論文：計算機技術(shù)在機械設(shè)計制造及自動化中的運用

　　1 、機電一體化的發(fā)展和計算機的應(yīng)用

　　1.1 機電一體化的發(fā)展

　　工業(yè)革命推動了人類社會的進步和發(fā)展，1971 年， 提出了“機電一體化”的概念，其目的就是將人力勞動從生產(chǎn)中解放出來，實現(xiàn)更高的生產(chǎn)效率和效益。1984 年，對機電一體化提出了初步的定義，其中“計算機信息網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)與控制”成為機電一體化的核心內(nèi)容，計算機技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)制造中的應(yīng)用優(yōu)勢得到了廣泛的認可。 機械設(shè)計及其自動化與計算機應(yīng)用結(jié)合，使其有了更大的發(fā)展空間。 一方面，機械設(shè)計制造是個極復(fù)雜、極繁瑣的過程，計算機的應(yīng)用，使人力得到了解放，同時其強大的數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)處理功能及反復(fù)的抹寫功能使機械的設(shè)計更加精確、可靠、方便。 另一方面，計算機技術(shù)的應(yīng)用是生產(chǎn)過程達到了可視化、智能化，機器可以在無人操作的情況下運行，例如物流過程中的智能碼垛機，可以根據(jù)物品上的標記將物品進行分類存儲、運輸?shù)�，大大的提高了工作效率，�?yōu)化了機械系統(tǒng)的工作效率，促進了現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展。

　　1.2 機械設(shè)計制造及自動化中計算機技術(shù)應(yīng)用的概況

　　計算機自誕生以來，其發(fā)展是難以預(yù)想的，在機械設(shè)計制造及自動化中，其最常用的是計算機的可視技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)和仿真技術(shù)。 計算機可視技術(shù)是指可通過計算機將相關(guān)的機械信息轉(zhuǎn)化為可視的、直觀的數(shù)據(jù)信息，人通過對這些數(shù)據(jù)的觀察、監(jiān)測可以預(yù)測所設(shè)計機械的特點性能等、可以了解機械自動化中的工作運行情況，以及時掌握其動態(tài)，并對其進行改進、優(yōu)化。 總之，計算機的可視化技術(shù)是機械設(shè)計、運行監(jiān)測的相關(guān)信息轉(zhuǎn)化為可視的信息資源，為人的行為提供參考。 一方面， 這一技術(shù)的應(yīng)用為機械設(shè)計制造提供了輔助設(shè)計等功能，提高了機械設(shè)計的可靠性、精確性；另一方面，計算機可視化技術(shù)的應(yīng)用，提高了機械系統(tǒng)運行的安全性、可靠性，提高了自動化生產(chǎn)的效率。 計算機虛擬現(xiàn)實技術(shù)是依靠計算機創(chuàng)建和模擬體驗現(xiàn)實世界的計算機技術(shù)， 實現(xiàn)了人機交流的較高境界，使人的理念與現(xiàn)代科技相結(jié)合，推進了人的思想實踐，使機械的設(shè)計制造及自動化過程更加協(xié)調(diào)、完美。 計算機仿真技術(shù)是以媒體形態(tài)描述模型信息，將系統(tǒng)行為、系統(tǒng)形態(tài)、數(shù)學模型、物理模型等等更直觀的表現(xiàn)出來，給人提供可靠、準確的設(shè)計、操作參考，并利用計算機的輸入、輸出信息等功能，實現(xiàn)機械制造的自動化，使其設(shè)計手段、自動化運行方式更加高明、高效。

