計制造及其自動化中的更好應(yīng)用。
1計算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計制造及其自動化中應(yīng)用的優(yōu)勢
計算機(jī)技術(shù)是一種廣義的技術(shù)概念,其除了包括計算機(jī)系統(tǒng)技術(shù)以外,還包括計算機(jī)器件技術(shù)、計算機(jī)部件技術(shù)、計算機(jī)組裝技術(shù)等與計算機(jī)技術(shù)應(yīng)用密切關(guān)聯(lián)的技術(shù)內(nèi)容。計算機(jī)技術(shù)的廣泛性為其在機(jī)械設(shè)計制造及其自動化中的應(yīng)用創(chuàng)造了良好的條件,也賦予了計算機(jī)技術(shù)更多的優(yōu)勢。結(jié)合機(jī)械設(shè)計制造及其自動化實踐的實際,可以將計算機(jī)技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢歸納為以下兩點。1.1實現(xiàn)機(jī)械設(shè)計制造工作的自動化。自動化是現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計制造需要實現(xiàn)的基礎(chǔ)性功能,也是提高機(jī)械設(shè)計制造工作精準(zhǔn)性和有效性的關(guān)鍵性工作。包括計算機(jī)軟件技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、人工智能技術(shù)在內(nèi)的一系列自動化技術(shù),主要是通過對諸多計算機(jī)軟硬件的集成化設(shè)計與整合,來實現(xiàn)機(jī)械設(shè)計制造指令生產(chǎn)、傳送、執(zhí)行的自動化。在計算機(jī)技術(shù)的支持下,機(jī)械設(shè)計制造系統(tǒng)可以通過上下料自動化、裝卡自動化、換刀自動化、加工自動化、零件檢驗自動化等一系列的自動化操作來實現(xiàn)整個設(shè)計制造鏈條的自動化運行,從而滿足機(jī)械設(shè)計制造工作自動化的需要。1.2提高機(jī)械設(shè)計制造的可靠性。機(jī)械設(shè)計制造的可靠性是指機(jī)械制造產(chǎn)品在特定條件下運作時,某段時間內(nèi)運作中沒有出現(xiàn)問題或者處于穩(wěn)定狀態(tài)的新能,該參數(shù)主要是對機(jī)械設(shè)計制造產(chǎn)品是否標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的衡量。在當(dāng)前機(jī)械設(shè)計制造需求日趨標(biāo)準(zhǔn)化和精準(zhǔn)化的情況下,僅依靠傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計制造工藝難以完全滿足所有的需求,這就需要從機(jī)械設(shè)計制造的可靠性方面著手尋求新的工藝。計算機(jī)技術(shù)作為計算能力超強(qiáng)、計算精準(zhǔn)度極高的技術(shù)類型,將其應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計制造及其自動化中,不僅可以有效提高機(jī)械設(shè)計制造的精確度,同時也可以根據(jù)不同的需求場景進(jìn)行靈活的模型仿真,最終確定真正適合需要的產(chǎn)品。
2計算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計制造及其自動化中的具體應(yīng)用
隨著機(jī)械設(shè)計制造及其自動化實踐的多樣化、深入性發(fā)展,計算機(jī)技術(shù)在有關(guān)實踐中的應(yīng)用也愈加廣泛,并且具體的應(yīng)用也表現(xiàn)出各種差異。綜合而言,計算機(jī)技術(shù)的具體應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個方面。2.1計算機(jī)繪圖技術(shù)在機(jī)械設(shè)計制造及其自動化中的應(yīng)用。計算機(jī)繪圖技術(shù)是利用計算機(jī)圖形處理技術(shù)來實現(xiàn)繪制和顯示機(jī)械圖形的技術(shù)類型。相較于傳統(tǒng)的手工繪圖方式而言,計算機(jī)繪圖技術(shù)是將計算機(jī)圖形處理的技術(shù)運用到繪圖工作中,實現(xiàn)繪圖的自動化、流程化、信息化。目前,在繪圖過程中應(yīng)用比較多的計算機(jī)技術(shù)主要有CAD技術(shù)、CAM技術(shù)等,這些技術(shù)軟件中的龐大功能基本滿足了機(jī)械設(shè)計制造過程中的繪圖需求,并且將傳統(tǒng)手工繪圖中的一些龐雜、繁瑣的內(nèi)容交由技術(shù)進(jìn)行簡單的處理,極大地提高了繪圖的效率。例如,在CAD繪圖過程中,如果需要繪制復(fù)雜的軸對稱圖形,繪圖人員只需要在軟件中繪制出一半的圖形,然后利用軟件中的鏡像命令,就可以直接復(fù)制出另外一部分圖形。2.2計算機(jī)控制技術(shù)在機(jī)械設(shè)計制造及其自動化中的應(yīng)用。計算機(jī)控制技術(shù)是利用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)機(jī)械設(shè)計制造中的低誤差、零誤差等精密化目標(biāo),從而提高生產(chǎn)設(shè)備的多量信息化和過程自動化的技術(shù)類型。目前,在機(jī)械設(shè)計制造及其自動化中應(yīng)用比較廣泛的是PLC機(jī)電一體化技術(shù),該技術(shù)主要借助單片機(jī)輸入輸出電路以及網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)、反饋系統(tǒng),對機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)中的刨具、磨具等工具操控,以及機(jī)械自動化生產(chǎn)中的溫度、塵屑、轉(zhuǎn)動模塊進(jìn)行科學(xué)的控制,以保證設(shè)計、制造過程中不同模塊、程序的有效銜接。2.3計算機(jī)仿真技術(shù)在機(jī)械設(shè)計制造及其自動化中的應(yīng)用。計算機(jī)仿真技術(shù)是針對機(jī)械設(shè)計制造中的具體產(chǎn)品建立數(shù)學(xué)模型,并根據(jù)模型對機(jī)械設(shè)計制造及自動化水平進(jìn)行分析評價,從而提高機(jī)械設(shè)計制造及自動化的科學(xué)性,保證產(chǎn)品生產(chǎn)的合理性。計算機(jī)仿真技術(shù)在機(jī)械設(shè)計制造及其自動化中的應(yīng)用通常伴隨不同的階段和過程。