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摘要：计算机技术的不断发展，为现代化机械设计制造等提供了更加便捷的方式，在计算机程序控制及电子技术的基础上，使机械自动化水平不断提升。本文就计算机技术在机械设计制造及自动化中的应用进行探究，简单阐述机械设计制造及自动化的发展现状及计算机技术应用的优势，并对计算机技术在其中的主要应用内容进行分析，尝试对其未来的发展方向进行分析，旨在促进我国计算机应用技术的不断提升。
关键词：计算机技术；机械设计制造；自动化
0引言
计算机技术可分类为不同的技术类型，如利用计算机进行逻辑控制和编程的辅助设计与联动设计技术，或利用计算机电子技术等的仿真与建模技术等，计算机技术已经成为现代化机械设计制造及自动化行业中必不可少的技术种类，其能够有效结合不同技术，融合提升整体的功能效果，从而提高机械设计制造的实际效率，促进制造业的发展，相关研究人员应加强对计算机技术的深入探究，提高该技术的实际应用效果。
1机械设计制造及自动化概述
机械设计制造及自动化是由多种技术和工艺融合的综合性门类，通过将不同的工艺技术进行有机融合，实现对机械设备的有效设计与构建。机械设计制造及自动化水平，直接影响国家的经济和社会发展，对社会的建设和国民经济有着重要的作用和影响。在现代化发展过程中，机械设计制造正不断向自动化和智能化方向发展，通过对自动化技术的研究与分析，逐渐提升机械设备的功能性和实用性，进一步强化整体设备的设计效果。目前，我国在机械设计制造及自动化方面取得了一定的成果，逐渐提高了对计算机技术的应用，使机械设计效率得到有效提升，同时，在计算机技术的帮助下，提高设计效果，使工程的建设质量得到进一步的提升。计算机技术能够提升系统的灵敏性，并通过逻辑程序设计，帮助机械设备实现自动化，在该方面我国还有较为漫长的路要走。目前，对自动化系统的设计和制造能力有限，无法与机械设备的设计制造进行更深度的融合。相关研究人员应加强对计算机功能的研究，在进行机械设计的过程中，提高对计算机技术的使用频率，降低设计难度，缩短设计周期，使设计制造更为便捷，从而提高整体机械设备的建设质量。
2计算机技术主要应用内容
2.1仿真技术
计算机仿真技术是在VR技术和可视化技术的基础上发展而来，通过计算机对软件进行编程和调整，使可视化技术得到了变革和调整，整体的仿真可视效果得到有效提升。通过计算机仿真技术的实施，构建机械零件后进行组装，形成仿真模型，便于设计制造者进行观察和分析，同时可以通过仿真技术对零件的功能进行模拟，了解整体机械设备的设计效果，进一步保障机械制造质量。在对大型机械设备，如内燃机零件系统进行仿真设计时，可以充分利用仿真技术对内燃机零件的运行情况进行仿真模拟，确保零件与整体内燃机构造相契合。对系统进行定义时根据机械设备的设计需求来对系统边界进行设计，并规定相应的约束条件。如在进行仿真实验时，对机械设备的通信系统进行仿真实验验证，需要结合通信需求对约束条件进行设计和规定，避免系统仿真模型受到影响。利用计算机技术帮助构建相应的数学模型，根据系统设计情况，将其转化为客观的数学表达公式，并利用数学公式进行模型转换，将构建的数学模型转化为仿真模型，使机械设计人员能够直接通过对数学模型的调整，实现对仿真模型的控制，顺利完成模型转换[1]。在仿真实验中，通过利用数学模型对内燃机运行的原理进行模拟和构建，构建完毕后，利用计算机进行数值分析和调试，最终得到计算机语言的数学模型，实现对内燃机内部零件运行过程的还原和仿真。设计仿真实验，通过实验要求进行信号输入，信号通过模型后，根据实际的设计情况对参数进行处理。参数处理完毕后将其加载到仿真模型中，实现模型加载，得到仿真模型。通过该方式进行整体实验。在通信系统仿真实验中，为完成实验方法，使用动态系统对模型进行优化，对于实验中的不确定模型，使用蒙特卡罗方法进行随机模拟，提高实验统计的概率，提高整体的实验效果。按照实验输入代码，通过模型变化进行验证，完成实验要求。仿真实验完毕后，得到实验结果，并对仿真实验进行验证，最终提交相应的实验报告，完成对内燃机零件的仿真设计。
