杜羽

（許昌電氣職業(yè)學(xué)院，河南 許昌 461000）

隨著計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和普及，機(jī)械設(shè)計(jì)制造也面臨著改革，越來(lái)越多的機(jī)械趨向于自動(dòng)化，在進(jìn)行機(jī)械的設(shè)計(jì)制造過(guò)程中，也應(yīng)該考慮到，機(jī)械的工作效率和自動(dòng)化的程度。在經(jīng)濟(jì)和社會(huì)基礎(chǔ)科學(xué)快速發(fā)展下，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造的研究上，自動(dòng)化體系變得愈發(fā)健全，而對(duì)于大多數(shù)機(jī)械的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)，來(lái)提升該機(jī)械的自動(dòng)化程度，這種方式是機(jī)械設(shè)計(jì)制造，快速提升其工作效率，且改進(jìn)其自動(dòng)化程度的重要手段。但是，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中，對(duì)于計(jì)算機(jī)技術(shù)的靈活應(yīng)用，和實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的不足，是整個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造的改進(jìn)過(guò)程中，所面臨的重大挑戰(zhàn)，以下將結(jié)合在機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中，與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合的實(shí)際情況，探討在機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程可能出現(xiàn)的問(wèn)題，與相關(guān)的解決方法。

1 計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)制造的意義

在對(duì)于機(jī)械依賴(lài)越來(lái)越嚴(yán)重的時(shí)代中，各行各業(yè)在其領(lǐng)域的發(fā)展中，都無(wú)法脫離機(jī)械的輔助，同時(shí)也造成了對(duì)于機(jī)械工作效率和自動(dòng)化技術(shù)要求，正在不斷地提高和發(fā)展，因此，在機(jī)械的設(shè)計(jì)制造時(shí)，不僅需要效率的提升，更需要對(duì)于機(jī)械本身，在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)上，進(jìn)行技術(shù)的轉(zhuǎn)變。首先，從機(jī)械的設(shè)計(jì)來(lái)看，隨著科學(xué)技術(shù)的提升，對(duì)于機(jī)械內(nèi)部的液壓系統(tǒng)、電路體系和機(jī)械傳動(dòng)體系，設(shè)計(jì)者需要對(duì)這些進(jìn)行分析，以確保整個(gè)機(jī)械的設(shè)計(jì)體系，滿(mǎn)足對(duì)實(shí)際工程制造的安全和高效的設(shè)計(jì)理念。通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)，利用各種的仿真設(shè)計(jì)軟件，能夠降低在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中，對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)成本，并且縮短整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程所耗費(fèi)的時(shí)間，對(duì)于設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)，將機(jī)械的設(shè)計(jì)體系，轉(zhuǎn)換到以計(jì)算機(jī)為載體的設(shè)計(jì)平臺(tái)上，不僅能夠更加方便對(duì)問(wèn)題的掌控，同時(shí)，也是在未來(lái)自動(dòng)化發(fā)展中重要的進(jìn)步過(guò)程。其次，在機(jī)械的制造過(guò)程中，在社會(huì)的運(yùn)行過(guò)程中和各種領(lǐng)域的發(fā)展過(guò)程中，對(duì)機(jī)械的需求量也在逐步提升，因此，對(duì)于相關(guān)的機(jī)械生產(chǎn)廠家，更加需要在自動(dòng)化發(fā)展迅速的今天，利用計(jì)算機(jī)操控機(jī)械機(jī)床的方式，改進(jìn)機(jī)械設(shè)備在生產(chǎn)中的速率。在制造過(guò)程當(dāng)中，能夠利用固定的智能化方式，縮減整個(gè)機(jī)械制造所耗費(fèi)的時(shí)間，套用固定的流程，縮減一些環(huán)節(jié)中，對(duì)于設(shè)計(jì)者不必要進(jìn)行的工作，并且做出一些簡(jiǎn)單的改進(jìn)。因此，計(jì)算機(jī)技術(shù)的提升和應(yīng)用，不僅能夠成為輔助設(shè)計(jì)師的重要工具，更能夠成為未來(lái)機(jī)械設(shè)計(jì)制造過(guò)程中，對(duì)于生產(chǎn)力的解放者和人力工作的替代者，針對(duì)未來(lái)復(fù)雜多變的工作環(huán)境和各種各樣的機(jī)械技術(shù)發(fā)展，計(jì)算機(jī)的記憶功能和調(diào)控功能，對(duì)于機(jī)械的設(shè)計(jì)制造過(guò)程，都有著不可或缺的重要意義。

