计算机技术在机械设计制造及自动化中的应用
袁清泉
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袁清泉,. 计算机技术在机械设计制造及自动化中的应用[J]. 计算机研究与应用,2023.6. DOI:10.12721/ccn.2023.157059.
摘要: 计算机技术的快速发展和普及应用为多个行业和领域的发展均带来了一定程度的影响。在实践应用中,计算机技术表现出了较强的适用性和兼容性,可以与其他技术进行有效联合,生成新的技术类型,服务于不同的行业发展。在机械设计制造及自动化中,计算机技术的应用可以打破传统机械制造行业的技术局限性,实现机械设计制造业的现代化转型。现阶段,已经有越来越多的机械制造和生产企业应用计算机技术来提高机械制造效率和质量。实践证明,计算机技术的相关功能可以达成提高机械设计制造水平的目标。为能进一步发挥计算机技术的应用价值,下文围绕其在机械设计制造及自动化中的具体应用展开研究。
关键词: 计算机技术;机械设计制造;自动化
DOI:10.12721/ccn.2023.157059
基金资助:

计算机技术在多个领域中的应用均表现出了突出的应用优势,为行业变革和技术创新创造了良好的技术条件。在机械设计制造及自动化领域中,为能提升机械制造的科学化水平,增强机械生产的效率,也可积极挖掘计算机技术的应用价值,借助其仿真技术实现对机械设计制造方案的有效验证,借助智能控制技术增强机械生产的标准化水平。从机械生产的实践层面来看,计算机技术的应用不仅可以起到提高生产效率的作用,还有助于控制生产成本,减少资源浪费。因此,十分有必要进一步探究计算机技术在机械设计制造及自动化中的应用。

1.机械设计制造及自动化中计算机技术的具体应用

1.1仿真技术的应用

计算机仿真技术是基于可视化技术和VR技术的基础上生成的一种可编程仿真技术,在机械设计制造过程中的应用,可以利用仿真技术搭建仿真模型,对于机械构件的组装过程进行仿真,使相关设计者和生产者能够通过对仿真模型的观察,了解机械构件设计中存在的不足与问题,并对机械设计制造的方案进行有效调整。尤其是在针对大型机械设备进行设计制造时,由于其内部构件相对复杂,如果仅依靠二维图纸和三维图形很难保障各构件之间的契合度,对于机械设备的制造质量也会造成一定影响。以内燃机系统为例,在进行内部构件设计时,可以结合设计方案对机械设备的系统边界进行输入,并设置出约束条件,通过仿真模型来检验零件之间的契合度。实际仿真过程中,是借助数学模型针对其内燃机的运行原理进行模拟构建,并且借助计算机的数值分析和调试技术生成计算机语言,对于内燃机内部构件的运行过程进行还原及仿真,以达成检验内燃机设计制造方案可行性的目标。

1.2深度学习技术的应用

深度学习属于人工智能技术的主要功能,其在机械设计制造和自动化中的应用可进一步提升机械制造的智能化水平。同时,借助深度学习功能也能实现对计算机应用技术的进一步挖掘。以机械设备中的机器人抓取系统为例,在设计中可以利用深度学习功能实现机械设备的智能抓取。在此之前,需要首先明确机械设备的功能需求和抓取需求。如对于商品分类中应用的机器人抓取系统来说,因其需要在较为杂乱的环境下准确抓取商品,需要实现对机器人行动轨迹和抓取轨迹的合理设计,才能避免出现堆积物倒塌的情况。这要求机械设备具备精准定位和识别的功能,利用深度学习技术可以有效提高机器人抓取系统对物品的识别效率,并通过智能控制手段提高坐标控制的准确性,以满足商品分类的抓取需求。

