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論文：計算機技術(shù)在機械設計制造及自動(dòng)化中的運用
1 、機電一體化的發(fā)展和計算機的應用
1.1 機電一體化的發(fā)展
工業(yè)革命推動(dòng)了人類(lèi)社會(huì )的進(jìn)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(dòng)從生產(chǎn)中解放出來(lái)，實(shí)現更高的生產(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)調與控制”成為機電一體化的核心內容，計算機技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)制造中的應用優(yōu)勢得到了廣泛的認可。 機械設計及其自動(dòng)化與計算機應用結合，使其有了更大的發(fā)展空間。 一方面，機械設計制造是個(gè)極復雜、極繁瑣的過(guò)程，計算機的應用，使人力得到了解放，同時(shí)其強大的數據存儲、數據處理功能及反復的抹寫(xiě)功能使機械的設計更加精確、可靠、方便。 另一方面，計算機技術(shù)的應用是生產(chǎn)過(guò)程達到了可視化、智能化，機器可以在無(wú)人操作的情況下運行，例如物流過(guò)程中的智能碼垛機，可以根據物品上的標記將物品進(jìn)行分類(lèi)存儲、運輸等，大大的提高了工作效率，優(yōu)化了機械系統的工作效率，促進(jìn)了現代工業(yè)的發(fā)展。
1.2 機械設計制造及自動(dòng)化中計算機技術(shù)應用的概況
計算機自誕生以來(lái)，其發(fā)展是難以預想的，在機械設計制造及自動(dòng)化中，其最常用的是計算機的可視技術(shù)、虛擬現實(shí)技術(shù)和仿真技術(shù)。 計算機可視技術(shù)是指可通過(guò)計算機將相關(guān)的機械信息轉化為可視的、直觀(guān)的數據信息，人通過(guò)對這些數據的觀(guān)察、監測可以預測所設計機械的特點(diǎn)性能等、可以了解機械自動(dòng)化中的工作運行情況，以及時(shí)掌握其動(dòng)態(tài)，并對其進(jìn)行改進(jìn)、優(yōu)化。 總之，計算機的可視化技術(shù)是機械設計、運行監測的相關(guān)信息轉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)的應用為機械設計制造提供了輔助設計等功能，提高了機械設計的可靠性、精確性；另一方面，計算機可視化技術(shù)的應用，提高了機械系統運行的安全性、可靠性，提高了自動(dòng)化生產(chǎn)的效率。 計算機虛擬現實(shí)技術(shù)是依靠計算機創(chuàng )建和模擬體驗現實(shí)世界的計算機技術(shù)， 實(shí)現了人機交流的較高境界，使人的理念與現代科技相結合，推進(jìn)了人的思想實(shí)踐，使機械的設計制造及自動(dòng)化過(guò)程更加協(xié)調、完美。 計算機仿真技術(shù)是以媒體形態(tài)描述模型信息，將系統行為、系統形態(tài)、數學(xué)模型、物理模型等等更直觀(guān)的表現出來(lái)，給人提供可靠、準確的設計、操作參考，并利用計算機的輸入、輸出信息等功能，實(shí)現機械制造的自動(dòng)化，使其設計手段、自動(dòng)化運行方式更加高明、高效。
2 、機械設計制造及自動(dòng)化中計算機技術(shù)的具體應用
2.1 機械設計制造中的計算機輔助功能分析
