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计算机技术在机械设计制造及其自动化中的应用研究

所属栏目:电子技术论文 发布日期:2021-02-07 09:12 热度:

   随着我国计算机技术的蓬勃发展, 计算机技术在社会多领域中得到有效地应用和拓展, 其中在机械设计制造及其自动化应用领域中,应用成效尤为显著。 一方面,借助计算机技术, 可以最大程度降低传统机械制造存在的问题和疏漏;另一方面,计算机技术的高效计算成果,是传统应用技术无法实现和企及的。

计算机技术在机械设计制造及其自动化中的应用研究

  1 计算 机 技 术 在 机 械 设 计 制 造 及 其 自 动 化应用的发展现状

  随着工业制造 4.0 概念创建,以机械设计制造及其自动化应用为代表,成为当前社会正向发展的重要内容。 一方面,借助计算机技术,可以极大提升机械工程领域的生产效率;另一方面,传统机械设计制造及其自动化应用,需要大量的研发周期以及经营成本, 无法满足当前社会的主流需求。 特别在我国各项机械产业蓬勃发展的年代,亟待计算技术的各项应用, 为机械工程领域带来新的发展和动力,以满足当前机械领域的发展需求。 以计算机仿真技术、计算机 3D 打印技术、计算机大数据技术、计算机 AI 技术等相关内容, 在机械工程领域中产生重要的应用成效[1]。

  2 机械制造及其自动化应用中的计算机技术分析

  2.1 仿真技术计算机仿真技术, 是近年来针对部分机械工程中实际需求而开展的应用研究。 例如,传统机械设计制造对于零部件的设计以及具体应用数据,在实际应用过程中,可能无法达到相应的研究成效, 而借助计算机仿真技术的有效加持, 可以在根本上实现对传统机械设计制造领域的有效升级。 一方面,基于计算机仿真技术,以三维图形成像软件为代表, 对涉及到的机械零部件进行设计和加工,同时对相应的设计内容开展相关的应用研究;另一方面,计算机仿真技术的应用,为传统机械部件设计打开了新的发展思路,可以减少传统机械制造的设计周期以及研发成本,同时在仿真技术的加持下,可以在设计过程中及时发现相应的问题和缺陷。 以现代化物流产业为例,自动化货物传送台的设计,需要对货物的运送路径以及货物惯性、运动能耗等相关内容进行分析,借助仿真技术可以对运送路径以及现有技术进行合理化分析,及时发现设计过程中存在的数据问题,为后续的研究减少阻碍和难题。 仿真技术的应用,已经不仅仅是传统的仿制科学,而是将一些虚拟的数据与实体进行科学的融合、试探,从而探寻最佳的设计比例以及设计方案[2]。

  2.2 3D 打印技术计算机 3D 打印技术,是近年来最具发展潜力的应用技术。一方面,3D 打印技术在机械设计制造中产生了巨大的应用成效, 可以将较为复杂的机械部件进行快速打印,同时可以实现对产品数据的有效调整,进而满足多样化的功能需求;另一方面,3D 打印技术之所以能够在机械设计制造领域中产生巨大的成效,源于其高效的制作速度。 以机械设计制造的零部件为例, 借助计算机 3D 打印技术,仅需要将设计内容输入到计算机系统中,便可以快速得到相应的设计模型,并且通过选用合适的材料,可以得出完整的设计内容,无论材质、比例、数据等方面都可以做到完美的仿制。因此,3D 打印技术被誉为新时代的工业革命技术,被誉为工业 4.0 时代的技术代表。 在机械设计制造领域中,将设计图形进行实体化需要漫长的过程,而 3D 打印技术的诞生,不仅加速了设计研发周期,同时还能够在关键时刻,实现对重要部件的快速制作,满足机械自动化生产的多项需求。例如,某工程的重要部件发生严重磨损,而调用相关零部件需要从国外调取,涉及到大量的时间等待周期,为企业造成严重的损失,而借助 3D 打印技术,可以在短时间得到相应的零部件样品,不仅为企业挽回巨大的经济损失,同时还能够减少企业的运营成本。

  2.3 大数据技术在机械设计制造及其自动化领域中, 大数据技术的发展, 为传统机械领域提供了全方位的保障和支撑。 例如,传统的机械设计制造,需要在大量的设备仪器中进行打磨和试验,从而得出相应的设计数据以及研发报告,因此设计出一款产品,需要投入大量的资源和时间,而借助计算机大数据技术, 可以将同类产品的研发数据进行科学的梳理和汇总, 同时对一些实验设计参数进行剖析和总结,帮助设计人员减少不必要的设计误区,减少设计时间和研发成本。 另外在机械部件生产完毕后,需要对性能以及自动化成效进行检验和测试,而借助大数据技术,可以减少检验成本和测试误区, 从而在根本上实现对传统机械制造技术的升级和改善。 例如,以某自动化传动带的应用设计,利用大数据技术,可以提供科学的设备配比、承载配比以及设备轴承承载力等相关内容。 如果缺乏相关数据,在开展机械部件的设计和制造时,需要投入大量的精力与成本,即便购买相关的专利或者技术,也需要进行相应的磨合和试验,而借助大数据技术,可以快速得出所有的计算数据, 既能够解决传统机械部件设计数据缺陷问题,还能够在设备部件制造之前,对相关性能以及连带效应进行分析和预测。 大数据技术不仅仅在机械设计制造中产生巨大的应用成效,在自动化应用领域,还可以为生产线提供最佳的加工逻辑以及生产顺序, 保障机械工程设备的有序开展[4]。

