计算机技术在机械设计制造及其自动化中的有效性

刘雪梅

摘要：随着现代社会机械制造业的快速发展，自动化成为机械设计制造的主要方向。机械设计制造自动化的基础是现代计算机技术，工作人员借助计算机技术搭建自动化控制系统，设置自动化设计与制造控制程序，从而实现自动化目标。为了更好地发挥计算机技术在机械设计制造自动化中的有效性，本文简要分析了计算机技术在机械设计制造及其自动化中应用价值，对计算机技术在机械设计制造及其自动化中的应用路径进行深入探究。

关键词：计算机技术;机械设计制造;自动化

机械设计制造自动化是现代工业生产的主要发展方向，更是现代工业制造的基础。在机械设计制造自动化中，包含了先进设计与制作理念、先进技术与高品质设备，将机械的设计与制作环节融入工业产业发展中，极大程度上提高了工业机械生产效率、生产品质，制造出外觀精美、品质过硬的机械设备产品，充分满足各领域、行业需求。在实际过程中，工作人员根据机械设计与制造需求，灵活运用多种计算机技术，将人工与智能相融合，构建数据机制与系统构架，形成机械设备的自动设计、绘图与仿真模型构建;且制造中对制造流程与设备进行精准控制、联动处理。

一、计算机技术在机械设计制造及其自动化中的应用价值

随着现代社会科学技术快速发展，能够运用于机械设计制造、机械自动化中的先进技术愈发丰富，充分满足多种机械设计、制造需求，具有较强应用价值。

第一，有助于缩短机械设计周期。在传统机械设计与制作中，依赖于传统生产模式，需要消耗较长的设计周期，通过大量的绘图、交流与方案优化，最终形成最优设计方案。这主要是由于机械设备中有较多复杂零构件、复杂结构，需进行较多步骤的设计与调整，所耗费的时间较长，设计难度较大。在引入计算机技术之后，工作人员可以利用计算机系统中的几何绘图、数据分析、数据规律评估等工具，分析不同结构参数之间的关系，绘制比较辅助的几何结构与图形，从而有效降低复杂结构的设计难度，缩短机械设计时间。若利用三维软件进行机械设计，则能够进一步提高设计效率，还可以在设计完成之后随着情况的变化不断优化，提升设计效率与设计质量[1]。

第二，有助于简化设计变更。在机械设计与制作环节，由于外部因素影响，经常出现设计变更情况。传统生产模式之下，工作人员需要从原本图纸上进行调整，进行复杂的修改，修改难度较大，容易产生误差，还会在制造环节产生较多的损耗。在应用计算机技术构建自动化系统之后，工作人员可以灵活利用计算机软件功能，将原本的图纸进行调整与修改，还可以一比一的比对调整之前的图纸与之后的图纸，直观分析二者差异，保证修改精度;也可以将设计好的零件放置于现实环境中进行装配实验，检验组装需求，及时发现零部件设计问题，展开针对性修改。

第三，有助于观察机械制造过程。以往的机械设计制造过程中，若采用不同的装配方式，会产生较大的效果差异。工作人员借助计算机技术为核心的自动化系统，设置规范装配程序，既能够实现机械产品的自动化装配，也可以直观观察装配过程，及时发现装配过程中的隐患问题，通过发出指令调整自动化控制机制，转变装配流程，从而提高机械产品装配控制有效性。

第四，有助于提高机械设计制作效率。在计算机技术支持之下，自动化系统功能愈发丰富，工作人员可以通过智能操控实现指令转换，控制机械设计与制造工序，提高生产制造效率。在计算机技术应用之后，自动化系统可以根据数据传输与分析情况，将指令优化任务落实到整个设计与制造过程中，有效降低资源配置率，提高制造操作过程的控制精度，进一步提升产品质量[2]。

二、计算机技术在机械设计制造及其自动化中的有效应用

（一）运用绘图与仿真技术，提升自动化设计水平

计算机绘图技术、仿真技术是计算机基础技术形式，能够有效提升机械设计制造的自动化水平，充分满足多种自动化操控需求。在机械设计制造过程中，若需要对某机械设备的零部件进行加工，若采用传统手工设计，则难度较大、耗时较长、成本较高。因此，工作人员借助计算机技术，采用计算机中的CAM技术、CAD技术进行高精度零件图纸绘制，在完成整体零件图纸绘制之后，还可以将图纸拆分形成不同结构部分的分项图纸，也可以在实际过程中根据需求随意调整大小比例。之后，还可以借助软件功能，对某些重复部分进行一键绘制;针对一些极其复杂的图形，则可以输入代指令码，借助软件自动绘制功能，完成自动绘图。还可以利用镜像功能，绘制对称图形结构，通过这样的技术及其功能，可以大大缩短了机械设计周期，实现机械设计自动化目的。