　　2 、機械設(shè)計制造及自動化中計算機技術(shù)的具體應(yīng)用

　　2.1 機械設(shè)計制造中的計算機輔助功能分析

　　機械設(shè)計制造及自動化是一個復(fù)雜、繁瑣的過程，計算機在這一過程中的應(yīng)用是科技發(fā)展的必然結(jié)果，也是機械設(shè)計制造及自動化自身發(fā)展的需求。 計算機輔助設(shè)計是計算機的常用功能，在報刊、服裝、機械等方面都有廣泛的應(yīng)用，機械設(shè)計中，利用計算機設(shè)計輔助功能可有效的提高產(chǎn)品設(shè)計的可靠性和精度，為機械生產(chǎn)制造帶來更高的效益。 第一，機械設(shè)計的目的是機器生產(chǎn)性能夠優(yōu)越的體現(xiàn)出來，在這一過程中繪制復(fù)雜的機械圖非常關(guān)鍵，利用計算機的 CAD、CAM 等軟件，對機械設(shè)計進行科學的信息處理，使這一復(fù)雜過程變得清晰、明確，且減少了人為失誤、出錯等，提高了機械設(shè)計的效率和科學性。 第二，機械設(shè)計中要對機械的工作原理、結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸等進行分析利用計算機輔助技術(shù)對設(shè)計的機械產(chǎn)品形成具體的描述，使設(shè)計人員能夠更加直觀的看出設(shè)計的問題和不足，有利于提高設(shè)計速度和設(shè)計有效性。 第三，計算機輔助功能的應(yīng)用方便了圖紙的編輯、修改，在圖紙分析中不用做反復(fù)、重復(fù)的工作，一切圖形繪制、數(shù)據(jù)計算及處理等問題計算機都能搞定。 第四，在相應(yīng)軟件的支持下，機械產(chǎn)品零部件的測試也更加方便。 在機械設(shè)計過程中利用計算機的虛擬樣機構(gòu)建，結(jié)合圖紙“制造”一個虛擬的樣機模型，利用計算機技術(shù)對其進行工作性能、受力情況等測試，以便及時的修改原設(shè)計，使原設(shè)計變得更加完美。

　　2.2 機械設(shè)計制造中的計算機仿真技術(shù)應(yīng)用分析

　　計算機仿真技術(shù)是在可視技術(shù)和虛擬技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，這一技術(shù)通過計算機系統(tǒng)對研究對象建立模型（這種模型被稱為“數(shù)學模型”），利用模型真實的顯示研究對象的實質(zhì)，其數(shù)學模型便于計算機處理，使機械設(shè)計的修改更加方便、簡潔。 同時，仿真軟件的應(yīng)用實現(xiàn)了現(xiàn)實與虛擬的結(jié)合，在模型仿真實驗，為確保機械產(chǎn)品的質(zhì)量提供了科學依據(jù)。 例如，在汽車制造中，機械設(shè)計具有難度大、成本高、修改難等特點，如一個多缸發(fā)動機的設(shè)計就需要經(jīng)過許多繁瑣的工作，對產(chǎn)品的排氣過程要經(jīng)過反復(fù)的研究， 利用仿真模型就可以簡化這一過程，實現(xiàn)對機械運動過程中各種狀態(tài)的可視，確保了機械設(shè)計的實踐功能。

　　2.3 機械自動化中計算機技術(shù)的應(yīng)用

　　機械的自動化是工業(yè)革命的偉大產(chǎn)物，極大的提高了機械生產(chǎn)的效率，當前機械生產(chǎn)制造的自動化在各行各業(yè)有廣泛的應(yīng)用，在解放人力勞動的同時實現(xiàn)了生產(chǎn)的自動化、智能化，提高了生產(chǎn)的效率和精度。 在機械制造中，利用與計算機相關(guān)的傳感技術(shù)、電磁波技術(shù)、遙控技術(shù)等，識別和操控機械產(chǎn)品的生產(chǎn)，對提高機械生產(chǎn)效率有很大的意義。 一方面，計算機的參與使機械生產(chǎn)過程中一些復(fù)雜的環(huán)節(jié)無需人直接參與便可得到解決，促進了機械生產(chǎn)的安全性、可靠性。 另一方面，計算機技術(shù)的應(yīng)用確保了機械生產(chǎn)系統(tǒng)的最佳狀態(tài)，不但確保了生產(chǎn)安全、提高了生產(chǎn)效率，還節(jié)省了生產(chǎn)成本等。 例如對機械零部件產(chǎn)品的包裝，利用計算機控制的自動包裝機，無需人員參與，就可對產(chǎn)品進行包裝，大大提高了生產(chǎn)的速度和效率。

　　3、 結(jié)語

　　機械設(shè)計制造及其自動化中計算機的應(yīng)用已非常普遍，早已融入其中，成為機械設(shè)計、制造、自動化生產(chǎn)的一部分。 當前，我國的機械設(shè)計制造及自動化生產(chǎn)與國際先進技術(shù)還有一定距離，水平不高是一個客觀存在的現(xiàn)實，針對這一現(xiàn)狀，重視計算機硬件、軟件的開發(fā)，使其更好的應(yīng)用到機械的設(shè)計制造及自動化生產(chǎn)當中，是推進我國機械制造水平發(fā)展的有效途徑。

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