張曉玉 張?zhí)煲?/p>

摘要：對計算機技術(shù)在機械設(shè)計制造及自動化方面的應(yīng)用現(xiàn)狀加以論述，對計算機技術(shù)在機械設(shè)計制造及自動化的具體應(yīng)用狀況的加以分析，對計算機技術(shù)在機械設(shè)計制造及自動化方向的發(fā)展前景做出展望。

關(guān)鍵詞：計算機技術(shù);機械設(shè)計制造;自動化

1.計算機技術(shù)在機械設(shè)計制造及自動化方向的應(yīng)用現(xiàn)狀及優(yōu)勢

隨著計算機技術(shù)在機械制造及其自動化行業(yè)的廣泛運用和不斷的發(fā)展，出現(xiàn)了很多優(yōu)秀的成果，不斷發(fā)展和完善的計算機輔助技術(shù)，計算機仿真技術(shù)以及計算機數(shù)控機床技術(shù)等等，使得機械設(shè)計制造及自動化更生動形象為我們所知，使得我們能夠具體的對結(jié)構(gòu)形狀尺寸有一定的直觀印象，還能夠?qū)ζ湓O(shè)計過程進行更改和優(yōu)化，對操作過進行了解和分析。這些技術(shù)的出現(xiàn)大大提高了機械生產(chǎn)的效率，減少了生產(chǎn)成本，提高了機械產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟效益，減輕了設(shè)計和工作人員的沉重負(fù)擔(dān)。

2.計算機技術(shù)在機械設(shè)計制造及自動化方面的實際應(yīng)用

2.1計算機輔助技術(shù)應(yīng)用

計算機輔助技術(shù)包括計算機輔助設(shè)計CAD以及計算機輔助制造CAM等等，計算機輔助設(shè)計是一種利用計算機系統(tǒng)輔助設(shè)計師設(shè)計項目或產(chǎn)品以達到最優(yōu)成果的技術(shù);計算機輔助制造是指利用計算機系統(tǒng)對機床和其他生產(chǎn)設(shè)備進行管理和控制，二者結(jié)合實現(xiàn)了設(shè)計生產(chǎn)一條龍，更好的滿足機械制造及其自動化的需求和發(fā)展，并且已經(jīng)廣泛運用在機械制造業(yè)之中。

計算機輔助工藝過程設(shè)計CAPP，計算機通過將被加工零件的幾何信息和加工工藝的信息輸入計算機，自動輸出零件的工藝路線及工序內(nèi)容等工藝文件，能夠優(yōu)化加工計劃，降低廢品率，大大提供加工的質(zhì)量。計算機輔助技術(shù)降低人工制圖出現(xiàn)的誤差概率，能夠很好的提高機械設(shè)計中的準(zhǔn)確性和可靠性。

通過計算機輔助技術(shù)，使得二維繪圖代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手工繪圖，還能進行三維仿真模擬，三維幾何造型設(shè)計，參數(shù)化設(shè)計，有限元分析，優(yōu)化設(shè)計等等。二維繪圖減低手工繪圖的復(fù)雜性，提高繪圖的效率。有限元分析能夠通過從力學(xué)的角度分析應(yīng)力應(yīng)變受到載荷的影響情況，以及受到載荷的情況下，機械彎曲變形的情況來檢驗機械的結(jié)構(gòu)是否合理可靠。計算機輔助技術(shù)，能夠通過設(shè)置不同的觀測點，直觀的對設(shè)備進行空間定位，使我們更全面具體的感受設(shè)計圖紙中的形狀以及結(jié)構(gòu)尺寸，對于三維模型的改動能直接在各個視圖面展現(xiàn)出來，然后很方便快捷的對設(shè)計圖進行不斷修改和完善，使其達到最優(yōu)的狀態(tài)，提高了工作效率，節(jié)省了人力資源。通過計算機輔助技術(shù)能夠進行靜態(tài)和動態(tài)的分析來模擬不同狀態(tài)下機床的工作狀態(tài)以及極限狀態(tài)，掌握這些狀態(tài)針對性的提出解決方案，就能夠有效的避免或者降低一些事故或故障的發(fā)生。

2.2計算機仿真技術(shù)應(yīng)用

計算機仿真技術(shù)是通過虛擬技術(shù)對機械模型進行闡述，直觀生動的展現(xiàn)了機械的外觀造型，數(shù)字以及物理模型，為之后具體的設(shè)計操作提供了便捷直觀的參考，能夠提高機械設(shè)計的自動化程度。計算機仿真系統(tǒng)一般都要經(jīng)歷建立模型，仿真實驗，數(shù)據(jù)處理，分析驗證等等的步驟，才能夠比較有效可靠。