2.2辅助设计技术
机械设计制造过程中，通过计算机辅助设计，能够有效提高整体的设计效果。计算机辅助技术的应用非常广泛，其能够对系统进行优化和调整，或通过构建软件等方式来辅助机械设计制造，从而使整体的设计流程更加顺畅，减少时间和资源的浪费。相比传统的人工辅助设计构建，计算机技术的实施使整体设计的难度得到降低，提高机械设计制造的效果。在对机械设备进行辅助设计的过程中，利用计算机机制中的软件功能，如CAD等，通过软件进行制图或者三维设计，对机械构建过程中，不同零件进行进一步优化和控制，根据需求调整零件的设计参数，提高零件的使用效果和整体机械系统的设计质量。如对大型机械设备中简单的齿轮传动进行设计，使用计算机技术深度研究和掌握传动需求，并结合材料以及系统运行荷载等参数进行计算和辅助设计。在选择齿轮材料时，参考内燃机设计需求，选择能够满足大型机械设备的材料种类，使用计算机技术对齿轮强度和韧性等进行计算，最后考虑经济性原则，选择合金钢作为齿轮材料。由于齿轮在构建过程中，需要其满足机械设备对其荷载、传动精度等相关参数，此过程可以利用计算机进行复制计算，以便优化整体方案设计效果。对荷载系数进行计算时，使用公式：其中：K为齿轮的荷载系数；KA为使用系数，该数值受到电动机减速器运行状态影响，一般平稳状态下为定值1.1；KV为齿轮动载系数；K琢齿轮之间的荷载分配系数；K茁荷载分布系数。在计算过程中，将机械设计手册输入到计算机中，由计算机自动对内燃机运行条件下的参数进行选取，最终得到计算答案。对齿轮传动精度进行设计时，明确其精度分为13个等级，在选择的过程中，通过计算机对设计需求以及成本控制等方面进行计算和分析，最终确定内燃机中齿轮传动精度。根据齿轮运行需求，选择相应的设计参数。
2.3深度学习技术
深度学习技术是人工智能技术的主要研究方向，其在机械设计制造及自动化中也有一定的应用。深度学习过程是对计算机技术深度挖掘利用的过程，通过与网络进行连接，提高搜索能力，将数据和公式等按照一定规律和表现层次等进行深度的挖掘和学习，提高对多功能技术的学习和掌握效果，实现对不同领域知识内容的识别和解决。将深度学习技术应用机械设计制造中，提高机械设备的自动化等级，使其逐渐向智能化设备中发展，提高设备的学习能力和识别效果。在对机器人抓取系统进行设计的过程中，通过计算机技术中的深度学习功能，提高抓取系统的设计效果，使机械设备实现智能抓取控制。设计人员应明确机械设备的抓取需求，如在对商品进行归类，或者对垃圾进行分拣等过程中，需要设备在混乱无序的环境下，实现准确的抓取和移动，同时保障环境不受影响，不造成堆叠物体倒塌等情况[2]。机械设备应具有精准识别和定位的功能，通过深度学习技术，优化对不同类型物品的学习和分类效率，同时提高坐标控制技术，能够根据相机图片中的坐标，对自己坐标和物品投入位置坐标进行顺利的转换，提高抓取分类投放的效率。计算机技术更多体现在学习控制系统中，对识别和抓取运动进行控制，在整个系统运行过程中，先将设备移动到抓取环境中，准备待抓取目标。在设备相机对环境进行拍照，将图像照片传输到系统中，在计算机深度学习技术的帮助下，对周围情况进行归类，识别其中存在待抓取目标。