在產(chǎn)品設(shè)計中的數(shù)據(jù)分析階段,設(shè)計人員通過構(gòu)建相應(yīng)的產(chǎn)品模型,可以對設(shè)計的產(chǎn)品進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,為后續(xù)的產(chǎn)品設(shè)計和圖紙繪制提供科學(xué)的信息支持。在產(chǎn)品優(yōu)化階段,設(shè)計人員會通過3D技術(shù)等計算機(jī)方針技術(shù)對產(chǎn)品的尺寸、特征進(jìn)行模擬仿真,及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計中出現(xiàn)的問題,并進(jìn)行持續(xù)的改進(jìn)優(yōu)化,直至產(chǎn)品符合設(shè)計的要求。2.4大數(shù)據(jù)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計制造及其自動化中的應(yīng)用。大數(shù)據(jù)技術(shù)是借助計算機(jī)等設(shè)備實現(xiàn)收集、組織、處理批量數(shù)據(jù)的計算機(jī)技術(shù)類型。在機(jī)械設(shè)計制造自動化的過程中,海量的機(jī)械設(shè)備運行數(shù)據(jù)通過特定的系統(tǒng)匯總在一起,這些數(shù)據(jù)既是對機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)運行狀態(tài)的反映,也是了解有關(guān)設(shè)備運行中可能存在的問題的重要途徑。在具體的機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計制造過程中,企業(yè)可以運用大數(shù)據(jù)技術(shù)對流水線上的各環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)進(jìn)行深入的分析,掌握生產(chǎn)的實際情況,對當(dāng)下機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計、加工與生產(chǎn)方面可能存在的問題進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,并根據(jù)問題分析做出相關(guān)的機(jī)械設(shè)備乃至整個流水線的檢查維護(hù),從而保證生產(chǎn)活動的持續(xù)、穩(wěn)定開展。
3計算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計制造及其自動化中應(yīng)用需要注意的有關(guān)問題
通過上述分析可以看出,計算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計制造及其自動化中具有廣泛的應(yīng)用空間和價值,并且在相關(guān)應(yīng)用中超越傳統(tǒng)的人工操作。但是,當(dāng)前計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用尚處于較為粗淺的階段,需要有關(guān)主體結(jié)合機(jī)械設(shè)計制造及其自動化研究與實踐的實際情況進(jìn)行持續(xù)性的深入。結(jié)合實踐活動,在計算機(jī)技術(shù)應(yīng)用過程中,需要注意處理好以下幾方面的問題。3.1要有充足的應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)的動能。機(jī)械設(shè)計制造及其自動化是一項非常復(fù)雜、繁瑣的工作,企業(yè)在選擇和應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)過程中要保持堅定的決心和充足的信息,避免因為一時的錯誤或者失敗而否定計算機(jī)技術(shù)應(yīng)用的必要性和重要性。例如,部分企業(yè)雖然認(rèn)識到計算機(jī)技術(shù)的強(qiáng)大優(yōu)勢,但由于當(dāng)前企業(yè)所采用的技術(shù)、設(shè)備能夠基本滿足生產(chǎn)的需要,并且沒有大的瑕疵,就忽視計算機(jī)技術(shù),顯然,一旦同行業(yè)的其他企業(yè)采用了計算機(jī)技術(shù),企業(yè)就會失去生產(chǎn)的優(yōu)勢,競爭力也就會喪失。3.2要有明確的應(yīng)用目標(biāo)。計算機(jī)技術(shù)應(yīng)用需要有充分的軟件、硬件,以及人才支持,并且成本相對比較高。因此,企業(yè)等主體在選擇應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)之前,要先確定明確的技術(shù)需求,并據(jù)此確定明確的應(yīng)用目標(biāo),避免盲目的技術(shù)引入導(dǎo)致資源的浪費和效益的降低。例如,企業(yè)可以邀請相關(guān)方面的專家進(jìn)行技術(shù)論證,為計算機(jī)技術(shù)的引入提供客觀、科學(xué)的信息指導(dǎo)。
4結(jié)語
機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計制造及其自動化,是制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的內(nèi)在要求,也是企業(yè)等主體適應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必要選擇。計算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計制造及自動化中應(yīng)用所具有的明顯優(yōu)勢,以及應(yīng)用范圍的廣泛性表明,將計算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計制造及自動化中具有明顯的必要性和良好的可行性。但是,對于具體的企業(yè)來說,在計算機(jī)技術(shù)應(yīng)用過程中,要有充足的應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)的動能和明確的應(yīng)用目標(biāo),確保計算機(jī)技術(shù)應(yīng)用的科學(xué)性和有效性,使機(jī)械設(shè)計制造及自動化有明顯的進(jìn)步和突破。
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作者:李炙林 單位:江漢大學(xué)