2 計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化發(fā)展中的作用

2.1 計(jì)算機(jī)的輔助設(shè)計(jì)與修改

對(duì)于計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)，主要是作為一種輔助性的工具，來(lái)替代人類(lèi)無(wú)法完成的流程記憶和建模任務(wù)，給設(shè)計(jì)者提供各種的信息和運(yùn)行過(guò)程中的模擬效果與問(wèn)題提醒。因此，機(jī)械設(shè)計(jì)制造，在整個(gè)自動(dòng)化進(jìn)程中，更加依賴(lài)于計(jì)算機(jī)，其不僅能夠及時(shí)有效地找到整個(gè)體系中存在的問(wèn)題，更能夠?yàn)闄C(jī)械在未來(lái)的使用中，排除隱患和可能存在的問(wèn)題。計(jì)算機(jī)在進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)的過(guò)程中，還能夠借助云端數(shù)據(jù)庫(kù)，將各種可能出現(xiàn)的問(wèn)題以及相關(guān)的預(yù)防措施展現(xiàn)給設(shè)計(jì)者，以便于及時(shí)地做出機(jī)械體系的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的修改任務(wù)。在目前的機(jī)械設(shè)計(jì)中，可以利用電路模擬、單片機(jī)控制效果模擬，以提高實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)于設(shè)計(jì)方案的可行度，并且同時(shí)降低目前機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中設(shè)計(jì)方案脫離實(shí)際可行的現(xiàn)象。

2.2 計(jì)算機(jī)對(duì)于機(jī)械制造的調(diào)控與制造流程

在目前的各種尖端機(jī)械制造安裝中，都是通過(guò)計(jì)算機(jī)控制車(chē)床，來(lái)完成零件的制造和整個(gè)系統(tǒng)的安裝，這種方法很大程度上縮減了人力勞動(dòng)的負(fù)荷，成功地解放了現(xiàn)代人的雙手。另外，利用機(jī)械臂和計(jì)算機(jī)的控制能力，還能夠有效地提高整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)的工作效率，并且按照統(tǒng)一的流水線(xiàn)生產(chǎn)，按照設(shè)定好的制作安裝流程，也能夠降低機(jī)械設(shè)計(jì)制造中，對(duì)于制造產(chǎn)品中的失敗率，有效地減少機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)于制造原料的浪費(fèi)。通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)，利用互聯(lián)網(wǎng)為整個(gè)制造體系的大腦，利用設(shè)定好的程序完成預(yù)計(jì)的工作任務(wù)，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化機(jī)械制造的重要工具，設(shè)計(jì)者能夠?qū)㈦娮影娴膱D紙，輸入數(shù)控機(jī)床中，借助計(jì)算機(jī)的處理和分析，自動(dòng)地進(jìn)行原料的加工，同時(shí)，借助不同流水線(xiàn)，按照設(shè)定好的程序，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制下的自動(dòng)化安裝。

3 計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)制造中存在的問(wèn)題

3.1 計(jì)算機(jī)技術(shù)在工作中缺乏靈活性

計(jì)算機(jī)的輔助設(shè)計(jì)工作，在實(shí)際的生產(chǎn)和設(shè)計(jì)中，往往可能會(huì)面臨著復(fù)雜多變的各種情況，尤其是在零件安裝中，可能用戶(hù)對(duì)于機(jī)械系統(tǒng)的局部部位，有一些光滑度和強(qiáng)度的特殊要求。而計(jì)算機(jī)輔助的制造和設(shè)計(jì)，大多數(shù)是批量生產(chǎn)，因此，也就造成了二次加工的情況，不僅在機(jī)械設(shè)計(jì)的時(shí)間上造成了延后，同時(shí)，在工藝上也有了一定的加工難度。在機(jī)械設(shè)計(jì)制造的過(guò)程中，往往最不能忽視的，就是機(jī)械設(shè)計(jì)的靈活性，在機(jī)械不同的工作環(huán)境下，其制造工藝和組裝方案，也有著各種不同的要求，因此，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造的過(guò)程中，盡管計(jì)算機(jī)技術(shù)的調(diào)控，降低了批量生產(chǎn)的難度，但是，對(duì)于機(jī)械組裝的靈活性，仍然有著一定的缺陷。在反復(fù)多次的工作中，計(jì)算機(jī)無(wú)法感知到，機(jī)床中銑刀等零件的磨損，但是，在這種情況下，仍然按照之前的設(shè)計(jì)參數(shù)，進(jìn)行機(jī)械零件的加工，就會(huì)降低機(jī)械的實(shí)際效果和精度。

