计算机技术在机械设计制造中的创新应用

李琪

摘要：机械设计制造是我国工业机械设备创新的关键因素，近年来计算机技术在机械设计制造等领域的应用体现了较高的价值。下面文章对计算机设计技术进行分析，探讨计算机技术在机械设计制造及自动化中的应用创新。

关键字：计算机；机械设计；设计制造；制造技术

引言

随着社会经济的迅速发展，人们的生活品质也有极大的提高，对各种商品在现实生活中的需求也得到了很大的提升。为适应人类多样化的需要，机械设计者也在持续地探索与开发智能化生产技术。特别是在现代的机械设计制造领域，为了推动该行业的自动化发展，积极引入了计算机技术，为机械设计制造和自动化的发展提供了必不可少的技术支持。

1计算机设计技术内涵

计算机设计是指利用计算机等设备进行设计工作，将复杂的机械设计任务转变为可视化、可编辑、可存储、可处理的设计任务，从而提高设计效率。涵盖多种技术，如图形处理技术、交互式设计技术、实物建模技术等，可显著提高机械设计的效率。通过应用计算机设计技术，机械设计师能够创造出逼真的三维工作环境，从而更有效地完成各种复杂的机械设计任务，大幅提升了机械设计的质量。CAD技术在机械设计和制造领域的应用变得越来越普遍，工程师通过CAD技术能够轻松完成二维制图、图纸显示、三维建模和运动仿真等任务。而且，当需要优化设计时，也能够利用CAD的分析结果，快速调整建模参数，从而达到良好的效果。机械设计需要将理论知识、技术手段以及丰富的实践经验紧密结合，设计出符合需求的产品。因此，它在机械工程中起着至关重要的作用，是不可或缺的一环。而计算机设计技术则是机械设计的可靠工具。在机械设计过程中，利用计算机技术能够创建多种复杂的机械设计模型，进行结构编辑、计算等操作建立模型，对产品的参数和性能进行深入研究和分析，并通过对模拟结果的分析不断改进设计方案。总的来说，计算机设计技术为机械设计的进步和创新提供了强大的推动力。

2计算机技术在机械设计制造及自动化中的应用

2.1 辅助技术

从其实质上来看，机械设计制造及自动化所牵涉的领域和具体的内容都是十分广泛的，具有很强的综合性。自动机械设备的设计与生产的工艺与流程是十分复杂的，在传统的生产模式下，该工艺主要由手工操作，对设计与制造人员的实践经验及工艺水平的要求很高。而现代计算机技术可以代替原来的手动操作，这对于减少有关产品的加工困难，优化工艺过程具有重要意义。比如，在产品的实际设计与生产中，相关的工作人员需要深刻掌握有关的机械设备的许多细节和工作原理，才能将机械设备的制造职能与被加工产品的特点相结合。这样的工序设计方法，完全依靠手工来进行，存在着诸多不足。这不仅导致了大量的人工操作，并且在现实的生产中，受实际生产工人的职业素质、综合水平等多种因素的制约，使得机械设备的精度很难有效地获得，必须通过多次的验证与试验，来获得最佳的加工与生产计划，其总体工作效率很低。借助现代计算机辅助技术，使用其中的数控程序系统，能够将产品在数据分析、模型修正等环节进行加工，如图1所示，从而得到准确的产品加工程序单和产品图形等分析结果，为生产加工提供准确的参考。

2.2多媒体技术

多媒体技术可以用于机械制造的培训和教育。通过使用图像、视频、动画和模拟软件，学生和工人可以获得更生动、直观的学习体验。多媒体技术可以提供虚拟实验室、仿真训练和互动教学，帮助学习者理解复杂的机械原理和操作技术。多媒体技术也可以用于展示机械产品和吸引潜在客户，通过使用高质量的图像、渲染、动画和虚拟现实技术，制造商可以呈现产品的外观、功能和性能。多媒体技术还可以创建产品演示视频和交互式应用程序，以便客户可以更好地了解产品，并做出购买决策。多媒体技术还可以用于创建技术文档、操作指南和用户手册。通过使用图像、图表、视频和动画，可以清晰地展示机械设备的组成部分、安装过程和操作步骤。这有助于操作员和维修人员准确理解和执行相关任务，减少误操作和故障。另外，多媒体技术可以用于机械制造过程的模拟和优化，通过使用计算机仿真软件和可视化工具，制造商可以分析和优化生产线、工艺参数和工序规划。多媒体技术可以模拟材料流动、机器运行和装配过程，帮助制造商发现潜在问题并改进生产效率。