機械設計制造及自動(dòng)化是一個(gè)復雜、繁瑣的過(guò)程，計算機在這一過(guò)程中的應用是科技發(fā)展的必然結果，也是機械設計制造及自動(dòng)化自身發(fā)展的需求。 計算機輔助設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用，機械設計中，利用計算機設計輔助功能可有效的提高產(chǎn)品設計的可靠性和精度，為機械生產(chǎn)制造帶來(lái)更高的效益。 第一，機械設計的目的是機器生產(chǎn)性能夠優(yōu)越的體現出來(lái)，在這一過(guò)程中繪制復雜的機械圖非常關(guān)鍵，利用計算機的 CAD、CAM 等軟件，對機械設計進(jìn)行科學(xué)的信息處理，使這一復雜過(guò)程變得清晰、明確，且減少了人為失誤、出錯等，提高了機械設計的效率和科學(xué)性。 第二，機械設計中要對機械的工作原理、結構、形狀、尺寸等進(jìn)行分析利用計算機輔助技術(shù)對設計的機械產(chǎn)品形成具體的描述，使設計人員能夠更加直觀(guān)的看出設計的問(wèn)題和不足，有利于提高設計速度和設計有效性。 第三，計算機輔助功能的應用方便了圖紙的編輯、修改，在圖紙分析中不用做反復、重復的工作，一切圖形繪制、數據計算及處理等問(wèn)題計算機都能搞定。 第四，在相應軟件的支持下，機械產(chǎn)品零部件的測試也更加方便。 在機械設計過(guò)程中利用計算機的虛擬樣機構建，結合圖紙“制造”一個(gè)虛擬的樣機模型，利用計算機技術(shù)對其進(jìn)行工作性能、受力情況等測試，以便及時(shí)的修改原設計，使原設計變得更加完美。
2.2 機械設計制造中的計算機仿真技術(shù)應用分析
計算機仿真技術(shù)是在可視技術(shù)和虛擬技術(shù)的基礎上發(fā)展起來(lái)的，這一技術(shù)通過(guò)計算機系統對研究對象建立模型（這種模型被稱(chēng)為“數學(xué)模型”），利用模型真實(shí)的顯示研究對象的實(shí)質(zhì)，其數學(xué)模型便于計算機處理，使機械設計的修改更加方便、簡(jiǎn)潔。 同時(shí)，仿真軟件的應用實(shí)現了現實(shí)與虛擬的結合，在模型仿真實(shí)驗，為確保機械產(chǎn)品的質(zhì)量提供了科學(xué)依據。 例如，在汽車(chē)制造中，機械設計具有難度大、成本高、修改難等特點(diǎn)，如一個(gè)多缸發(fā)動(dòng)機的設計就需要經(jīng)過(guò)許多繁瑣的工作，對產(chǎn)品的排氣過(guò)程要經(jīng)過(guò)反復的研究， 利用仿真模型就可以簡(jiǎn)化這一過(guò)程，實(shí)現對機械運動(dòng)過(guò)程中各種狀態(tài)的可視，確保了機械設計的實(shí)踐功能。
2.3 機械自動(dòng)化中計算機技術(shù)的應用
機械的自動(dòng)化是工業(yè)革命的偉大產(chǎn)物，極大的提高了機械生產(chǎn)的效率，當前機械生產(chǎn)制造的自動(dòng)化在各行各業(yè)有廣泛的應用，在解放人力勞動(dòng)的同時(shí)實(shí)現了生產(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(guò)程中一些復雜的環(huán)節無(wú)需人直接參與便可得到解決，促進(jìn)了機械生產(chǎn)的安全性、可靠性。 另一方面，計算機技術(shù)的應用確保了機械生產(chǎn)系統的最佳狀態(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(dòng)包裝機，無(wú)需人員參與，就可對產(chǎn)品進(jìn)行包裝，大大提高了生產(chǎn)的速度和效率。
3、 結語(yǔ)
機械設計制造及其自動(dòng)化中計算機的應用已非常普遍，早已融入其中，成為機械設計、制造、自動(dòng)化生產(chǎn)的一部分。 當前，我國的機械設計制造及自動(dòng)化生產(chǎn)與國際先進(jìn)技術(shù)還有一定距離，水平不高是一個(gè)客觀(guān)存在的現實(shí)，針對這一現狀，重視計算機硬件、軟件的開(kāi)發(fā)，使其更好的應用到機械的設計制造及自動(dòng)化生產(chǎn)當中，是推進(jìn)我國機械制造水平發(fā)展的有效途徑。
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