以自身位置为原点，对目标点的空间位置进行分隔和计算，得到该点坐标，判断抓取的方式以及抓取的成功率。调整抓取位置和姿态，系统下达命令，控制机械臂以相应的形态，到达指定位置后进行抓取，抓取成功后。系统应进行判断，按照抓取目标分类对其放置位置进行规划设计，完成整体操作流程。在抓取的不同环节，均需要通过计算机深度学习的方式进行识别，通过系统识别后的反应，对大型机械设备进行合理控制。深度学习技术实施难度较大，需要大量的进行数据获取和运算，因此设计时应满足硬件需求，随后进行相关的软件设计，提高机械设备设计的效率。
2.43D建模技术
3D建模技术在机械设计制造中的应用越发普遍，3D建模指的是利用计算机软件，构建与零件具有相同参数的虚拟模型，其在分类上具体分为NURBS和多边形网格，前者对于模型构架的要求较为精细，能够对较为复杂的模型进行构建，后者更适合进行效果图的设计，整体三维模型的视觉效果相对良好。使用3D建模技术的过程即是用计算机描述一个系统的行为，计算机软件通过利用数学方法构建不同物体之间的空间关系，并对相应的数据进行保存和使用，实现对模型的构建。在对机械设备的转动系统进行建模时，应基于机械设备中内燃机传动系统的相关知识，与计算机技术进行融合，实现数学关系转化，最终形成相关的模型构建。大型机械传动中主要分为三大部分：传动、控制、辅助，各个部分进行细分，如通过传动系统，控制传动部分，并对其中的轴系变化情况进行调整，使设备按照控制要求执行。内燃机模型构建时，首先应明确传动知识集合，将知识属性集合设置为Xm，该集合表示为：，在结合中选择n个属性样本进行设计构建。在传动知识集合中建立信息系统，表示为：，其中的子集有相应的论域和取值范围，并在各个范围内形成相应的信息函数。通过对集合的计算，得到集合的边界区域。其次，对不同条件关联的属性进行计算，了解其中的组合重要度。在边界区域范围内，对不同属性进行计算，结合DEMATEL方法，对不同环节属性的权重进行计算，确保属性的可靠性。根据可靠属性权重来对计算决策属性的关联性进行计算，得到其重要度。最后，通过不同集合之间的相关数据以及参数控制情况，生成相应的档案数据库，在数据库的基础上进行建模，模型能够对大型机械传动过程进行展示，并将细节化部位进行扩大，提高模型构建效果。
2.5数控编程技术
数控编程是机械设备加工阶段的操作，通过对系统进行编程，使设备按照系统要求进行相应的加工，提高整体工程加工的精准度。在编程过程中，首先需要了解机械设备的实际加工需求，根据加工需求进行编程，确保系统对命令的执行效果符合相应的加工需求。其次，根据编程步骤，根据图纸和加工工艺等设计相应的程序，如对加工路线进行设计，对刀位坐标等数据进行合理的编程设计，从而形成完善的系统编程。最后，对编程的程序进行验证和调整，确保数控编程的程序加工效果符合要求。数控编辑控制机床作业过程中，坐标控制难度相对较大。在实际作业过程中，一般为零件和机床静止，通过控制移动刀具的方式实现对材料的切割加工。在进行程序编辑时，使用右手笛卡尔直角坐标系来对刀具的坐标进行明确，围绕X、Y、Z轴的坐标旋转方向进行调整，对运动方向进行规定，确保刀具的相对运动保持准确。现代化机械设计制造过程中，充分利用信息技术，不断向自动化编程方向发展，通过计算机系统对复杂的机械零件进行编程，随后通过恰当的处理和加工，完成对数控机床的程序编辑，使数控编程的难度不断降低。
3计算机技术在机械设计制造及自动化中的发展方向
3.1智能化