3.2 計(jì)算機(jī)控制下的機(jī)械制造體系造價(jià)高

在計(jì)算機(jī)輔助下的機(jī)械制造中，會(huì)造成機(jī)械制造成本提高的現(xiàn)象，大多數(shù)高回報(bào)的機(jī)械制造中，利用了流水線(xiàn)機(jī)械生產(chǎn)，也許可以獲得足夠的利潤(rùn)，但是，在實(shí)際情況中，大多數(shù)機(jī)械生產(chǎn)制造，大多是應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、制造業(yè)和各種生活所用的。因此，在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，從實(shí)際情況考慮，計(jì)算機(jī)控制下的流水線(xiàn)生產(chǎn)，對(duì)于加工設(shè)備的磨損和機(jī)械設(shè)計(jì)中的成本，是阻礙計(jì)算機(jī)技術(shù)，在機(jī)械的生產(chǎn)制造過(guò)程中應(yīng)用的關(guān)鍵因素。隨著計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)的普及，盡管目前機(jī)械設(shè)計(jì)和制造的過(guò)程中，已經(jīng)成功地應(yīng)用，一部分的智能化設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)，可是，對(duì)于機(jī)械制造的發(fā)展來(lái)說(shuō)，這種現(xiàn)狀在計(jì)算機(jī)技術(shù)未來(lái)的發(fā)展前景中，是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。

4 解決計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)中的方法

4.1 利用人工調(diào)控和計(jì)算機(jī)輔助制造的方式

在面對(duì)計(jì)算機(jī)運(yùn)作體系不夠靈活的情況下，最直接有效的方式，就是通過(guò)改進(jìn)計(jì)算機(jī)技術(shù)制造零件的體系，將人為調(diào)控融入機(jī)械制造中，將各種不可控的突發(fā)因素，交給設(shè)計(jì)師按照實(shí)際情況，進(jìn)行改進(jìn)和調(diào)整。在對(duì)于零件局部有額外要求的情況下，設(shè)計(jì)師對(duì)于部分機(jī)器進(jìn)行調(diào)整，以全新的技術(shù)要求，設(shè)計(jì)出相關(guān)的制作參數(shù)，來(lái)盡可能地使機(jī)械設(shè)備，滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)于其特殊的要求。目前，社會(huì)中的大多數(shù)機(jī)械生產(chǎn)廠家，大多是按照標(biāo)準(zhǔn)要求，進(jìn)行機(jī)械零件的制造和組裝，但是，在偶爾的情況下，也會(huì)按照客戶(hù)的要求，進(jìn)行全新的設(shè)計(jì)制造，而使用的方法，就是通過(guò)人為調(diào)控的形式，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為工具，進(jìn)行零件的制造與裝配。盡管當(dāng)今社會(huì)的生產(chǎn)和發(fā)展方向，都逐漸趨向于智能化和自動(dòng)化，但是，不論如何，計(jì)算機(jī)技術(shù)永遠(yuǎn)都是作為工具輔助存在，面臨一些復(fù)雜多變的形式和要求，當(dāng)不能按照既定的程序運(yùn)行時(shí)，往往都需要人為的調(diào)整。

4.2 以計(jì)算機(jī)技術(shù)為輔助設(shè)計(jì)的工具實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)的高效化

在進(jìn)行機(jī)械的生產(chǎn)過(guò)程以前，對(duì)于機(jī)械設(shè)備零件和組裝的設(shè)計(jì)，是機(jī)械生產(chǎn)制造的關(guān)鍵，因此，在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)制造時(shí)，要根據(jù)實(shí)際情況，利用仿真模擬軟件，進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)的測(cè)試，并且確保機(jī)械在運(yùn)行中，符合既定的要求。利用CAD等繪圖軟件，能夠盡可能地降低手繪的錯(cuò)誤率，利用計(jì)算機(jī)能夠加快，目前，繪圖時(shí)的效率，另一方面，計(jì)算機(jī)技術(shù)作為輔助設(shè)計(jì)工具，能夠通過(guò)PADS等軟件，進(jìn)行機(jī)械設(shè)備內(nèi)部電路的仿真模擬。通過(guò)這些形式，能夠盡可能地降低，機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行中出現(xiàn)問(wèn)題的概率，也能夠通過(guò)模擬運(yùn)行，來(lái)驗(yàn)證設(shè)計(jì)者，對(duì)于機(jī)械內(nèi)部情況和未來(lái)運(yùn)行中出現(xiàn)狀況的猜想，只有這樣，才能夠讓設(shè)計(jì)理念不僅僅是空想，而是在實(shí)際實(shí)驗(yàn)的支持下，確定具有可行性的。通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)建立模型，并且進(jìn)行試運(yùn)行，利用設(shè)備的讀取直接進(jìn)行制造，能夠有效提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造的效率。

5 結(jié)語(yǔ)

機(jī)械設(shè)備的使用是維持社會(huì)運(yùn)行的重要條件，機(jī)械不僅僅運(yùn)用于生產(chǎn)制造上，更多的是運(yùn)用于日常生活中，以一種工具的形式，逐漸改善我們的生活，當(dāng)機(jī)械的設(shè)計(jì)制造與計(jì)算機(jī)技術(shù)聯(lián)系起來(lái)后，機(jī)械設(shè)計(jì)的種類(lèi)也會(huì)逐漸增加，而相關(guān)廠家的制造效率，也會(huì)得到質(zhì)的飛躍。