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論文：計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化中的運(yùn)用
1 、機(jī)電一體化的發(fā)展和計(jì)算機(jī)的應(yīng)用
1.1 機(jī)電一體化的發(fā)展
工業(yè)革命推動(dòng)了人類社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展，1971 年， 提出了“機(jī)電一體化”的概念，其目的就是將人力勞動(dòng)從生產(chǎn)中解放出來，實(shí)現(xiàn)更高的生產(chǎn)效率和效益。1984 年，對(duì)機(jī)電一體化提出了初步的定義，其中“計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)與控制”成為機(jī)電一體化的核心內(nèi)容，計(jì)算機(jī)技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)制造中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)得到了廣泛的認(rèn)可。 機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化與計(jì)算機(jī)應(yīng)用結(jié)合，使其有了更大的發(fā)展空間。 一方面，機(jī)械設(shè)計(jì)制造是個(gè)極復(fù)雜、極繁瑣的過程，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，使人力得到了解放，同時(shí)其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)處理功能及反復(fù)的抹寫功能使機(jī)械的設(shè)計(jì)更加精確、可靠、方便。 另一方面，計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用是生產(chǎn)過程達(dá)到了可視化、智能化，機(jī)器可以在無人操作的情況下運(yùn)行，例如物流過程中的智能碼垛機(jī)，可以根據(jù)物品上的標(biāo)記將物品進(jìn)行分類存儲(chǔ)、運(yùn)輸?shù)龋蟠蟮奶岣吡斯ぷ餍�，�?yōu)化了機(jī)械系統(tǒng)的工作效率，促進(jìn)了現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展。
1.2 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化中計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用的概況
計(jì)算機(jī)自誕生以來，其發(fā)展是難以預(yù)想的，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化中，其最常用的是計(jì)算機(jī)的可視技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和仿真技術(shù)。 計(jì)算機(jī)可視技術(shù)是指可通過計(jì)算機(jī)將相關(guān)的機(jī)械信息轉(zhuǎn)化為可視的、直觀的數(shù)據(jù)信息，人通過對(duì)這些數(shù)據(jù)的觀察、監(jiān)測(cè)可以預(yù)測(cè)所設(shè)計(jì)機(jī)械的特點(diǎn)性能等、可以了解機(jī)械自動(dòng)化中的工作運(yùn)行情況，以及時(shí)掌握其動(dòng)態(tài)，并對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)、優(yōu)化。 總之，計(jì)算機(jī)的可視化技術(shù)是機(jī)械設(shè)計(jì)、運(yùn)行監(jiān)測(cè)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(jī)械設(shè)計(jì)制造提供了輔助設(shè)計(jì)等功能，提高了機(jī)械設(shè)計(jì)的可靠性、精確性；另一方面，計(jì)算機(jī)可視化技術(shù)的應(yīng)用，提高了機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、可靠性，提高了自動(dòng)化生產(chǎn)的效率。 計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是依靠計(jì)算機(jī)創(chuàng)建和模擬體驗(yàn)現(xiàn)實(shí)世界的計(jì)算機(jī)技術(shù)， 實(shí)現(xiàn)了人機(jī)交流的較高境界，使人的理念與現(xiàn)代科技相結(jié)合，推進(jìn)了人的思想實(shí)踐，使機(jī)械的設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化過程更加協(xié)調(diào)、完美。 計(jì)算機(jī)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(xué)模型、物理模型等等更直觀的表現(xiàn)出來，給人提供可靠、準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)、操作參考，并利用計(jì)算機(jī)的輸入、輸出信息等功能，實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造的自動(dòng)化，使其設(shè)計(jì)手段、自動(dòng)化運(yùn)行方式更加高明、高效。
2 、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化中計(jì)算機(jī)技術(shù)的具體應(yīng)用
2.1 機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的計(jì)算機(jī)輔助功能分析
