计算机技术在机械设计制造及其自动化中的应用研究

徐晓青 孙华平

摘 要：计算机技术在机械设计和制造及其自动化使用的发展中有着十分关键的用处。本文以该技术在工程机械领域的应用为关键分析对象，对于该技术的使用和发展，将笔者在工程机械范围里的科研经验相结合，把仿真技术、3D打印技术、大数据技术、人工智能技术、5G技术等相关内容为代表，深层次分析了计算机方面对机械设计和制造及其自动化使用的关键推动力，与现在的机械工程范围的发展走势相结合，提出了一系列进步方法，给相关方面的工作人员提供了帮助和协助。

关键词：计算机;机械设计;自动化应用

中图分类号：TH16 文献识别码：A

1计算机技术在机械设计制造及其自动化应用的发展现状

伴随以机械设计和制造及其自动化使用为代表的工业制造4.0概念的创立，它已成为当今社会积极发展的关键内容。首先，借助该技术，可以大大提高機械工程方面的生产效率;其次，一般的机械设计和制造及其自动化使用需要很多的研发时间和运营成本，不能符合现在社会的主流需要。尤其是随着我国所有机械行业的蓬勃发展，迫切需要该技术的使用，来给机械工程行业带来新的进步和动力，以符合现在机械行业的进步要求。计算机仿真技术、3D打印技术、大数据以及AI技术等相关内容在机械工程范围出现了十分关键的使用成果。

2机械制造及其自动化应用中的计算机技术分析

2.1仿真技术

该技术是近几年对于个别机械工程的实际需要而进行的使用研究。比如，在实际使用时，过去的机械设计制造在零部件的设计和特定使用数据，有可能达不到相应的研究成果，但是在借助该技术后，能够从根本上实行对过去机械设计制造的革新。首先篇，以该技术为基础，用三维成像软件为代表，对相关的机械零件进行设计和处理，以及对相关的项目内容进行了一定的使用分析;其次，对于该技术的使用，在一定范围上给过去的机械部件的设计开辟了新的发展思路，能够降低过去的机械制造的设计时间和设计成本，此时，在该技术的帮助下，能够在设计时发现出现的问题和不足。以当前的物流业举例，货物的自动传送平台的设计，就要对物品的运输方向以及物品的惯性、运动消耗等内容进行研究，借助该技术就能够对这些进行合理化的研究，快速发现在设计过程出现的问题，给后期的分析降低阻碍和困难。该技术的使用已经不光是一般的仿制科学，而是把模拟的参数与实体进行科学的结合，以此来找出更好的设计比例和设计计划。

2.2 3D 打印技术

计算机 3D 打印技术，是近年来最具发展潜力的应用技术。一方面，3D 打印技术在机械设计制造中产生了巨大的应用成效，可以将较为复杂的机械部件进行快速打印，同时可以实现对产品数据的有效调整，进而满足多样化的功能需求;另一方面，3D 打印技术之所以能够在机械设计制造领域中产生巨大的成效，源于其高效的制作速度。以机械设计制造的零部件为例，借助计算机 3D 打印技术，仅需要将设计内容输入到计算机系统中，便可以快速得到相应的设计模型，并且通过选用合适的材料，可以得出完整的设计内容，无论材质、比例、数据等方面都可以做到完美的仿制。因此，3D 打印技术被誉为新时代的工业革命技术，被誉为工业 4.0 时代的技术代表。

2.3 大数据技术

在机械设计制造及其自动化领域中，大数据技术的发展，为传统机械领域提供了全方位的保障和支撑。例如，传统的机械设计制造，需要在大量的设备仪器中进行打磨和试验，从而得出相应的设计数据以及研发报告，因此设计出一款产品，需要投入大量的资源和时间，而借助计算机大数据技术，可以将同类产品的研发数据进行科学的梳理和汇总，同时对一些实验设计参数进行剖析和总结，帮助设计人员减少不必要的设计误区，减少设计时间和研发成本。另外在机械部件生产完毕后，需要对性能以及自动化成效进行检验和测试，而借助大数据技术，可以减少检验成本和测试误区，从而在根本上实现对传统机械制造技术的升级和改善。

2.4AI 技术

计算机 AI 技术，是利用程序代码输入到计算机系统中，对一些常规工作进行智能化生产。以机械工程中的自动化应用为例，在某汽车流水线加工作业过程中，利用计算机 AI 技术，可以让机械臂对不同角度、位置的设备进行自动化安装，同时对安装位置的差异性自动化调节，可以准确进行变更和调整，确保设备流水线的安装质量。由于计算机 AI 技术的应用，可以在总体上降低人工制造存在的主观问题，尤其是相关环节的人为疏忽，会对自动化生产线造成严重的后果，因此，在自动化生产过程中，利用计算机 AI 技术可以实现极高的准确性和高效性。以生产成本为例，应用计算机 AI 技术，可以实现对生产作业的有效升级，将一些错误问题进行收集和整理，保障在日后的自动化过程不会再次发生同样的问题，同时随着准确率的逐步提升，生产效率也会进一步改善。据不完全统计，计算机 AI 技术在机械设计制造及其自动化领域中，所产生的生态成效，是传统生产模式生产效率的 10 倍以上，甚至在汽车制造、手机制造等领域中，是人工制造效率的上百倍。另外，随着社会大众对机械设备的多元化需求，单一的人工模式已经无法满足当前的行业发展变化，结合AI 技术可以实现对传统生态的升级和创新。现代计算机技术的发展，将 AI 技术给予一定的简单智慧，因此，在开展重复性的机械设计时，可以随着设计内容的复杂性，而逐步提升自身的技术水平，尤其是对设计初始的经验累积，可以在后续的应用过程中，实现对设计内容极高的准确率，并且还能够及时发现和检查机械设计领域存在的问题和错误，保障设计数据的精准性和可靠性。

2.5 5G 网络

通信技术范围的前沿技术就是5G网络，它也需要该技术的支持和帮助，以实现5G网络的有效使用和普及。而该网络在它的自动化使用中的作用可能会导致颠覆性的创新方法。首先，它可以给机械工程的发展提供更好的信息和图像传输比较。简而言之，一般的电子机械项目以图像模式显示在设计者面前，来进行直观、全面的计算技术，结合虚拟现实技术和现实增强技术，可以对多种内容的多种机械设计规划进行实验和检查，然后获得一系列测试参数，以帮助改进和增强后续的相关内容;其次它的使用可以在云端提供用于机械设计和制造的加速服务器，并以超级计算机为指导来提高机械设计和制造的效率和精准性。利用它的高速传输特点，并在云端建立超级计算机，它可以同时为许多机械设计公司提供服务，从而实现了资源的合理使用。同时，每个公司都不需要购买超级计算机，从而减小了设计和开发的成本，还可以获得以后的维护保证，并减少了相应的人员组织结构。可以看出，它的网络技术能够为计算机技术和器械设计和制造等相关内容来创建最好的发展桥梁，实现一般研发设计的创新发展，有助于机械自动化工程的快速推广，实现机械工程技术的更新和转型。

结语

简而言之，该技术的进步和使用为机械设计和制造及其自动化方面带来了新的前进动力和前进积极性。同时伴随对该技术的扩展和创新，把生产效率和生产成本作为代表的关键特点，已经成为促进该领域持续进步和改革的关键推动力，来帮助行业的整体进步实现社会制造系统的全面改变。

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