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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

时间:2022-10-29 18:50:14 来源:网友投稿

摘  要:在我国经济建设中,机械设计制造及其自动化起着非常重要的作用。随着科技的发展,各个行业之间的竞争越来越激烈。为了在迅速发展的社会竞争中占据更好的位置,机械设计制造及其自动化行业必须积极利用计算机技术的优势,实现可持续发展。本文就计算机技术在机械设计制造及其自动化中的应用 展开探讨。

关键词:机械制造及其自动化;计算机技术;应用

引言

计算机技术渗透到各行各业,为机械设计制造及其自动化带来技术性的变革,体现出不可比拟的优势,要充分明晰机械设计制造及其自动化的内涵,引入计算机辅助技术、计算机数控技术、3D技术和仿真技术,突显计算机技术在机械设计制造及其自动化中的应用优势,实现机械设计制造及其自动化与计算机技术的深度融合。

1计算机技术在机械设计制造及其自动化中应用优势分析

计算机技术的发展为所有行业带来技术变革,是业务创新和升级的重要技术支持。机械设计和制造以及自动开发无疑是结合计算机技术形成的新生产模式,从4个方面可以看出它的优势。计算机辅助工程、计算机语音控制技术、计算机仿真技术和计算机3D技术。其可以改善整个制造业,提高机械产品的质量,在机械制造企业的现代化发展中起着重要作用。特别是在信息时代,迫切地需要开发和发展计算机技术。例如在机械制造中使用计算机ERP管理系统,可以优化企业的运行和管理,有效地控制业务成本,与现有管理方法相比可以更及时的处理信息和业务,计算机存储技术使机械制造商能够安全地存储产品信息、产品项目等,并提了高业务信息管理的效率。

2机械设计制造及其自动化中计算机技术的应用

2.1计算机绘图技术

在机械设计制造及自动化的过程中,从产品设计阶段就需要进行非常繁琐的计算、绘图工作,比如机械设计中常用中径为73.05144284,小径71.75240474,如果采用传统的手工绘制来达到相应的精度比较困难,利用CAD、CAM等计算机绘图软件,可以更加精准的绘制图纸,并且大幅度的减少计算与绘图方面的工作量,传统手工绘制图纸根本无法与其相提并论。在绘图过程中,直接将机械的尺寸等各类数据,用输入的方式可以直接进行精准的绘制,同时在绘制复杂的图纸时还可以运用相关的软件指令,节约绘图的时间,例如:在CAD软件绘图过程中,如果需要绘制复杂的轴对称图形,那么绘制人员仅需要在CAD软件中绘制出一半,然后执行镜像命令即可。

2.2计算机辅助技术

在机械设计及其自动化的制造过程中利用计算机辅助技术可以在一定程度上提高机械生产的加工效率。并且在机械生产中合理的利用计算机辅助技术,还可以在短时间内找出机械产品中的缺陷和漏洞,并且根据修改计算机数据还可以补足这个漏洞,提高产品质量。另外通过计算机辅助技术还可以对机械产品的图纸进行全面的分析和了解,这样就可以提高机械产品制造过程中的精确性。

2.3計算机3D技术

3D技术呈现出极高的完整性和美观性特点,能够应用于机械设计制造及其自动化领域,根据机械设计制造产品的尺寸、结构等特征,进行三维立体化的模拟和仿真,全方位地分析机械设计制造产品的颜色、荷载能力、物理信息,实现对机械设计制造产品的仿真检测和验证,较好地提升机械设计制造产品的效率和质量,节约产品检测成本。机械设计制造及其自动化中的3D数据采集技术,可以利用激光测距原理记录被测物体表面密集点的三维坐标、反射率、纹理信息,生成被测物体的线、面、体等图件数据。其扫描系统包括有动作捕捉仪、便携式激光扫描头、数据处理器、移动工作站,能够对被测物体的各个部分进行激光扫描,并对扫描数据进行降噪、精简等后期处理,再将三维数据导入到3D打印机中进行打印输出。以矿山排水用叶轮3D打印为例,就充分体现出3D技术在机械零部件逆向工程中的应用特性和功能,主要应用要点包括有:①三维扫描。预先清理机械零部件表面的污渍,采用在零部件表面贴控制标靶的方式进行三维扫描,捕捉定位零件的空间位置,通过三维扫描获悉矿山排水用叶轮的故障部位和程度,针对性地拟定最佳扫描方案。在三维扫描的过程中,手持便携式激光扫描头在动作捕捉仪的视野之内采集数据,并将其输送到工作站,实现三维可亮化图形成像和数据处理,最后导出生产所需点云格式。②数据处理及建模。在进行零件三维扫描之后,要对获取数据进行后期处理,对数据进行降噪、精简之后,由相关软件完成曲面重构,甄别三维扫描中的数据误差,并进行零件破损部位的数据修复,直接导入3D打印机中进行打印。③排水用叶轮3D打印。利用3D打印技术和反模铸造技术,打印金属零件毛坯,再对其进行精加工。

2.4仿真技术

经过一段时间的发展,可视化和虚拟技术已经逐步成熟,计算机仿真技术应运而生。将成熟的计算机仿真系统应用到机械设计制造行业中,可以突破烦琐的机械设计制造过程,使之变得简单、高效、合理。随着AR、VR等虚拟技术的快速发展,根据实际需要在计算机系统中建立涉及制造的机械设备的数字模型并开展仿真试验,是当代机械设计制造行业的重要环节。

2.5数控机床

数控机床就是数字控制机床的简称,顾名思义就是一种安装了程序控制系统的自动化机床。数控机床的加工精度可达0.05~0.1mm,可以满足机械产品的精度需要,并且能够有效的解决精密、复杂、多品种的小批量零件的加工问题,是现代机床控制技术发展的趋势。在机械设计制造及自动化的过程中,通过数控机床可以对机械的制造进行编程处理,并根据产品的情况选择不同的编程方式。如果产品的设计制造比较复杂,就可以采取自动化编程的方式,反之就可以采用手工编程的方式。在编程的过程中,计算机平台发挥着重要的作用,其应用主要包含两方式,即数控编程和数控软件。通过计算机平台,可以灵活的转换数控编程与计算机语言,从而促进了数控机床的发展。

结语

总的来说,将各种先进的计算机技术用于机械设计、制造和自动化不仅可以帮助设计人员更直观地进行设计,还可以使相关的设计师查出隐藏的错误,及时进行更改,减少了设计时间,显著提高了执行效率。从长远来看,企业需要专注于计算机技术的研发。通过深入的研发,使得计算机技术与机械设计及制造很好地融合在一起,进而推动其又好又快的发展。

参考文献

[1]  吴杰,于胜男,陆浩琪,等.机械设计制造及其自动化中计算机技术的应用分析[J].内燃机与配件,2019(15):248-249.

[2]  张曌元.计算机技术在机械设计制造及其自动化中的实践应用[J].现代盐化工,2019,46(3):189-190.

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