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化是一個(gè)復(fù)雜、繁瑣的過程，計(jì)算機(jī)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(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化自身發(fā)展的需求。 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)的常用功能，在報(bào)刊、服裝、機(jī)械等方面都有廣泛的應(yīng)用，機(jī)械設(shè)計(jì)中，利用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)輔助功能可有效的提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)的可靠性和精度，為機(jī)械生產(chǎn)制造帶來更高的效益。 第一，機(jī)械設(shè)計(jì)的目的是機(jī)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(jī)械圖非常關(guān)鍵，利用計(jì)算機(jī)的 CAD、CAM 等軟件，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)進(jìn)行科學(xué)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(cuò)等，提高了機(jī)械設(shè)計(jì)的效率和科學(xué)性。 第二，機(jī)械設(shè)計(jì)中要對(duì)機(jī)械的工作原理、結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸等進(jìn)行分析利用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)對(duì)設(shè)計(jì)的機(jī)械產(chǎn)品形成具體的描述，使設(shè)計(jì)人員能夠更加直觀的看出設(shè)計(jì)的問題和不足，有利于提高設(shè)計(jì)速度和設(shè)計(jì)有效性。 第三，計(jì)算機(jī)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(jì)算及處理等問題計(jì)算機(jī)都能搞定。 第四，在相應(yīng)軟件的支持下，機(jī)械產(chǎn)品零部件的測(cè)試也更加方便。 在機(jī)械設(shè)計(jì)過程中利用計(jì)算機(jī)的虛擬樣機(jī)構(gòu)建，結(jié)合圖紙“制造”一個(gè)虛擬的樣機(jī)模型，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行工作性能、受力情況等測(cè)試，以便及時(shí)的修改原設(shè)計(jì)，使原設(shè)計(jì)變得更加完美。
2.2 機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)應(yīng)用分析
計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)研究對(duì)象建立模型（這種模型被稱為“數(shù)學(xué)模型”），利用模型真實(shí)的顯示研究對(duì)象的實(shí)質(zhì)，其數(shù)學(xué)模型便于計(jì)算機(jī)處理，使機(jī)械設(shè)計(jì)的修改更加方便、簡(jiǎn)潔。 同時(shí)，仿真軟件的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)實(shí)與虛擬的結(jié)合，在模型仿真實(shí)驗(yàn)，為確保機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量提供了科學(xué)依據(jù)。 例如，在汽車制造中，機(jī)械設(shè)計(jì)具有難度大、成本高、修改難等特點(diǎn)，如一個(gè)多缸發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)就需要經(jīng)過許多繁瑣的工作，對(duì)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(jiǎn)化這一過程，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)過程中各種狀態(tài)的可視，確保了機(jī)械設(shè)計(jì)的實(shí)踐功能。
2.3 機(jī)械自動(dòng)化中計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用
機(jī)械的自動(dòng)化是工業(yè)革命的偉大產(chǎn)物，極大的提高了機(jī)械生產(chǎn)的效率，當(dāng)前機(jī)械生產(chǎn)制造的自動(dòng)化在各行各業(yè)有廣泛的應(yīng)用，在解放人力勞動(dòng)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)的自動(dòng)化、智能化，提高了生產(chǎn)的效率和精度。 在機(jī)械制造中，利用與計(jì)算機(jī)相關(guān)的傳感技術(shù)、電磁波技術(shù)、遙控技術(shù)等，識(shí)別和操控機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)，對(duì)提高機(jī)械生產(chǎn)效率有很大的意義。 一方面，計(jì)算機(jī)的參與使機(jī)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(jìn)了機(jī)械生產(chǎn)的安全性、可靠性。 另一方面，計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用確保了機(jī)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(duì)機(jī)械零部件產(chǎn)品的包裝，利用計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)包裝機(jī)，無需人員參與，就可對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行包裝，大大提高了生產(chǎn)的速度和效率。
3、 結(jié)語
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中計(jì)算機(jī)的應(yīng)用已非常普遍，早已融入其中，成為機(jī)械設(shè)計(jì)、制造、自動(dòng)化生產(chǎn)的一部分。 當(dāng)前，我國(guó)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化生產(chǎn)與國(guó)際先進(jìn)技術(shù)還有一定距離，水平不高是一個(gè)客觀存在的現(xiàn)實(shí)，針對(duì)這一現(xiàn)狀，重視計(jì)算機(jī)硬件、軟件的開發(fā)，使其更好的應(yīng)用到機(jī)械的設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化生產(chǎn)當(dāng)中，是推進(jìn)我國(guó)機(jī)械制造水平發(fā)展的有效途徑。
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