  2.4 AI 技术计算机 AI 技术, 是利用程序代码输入到计算机系统中,对一些常规工作进行智能化生产。 以机械工程中的自动化应用为例,在某汽车流水线加工作业过程中,利用计算机 AI 技术,可以让机械臂对不同角度、位置的设备进行自动化安装,同时对安装位置的差异性自动化调节,可以准确进行变更和调整,确保设备流水线的安装质量。 由于计算机 AI 技术的应用, 可以在总体上降低人工制造存在的主观问题,尤其是相关环节的人为疏忽,会对自动化生产线造成严重的后果,因此,在自动化生产过程中,利用计算机 AI 技术可以实现极高的准确性和高效性。 以生产成本为例,应用计算机 AI 技术,可以实现对生产作业的有效升级,将一些错误问题进行收集和整理,保障在日后的自动化过程不会再次发生同样的问题, 同时随着准确率的逐步提升,生产效率也会进一步改善。 据不完全统计,计算机 AI 技术在机械设计制造及其自动化领域中, 所产生的生态成效,是传统生产模式生产效率的 10 倍以上,甚至在汽车制造、手机制造等领域中,是人工制造效率的上百倍。 另外, 随着社会大众对机械设备的多元化需求,单一的人工模式已经无法满足当前的行业发展变化, 结合 AI 技术可以实现对传统生态的升级和创新[5]。 现代计算机技术的发展,将 AI 技术给予一定的简单智慧,因此,在开展重复性的机械设计时, 可以随着设计内容的复杂性,而逐步提升自身的技术水平, 尤其是对设计初始的经验累积,可以在后续的应用过程中,实现对设计内容极高的准确率,并且还能够及时发现和检查机械设计领域存在的问题和错误,保障设计数据的精准性和可靠性。

  2.5 5G 网络 5G 网络是通信技术领域中的前沿科技, 同时也需要计算机技术的加持和帮助,从而实现 5G 网络的有效应用和普及。 而 5G 网络对机械设计制造及其自动化应用的作用,可能带来的是颠覆性的创新举措。 一方面,5G 网络可以为机械工程的发展,提供更为高效的信息对比与影像传递,简单来说,将传统的电子机械设计,以影像化的模式展示在设计者面前,进行直观而全面的检查和计算,同时结合虚拟现实技术以及现实增强技术,可以在多时间内容对多个机械设计方案进行实验和检查,进而得出一系列的试验参数,助力后期相关内容的改善和提升;另一方面,5G 网络的应用, 可以为机械设计制造提供云端的加速服务器,以超级计算机为指引,提升机械设计制造的效率和准确性。 利用 5G 网络的高速传播性能,在云端处架设超级计算机,可以同时服务多家机械设计企业,从而实现资源的合理化应用,同时各个企业无需购买超级计算机,降低设计研发成本,同时还能够得到后期的维护保障,降低相应的人员组织架构。由此可见,5G 网络通信技术能够为计算机技术与机械设计制造等相关内容搭建最佳的发展桥梁,实现对传统研发设计工作的创新发展,助力机械自动化工程的快速应用,实现机械工程技术的蜕变和升级。

  3 结论

  综上所述,计算机技术的发展和应用,为机械设计制造及其自动化领域带来新的发展动力与发展生机。 同时随着计算机技术的延伸和创新,以生产效率和生产成本为代表的重要特征,成为推动机械工程领域不断前进和升级的重要动力,以促进行业的发展来实现整个社会制造体系的蜕变。

  参考文献:

  [1] 夏添儒.探析计算机技术在机械设计制造及其自动化中应用 [J].计算机产品与流通,2020(11):15.

  [2] 仲雪伟,范运峰.计算机技术在机械设计制造及其自动化中的应用[J].南方农机,2020,51(16):186-187.

  [3] 张晶晶.计算机技术在机械设计制造及其自动化中的应用[J]. 造纸装备及材料,2020,49(3):30.

  [4] 王莉.浅析计算机技术在机械设计制造及其自动化中的应用 [J].数字通信世界,2020(3):201. [5] 冯建俊.计算机技术在机械设计制造及其自动化中的应用探究[J].湖北农机化,2020(4):85.

  《计算机技术在机械设计制造及其自动化中的应用研究》来源:《南方农机》,作者:张 阳 , 胡兆霞 , 胡加加

文章标题:计算机技术在机械设计制造及其自动化中的应用研究

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