仿真技术的应用，工作人员可以引入虚拟现实技术与设备，构建机械设计制造仿真系统。在机械设计制造开始之前，工作人员利用数据构建数学模型，形成直观、真实、立体袋零部件模型;之后利用计算机技术进行模型分析，进一步优化模型中的零部件部分，提升结构稳定性，完成机械设计制造目的。

（二）更新机床自动编程技术，提高机械设计制造机械化水平

在机械设计制造中应用计算机技术，建议要不断更新机床自动编程技术，运用先进技术实现丰富机械设计制造目标，提高机械制造整体水平。在实际过程中，为了发挥计算机技术应用价值，丰富自动化系统功能，工作人员可以引入计算机数控机床系统，根据不同类型的机械产品加工要求，设置相应的程序，通过编程设定机械制造零部件加工路径，从而实现机械零部件的自动化加工，节约人力资源，提高制造效率。在实际过程中，工作人员在数控软件中输入代码，系统则会根据代码所代表的指令任务记性自动化操作。此外，工作人员还可以在系统中引入3D技术，借助3D技术开展机械零部件产品的性能分析，及时发现其中不符合要求的数据，辅助工作人员调整数据，确保机械产品加工成品符合行业标准要求。还可以利用3D技术进行机械零部件质量检测，及时发现质量问题，调整零部件加工工序，优化自动化制造工序，从而提高检测效率，促进机械设计制造的自动化发展[3]。

（三）依托计算机构建系统架构，确定监控目标关联

要想充分发挥计算机技术在机械设计制造及其自动化中的有效性，工作人员要依托计算机技术构建完善的自動化系统架构，设置明确清晰的监控目标，明确监控目标之间的关联，实现机械设计制造的自动化控制。在机械设计制造的自动化控制中，存在较多控制目标，若控制目标之间关联紧密，工作人员就可以在实际生产过程中调取系统最近数据，不需要重新发送需求指令，就可以借助数据进行监控目标的关联控制。这样一来，能够有效提高机械设计制造自动化运行速率，提高工作速度，获取更多的经济效益。比如：在机械削切的自动化加工中，就可以构建出多监控目标的关联结构（如图一）。这一结构中，工作人员可以利用底层监测所得数据信息，通过数据关联监控机制，全方位监控机械自动化制造过程，进一步提升监控效率，提高机械设计制造自动化有效性。

（四）构建自动化控制结构，实现动态监控与管理

要想充分发挥计算机技术在机械设计制造及其自动化中的有效性，就需要进一步搭建合理的自动化控制结构，实时监控机械设计制造自动化运行过程，及时发现异常问题，及时调整，以此体现自动化应用价值。在实际过程中，工作人员利用大数据技术、人工智能技术、计算机基础技术，构建自动化控制系统，分别设置系统的物理层、支撑层、业务层、功能层与目标层。设置目标层的目的是监控机械设计制造自动化运行目标，获取数据资料，这是整个系统的核心所在，能够为其他层提供目标需求。功能层的设置则是为了获取关于监控目标的数据信息，以可视化形式呈现机械设计制造自动化运行过程，为工作人员的调整提供依据。业务层就是通过数据接口协议、控制协议，对机械设计制造过程进行运行控制，保证整个过程运行的精准性与有效性。通过借助计算机技术搭建自动化控制结构，能够有效降低机械设计制造的不合格率，其中某企业齿轮的机械自动化控制系统运行之后，产品不合格率降幅达到了92%，其生产效益与经济效益显著。

结语：

综上所述，机械设计制造自动化的应用与发展大大提升了现代工业的整体水平，呈现出智能化、现代化发展趋向。在机械设计制造自动化中，计算机技术是基础技术，更是核心技术，需要根据设计与制作需要，搭配合适的计算机技术，构建计算机自动化系统，设置自动化控制程序，才能够实现自动化目标。因此，在今后的机械设计制造及其自动化中，建议要不断加强对先进技术的应用，加强计算机技术管理，以此打造出专业与技术相结合的工业自动化体系，持续提升我国的工业生产制作水平，为我国工业的发展提供源源不断的动力支持。

参考文献：

[1]段俊霞.探析机械设计制造及其自动化的设计原则及发展趋势[J].中国设备工程，2021（21）：181-182.

[2]宋守斌.计算机辅助技术在机械设计制造中的应用[J].现代工业经济和信息化，2021，11（10）：113-115.

[3]陈新伟.智能自动化技术在机械设计制造中的应用研究[J].中国高新科技，2021（18）：60-61.