2.3在逆向设计中的应用

计算机辅助设计技术在逆向设计中的应用，可以消化和吸收先进科学技术，将其转化为自身机械制造设计的基础力量。相比传统的逆向设计研发和应用，计算机辅助设计技术更加注重实物模型环境，可以在获得成品后，对新产品零部件进行逆向重构，从而提高机械设计的质量和可靠性。在计算机辅助设计技术的应用条件下，利用坐标计算装置、CAD软件系统等技术将产品实体进行转换，并在计算机辅助软件的支持下，实现逆向设计。总之，利用计算机辅助设计技术，大幅提升了机械设计人员逆向设计的能力，并取得了显著的成果。例如，Pro/Engineer软件的SCAN-TOOLS模块是一个独特的逆向设计模块，它能够根据数据的参数指标，将成品分解成多个独立的节点，并且能够按照时间和空间的要求，有效地实现节点的排列，从而形成一个平滑、协调的曲面结构。在曲面形成以后，可以裁剪和扩展这些不同类别的曲面，将数据转换成具有实际应用价值的参数，创建出与真实环境相似的数字模型。

2.45G网络技术

5G技术在我国工业装备制造业占据重要地位，将为我国工业设备制造业的发展提供重要的技术支撑。一方面，5G网络可用于机械工程领域，提供更加高效的数据对比与图像传输。简而言之，就是将传统的电子机械设计，通过图像化的方式展现在设计者的眼前，并对其进行直观、完整的检测与计算。另一方面，5G网站还与虚拟现实技术、现实增强技术相结合，能够在多个时间点上，对多个机械设计方案展开测试和检验，从而得到一系列的测试参数，为后续的有关内容的改进和提高提供帮助。5G网络的使用为机床设计行业提供云上的加速服务，在“超算”的指导下，提高机床设计行业的生产效率与精度。借助5G的快速传输能力，将一台超级计算机安装在云上，可以为多家机械设计公司提供支持，让他们合理地使用这些设备，而且每个公司都不需要购置超级计算机，这将大大减少了开发和设计的费用，而且还可以保证后期的维护，减少人力的消耗。

2.5智能化技术

随着计算机技术、信息技术的不断发展，对于机械自动化的应用也产生了深远的影响，其中最突出变化就是机械自动化的智能化。如果说自动化只是能够取代人的体力劳动的话，那么智能化就是能够在一定程度上代替人的脑力劳动，能够具有一定的逻辑、判断、思考和决定能力。例如，当机械制造系统出现故障，运用智能化技术能够有机器完成对自身问题的监测，找出引发故障的原因，甚至还能够通过专家系统等智能化系统，提出解决措施。机械自动化的智能化应用，将进一步解脱人在机械制造行业中的局限性。特别是近年来人工智能、大数据、云平台等技术的成熟，机械自动化的智能化应用有着广泛的应用前景。

结语

综上所述，计算机多媒体及相关技术在机械制造领域中的应用日益重要。通过计算机多媒体及相关技术，不仅提高了操作员的工作效率和准确性，还能提升故障维护效率，降低设备故障因素的不良影响。对此相关设计人员要重视计算机技术的融合应用，提高机械设计制造数字化、智能化水平。

参考文献

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[2]罗志磊.基于计算机视觉的应变测量方法[D].北京:中国石油大学,2021.

[3]王玉洁.计算机技术在机械设计制造及自动化中的应用[J].造纸装备及材料,2023,52(3):102-104.