智能化发展是机械设计制造及自动化行业的主要发展方向之一，机械自动化有效节约了劳动力，使机械生产力大幅度增加。在此基础上，随着信息技术和网络技术的不断发展，智能化机械设计和制造将会进一步的减少对人力的需求，提供整体的建设发展效果。利用人工智能技术的优势较多，不仅能够满足设计生产需求，同时能够对相关生产设计中的专利技术进行保密，提高技术得到安全使用效果。在智能化发展过程中，一方面，通过加强数字化技术水平，通过数字化技术，对机械设备的设计和制造等过程进行高效辅助，提高整体的设计效率。数字化机械设计过程中，能够自动进行数据的采集和管理，帮助进行模型构建，提高整体设计和实施过程的效率。另一方面，通过并行化发展，提高计算机技术的智能化程度。并行化指的是在对复杂机械结构进行设计和制造的过程中，通过多种方式共同进行设计完成，提高对机械结构的设计效果，降低不同团队设计和制造过程中的差异化，加强不同设计人员之间的沟通效果，从而使整体设计质量得到有效提升。在协调并行的过程中，需要有效提升计算机系统的智能化效果，从而保障机械设计和制造过程中的高效性。
3.2微型化
机械设计微型化不仅是对事物极限的探究，更是整个科技发展的必然方向。微型化机械设备的设计和建设对于技术的要求更高，需要在尽量小的体积下，完成系统的搭载，使微型机械实现可控。目前在生物医学、航空航天等领域中，对于微型机械的需求较大，通过微型机械设备的研发，提高对环境的深度探究，通过简单的指令，控制微型机械设备完成相应的任务，帮助解决不同领域中的问题。目前微型机械受到计算机技术的影响，正向进一步方向迈进，通过计算机技术，与网络通信技术以及电子控制系统等进行结合，对微型机械设备进行优化改造，提高机械设备的功能特点。在计算机系统的升级下，能够在更小的体积中，有效容纳更多数据，并提高计算能力，使微型机械设备不断向更加微小的方向发展，同时保持良好的工作性能。目前影响机械设备微型化的主要原因有两种，其一，微型机械设备的构建材料，材料不仅要向微型发展，同时需要保持相应的功能作用，并且能够实现技术搭载。其二，微机电系统构建。微机械中电力系统的连接以及内部系统的构建是控制机械设备驱动的主要方式，在发展过程中，应加强计算机技术在超精密架构设备中的搭载技术，提高系统控制的效果和精密性，从而提高整体的控制效果。
3.3网络化
随着网络技术水平的不断提升，计算机技术与其进行融合发展成为了必然的趋势，在实际的机械设计制造过程中，通过网络化支持，实现机械自动化和智能化控制。网络化的发展，使机械设计制造过程中的效率得到提升，一方面，通过与不同计算机系统进行连接，形成全覆盖设计制造网络，能够了解设计制造过程中的具体情况及优缺点，通过网络信息技术实现不同计算机系统的信息交互，提高机械设计的质量。另一方面，在网络化技术的支持下，不断向远程机械设计制造方向发展，使机械设计制造安全性增加，同时克服了设计人员异地的情况，提高机械设计的效果。4结论综上所述，在机械设计制造及自动化发展过程中，计算机技术的融入，使整体设计和制造过程更加简单且高效，相关研究人员应加强对智能化和网络化等方面的研究与发展，不断对计算机技术进行升级，充实提高机械设计制造的效果，强化自动化技术的进一步发展，从而促进我国工业生产的快速发展。
参考文献：
[1]刘宁.计算机技术在机械设计制造及其自动化中的实践应用分析[J].电子测试，2019（9）：2.
[2]赵磊.论述计算机技术在机械设计制造及其自动化领域应用中的重要性[J].信息系统工程，2020（4）：2.
[3]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（16）：186-187.
作者：王清华 单位：山东安实绿色开采技术发展有限公司