對于機械的某一實際的系統(tǒng)抽象出模型，利用模型重現(xiàn)系統(tǒng)的本質(zhì)過程，對于模型的描述包括系統(tǒng)的組成部分，靜態(tài)，動態(tài)的邏輯關(guān)系，不同輸入的條件下輸出的反應(yīng)等等。它具有高效，安全，受約束的條件比較少，能夠改變時間比例尺等優(yōu)點，已經(jīng)成為了分析，設(shè)計，運行，評價培訓(xùn)系統(tǒng)，特別是復(fù)雜系統(tǒng)的一項重要工具。

2.3計算機數(shù)控機床技術(shù)應(yīng)用

自1952年美國研制出第一臺數(shù)控銑床，將數(shù)控機床和刀庫相結(jié)合，于1958年便出現(xiàn)數(shù)控加工中心開始，計算機技術(shù)和機械制造行業(yè)便結(jié)下了不解之緣。隨之來，將加工中心與自動上下料裝置相結(jié)合便是柔性制造單元FMC;將其與加工中心相融便出現(xiàn)了柔性制造系統(tǒng)FMS;再將其與計算機輔助設(shè)計CAD和計算機輔助制造CAM結(jié)合，又促使工業(yè)生產(chǎn)向計算機制造系統(tǒng)CIMS的方向前進。

計算機數(shù)控機床技術(shù)是通過程序控制系統(tǒng)來控制自動化機床生產(chǎn)加工。按照圖紙要求的尺寸，結(jié)構(gòu)，形狀，表面粗糙度等等加工要求，通過程序編譯的方式來實現(xiàn)對機床的控制。并且可以通過更改程序，對軟件程序進行重新編制，就能夠?qū)崿F(xiàn)新的程序控制，而對于其他的硬件方面調(diào)整不需要太大，滿足了人們對于生產(chǎn)機械復(fù)雜多變的需求，縮短了生產(chǎn)周期，提高了加工效率，滿足了人們對生產(chǎn)機械高精度、高效性、靈活性和通用性的需求。

計算機數(shù)控裝置，簡稱CNC裝置，主要用于控制機床的運動的軌跡，完成各種曲線輪廓的加工。CNC裝置的控制流程一般為零件程序的輸入，通過程序段的譯碼和預(yù)處理，通過逐點比較法以及數(shù)字積分法DDA這兩種插補原理進行插補，再通過伺服控制系統(tǒng)反饋位置信息，實現(xiàn)了數(shù)控機床的精準(zhǔn)定位。

3.計算機技術(shù)在機械設(shè)計制造及自動化方向的發(fā)展前景

3.1智能化

在機械設(shè)計制造及自動化的將來，計算機技術(shù)將模擬人類的思維能力，邏輯思考能力，對加工過程的自主的決策能力，使得機械設(shè)計制造及自動化更加智能與完善。

3.2網(wǎng)絡(luò)化

經(jīng)濟全球化，造就了各個行業(yè)領(lǐng)域的全球化。作為網(wǎng)絡(luò)時代的今天，大量信息通過網(wǎng)絡(luò)的傳遞與交流碰撞，讓人們實時了解掌握各項技術(shù)的新發(fā)展。通過網(wǎng)絡(luò)也能夠?qū)C械設(shè)計制造及自動化的各項動態(tài)進行實時的監(jiān)控與管理。

3.3微型化

人們從未停止過追尋微型化的腳步，不只是在航天、軍事登領(lǐng)域，也包括機械領(lǐng)域。龐大的身軀意味著高能耗，低利用率，還占用了巨大的空間。微型化是必然的趨勢。

4.結(jié)束語

計算機輔助技術(shù)，計算機仿真技術(shù)以及計算機數(shù)控機床技術(shù)將機械設(shè)計制造及自動化邁向了另一個高峰，為計算機制造系統(tǒng)CIMS奠定了基礎(chǔ)，邁向了通往計算機制造系統(tǒng)的道路。使得機械設(shè)計制造及自動化能夠達到更進一步高精度，高質(zhì)量，高效率，使得復(fù)雜的機械設(shè)計與制造簡單化，系統(tǒng)化，精細(xì)化。