1.33D建模技术的应用

现阶段来看,机械设计制造中3D建模技术的应用已经取得了较好的成效,在机械设计和生产作业中的应用范围也在逐渐扩大。3D建模技术是通过建设零件的3D虚拟模型来实现机械设计方案的可视化和可操作化。通常被应用于机械设计的效果图设计过程中,通过三维模型相关设计人员可对零件规格和各零件的契合度进行全面检验。三维模式的视觉效果可更为直观的体现机械构件的外形特点。借助计算机软件和数学方法对不同物体的空间关系进行整合,并构建出对应的3D模型。还是以内燃机的机械制造为例,在对内燃机的传动系统进行设计时,可以基于计算机技术进行数学关系转化,将其形成对应的3D模型。在其中针对传动系统中的控制系统、传动系统和辅助系统进行细分,检验传动系统的组成,通过轴系变化的状况对系统参数进行调整,可进一步提升设备制造的合理性。

2.计算机技术在机械设计制造及自动化中的未来应用趋势

2.1数字化发展趋势

从我国目前的机械设计制造行业发展趋势来看,其正呈现出数字化发展的态势。这主要是由于计算机技术以及各类先进技术在机械设计制造中的应用提高了机械制造的数字化水平。与此同时,现代企业发展中,针对机械制造产品的数字化也提出了更高的要求,且与机械制造产品的市场需求相适应。机械设计制造企业为能在市场中更好地立足,则需积极挖掘计算机技术的应用价值,进一步提升机械设计制造及自动化发展的数字化水平,使之满足当前用户需求和消费需求,以进一步提升机械生产效益。

2.2网络化发展趋势

在多个领域的发展中,网络技术与计算机技术的联合应用均发挥了突出的应用成果。机械设计制造过程中,如能基于网络化技术开展设计和制造工作则可进一步提升机械设计和制造的智能化水平与自动化控制水平,起到提高设计制造效率的重要作用。除此之外,网络化发展的必要性还体现在如下两个方面:一方面,可以为计算机系统的连接提供技术支持,构建覆盖机械设计制造过程的整体网络,保障各类设计和生产信息的高效交互,以提高机械设计和制造的整体质量;另一方面,网络技术可以打破空间局限,实现远程设计制造的目标。对于设计人员无法到场的状况,可以通过远程沟通进行技术完善,有效提升机械设计制造的效率。

2.3智能化发展趋势

在人工智能技术不断升级的基础上,其应用范围也在逐步扩大,人工智能技术在机械设计制造中的应用不仅能够减轻人工压力,还能借助深度学习功能增强设计方案的可靠性。其在机械设计制造中的应用优势表现为以下两个方面:一方面,可以增强数据采集和管理的效率。使相关数据处理作业更为可靠,为模型建设提供准确的数据支持,保障方案设计的合理性;另一方面,可以基于并行化技术增强计算机技术应用的智能化水平,具体表现为针对复杂机械结构进行设计时,可以保障对个协调作业系统的同期设计,以免由于不同团队参与设计造成的结构差异化问题,从根本上提升机械设计效率和机械设计制造的品质。

结语:近些年来,我国的工业发展水平在多种技术的支持下取得了较大的进展。其中,计算机技术的融入使得机械设计制造过程更为简洁、高效,智能化技术、3D建模技术和仿真技术等的应用,不仅优化了机械设计制造的过程,且能够实现机械设计方案的可视化。通过3D模型的建立相关设计人员以及制造人员可进一步增强对机械设备结构特点和各类构件空间关系的了解。同时,通过仿真技术能够针对机械设计方案进行全面检验,通过对设计参数的有效调整来优化机械结构,使之更符合当前的工业生产需求。可见,计算机技术的应用是强化机械设计制造生产水平的关键手段,在今后的机械设计过程中,也可不断挖掘计算机技术的应用功能,使其为推动工业生产的发展提供强有力的技术支持。

参考文献:

[1]闫梅.计算机技术在机械设计制造及其自动化中的实践应用分析[J].河北农机,2019(09):61.

[2]刘铠瑜.机械设计制造及其自动化中计算机技术的应用分析[J].中国设备工程,2019(12):132-133.

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