计算机辅助制造技术在机械制造中的应用现状分析

赵红娟

摘要：随着计算机技术的发展，计算机技术的应用领域也日益广泛，其中，计算机辅助制造技术的产生以及在机械制造领域中的应用，对于提升机械制造的精度、效率都发挥着不容忽视的作用。文章在对计算机辅助制造技术、计算机辅助制造技术在现代机械制造中的地位做出分析与论述的基础上，对计算机辅助制造技术在现代机械制造中的应用进行了研究与探讨。

关键词：计算机辅助制造技术;机械制造;地位;应用

信息技术与管理技术的发展，为现代机械制造技术的发展提供了强有力的支撑，在此背景下，现代机械制造无论是在产品设计、产品加工、产品检测还是产品销售与产品使用方面都产生了明显的变化，而清洁、低耗、高效以及优质则是现代机械制造技术所具有的突出特点，这促使现代机械制造技术能够更好地适应市场竞争，并为机械制造产业的发展发挥着不容忽视的助力作用。

一、计算机辅助制造技术

计算机辅助制造技术指的是依托计算机等技术完成制造流程中的生产准备、产品加工等工作，其中，生产计划的制定、生产流程的设计与生产质量的控制都是计算机辅助制造技术所涵盖的重要环节。相对于这一广义的概念，计算机辅助制造技术也具有狭义的概念，即专指制造流程中的计算机数控编程，如对制造刀具轨迹与路径的生成等。事实上，计算机辅助制造技术并不是单一存在的，这种技术往往与计算机辅助设计技术、计算机辅助质量控制技术等共同应用，而这些技术在推动现代机械制造发展中都发挥着重要的推动作用。当然，在对计算机辅助制造技术做出认知的过程中，需要避免产生“唯技术论”的倾向，由于计算机是由人所控制，因此，人的主导作用在计算机辅助制造技术的应用中仍旧占据着重要的地位，而人与计算机共同构成的人机交互系统，则是计算机辅助制造技术在现代机械制造中充分实现自身价值的重要基础。当然，计算机辅助制造技术在汽车制造、船舶制造、飞机制造等领域得到了广泛的应用，与此同时，这一技术在电子、服装、建筑等领域中也在逐渐推广与普及。

二、计算机辅助制造技术在现代机械制造中的地位

当前，随着现代机械制造产业的发展，机械制造产业对产品制造效率、产品制造质量所提出的要求不断提升，在此背景下，计算机辅助制造技术展现出了自身的价值，并在现代机械制造中处于核心地位。在传统的机械制造工作中，无论是图纸的设计还是加工程序的编制，都需要以人工为基础，虽然自动化技术逐步得以推广和应用，但是效率问题、误差问题依旧客观存在，与此同时，产品的更新换代也面临着更多困难，在此背景下，生产周期与生产成本的提升，严重制约着机械制造企业快速响应市场并迅速提升自身市场竞争力。随着计算机技术的迅猛发展，计算机能够依托精密的数据运算与处理能力，替代传统机械制造中一些重复、繁重或者容易产生人工误差的工作。对于机械制造领域中的工作者而言，计算机辅助制造技术在现代机械制造中的介入，促使他们能够从计算机辅助制造技术可以替代的工作中得以解放，并专注于产品的开发以及对制造过程的模拟等，这对于推动计算机辅助制造工艺的持续优化、进一步提升计算机辅助制造技术在现代机械制造中的价值具有重要意义。

三、计算机辅助制造技术在现代机械制造中的应用

从计算机辅助制造技术的应用领域来看，当前计算机辅助制造技术的应用领域主要包括以下几个方面：一是机械产品零件加工。如切削、铸造、测量、整机装配、包装入库等。如在金属切削加工过程中，计算机辅助制造技术可以构建基本的切削方程，并根据机床情况和测量参与，对切削速度、力度、轨迹等进行调整，从而在确保零件加工具有较高的精度和光洁度基础上，促使能源耗损、加工效率实现最佳效果;二是电子产品元器件的老练、测试与筛选;三是机电产品检验与质量控制。在传统机械制造领域存在着人工方法难以完成的复杂产品的测试工作，而依托计算机辅助制造技术，这些测试工作不仅可以完成，而且能够快速、大量的完成。

从计算机辅助制造技术的应用环境来看，在现代机械制造过程中，计算机辅助制造技术的应用离不开软硬件的支撑。具体而言，计算机辅助制造技术的应用需要具备以下技术环境：一是计算机硬件，即计算机实体。一般而言，计算机硬件分为主机与外部设备两类;二是计算机软件。在机械制造中，工作者可以围绕制造需求进行软件系统的开发，从而为机械制造的自动化与智能化奠定基础;三是数据库。在机械制造中，通用化的综合性的数据集合能够为数据处理工作提供支撑，并且能够为系统的运行以及制造过程提供可靠性与安全性;四是网络与通信。网络包含网络操作系统、网络协议、通信协议等，数据通信则是可以对原始信息进行整理并促使其系统化。

当前，计算机辅助制造技术在现代机械制造中发挥着重要的作用，而现代机械制造产业从业者也普遍认识到了计算机辅助制造技术在推动现代机械制造产业发展中所具有的价值。其中，计算机数值控制是计算机辅助制造技术的核心，即数控。数控技术不仅可以应用到机械制造过的机床之上，而且能够用于冲压机、激光束加工、装配机、焊接机等各种设备的控制当中，也正因为如此，数控成为了计算机辅助制造技术中的基础。

另外，在数控技术之外，计算机辅助制造技术呈现出了日益智能化的特征，具体而言，计算机辅助制造技术在现代机械制造中的应用主要体现在以下几个方面：第一，柔性制造系统在现代机械制造中得到了应用。柔性制造系统即FMS系统，这种系统将传统机械制造、计算机、系统工程融合起来，因此也涉及到了复杂的技术，具有高度自动化的特征。通过在现代机械制造中应用FMS系统，不仅可以满足现代机械制造提出的高自动化要求，而且也能够促使现代机械制造实现高柔性化。从这种计算机辅助制造技术的优势来看，较高的设备利用率、稳定的生产能力、较高的产品质量、显著的经济效果等都是FMS系统在切削交工、焊接冲压中得到广泛应用的重要原因;第二，人机一体化智能系统在现代机械制造领域展现出了良好的发展前景。人机一体化智能系统即智能制造，简称IM，这种智能系统可以替代人在机械制造中所开展的分析、判断、推理、决策等活动，从而对人的脑力劳动进行延伸或者部分取代。这种计算机辅助制造技术的出现与应用，不仅更新了现代机械制造发展理念，而且也促使现代机械制造呈现出了高度集中化与智能化的特征。由于智能化是现代机械制造发展的重要方向，因此，IM技术在现代机械制造中的推广成为了现代机械制造产业转变发展方式并向中高端工业迈进的重要选择。当然，虽然IM技术是我国现代机械制造产业未来发展的重要支撑，但是对IM技术的研发与推广仍旧处于探索过程当中;第三，虚拟制造技术在现代机械制造中展现出了不容忽视的价值。虚拟制造技术即VM技术，这种技术能够通过对机械制造中的设计过程、加工过程、成型过程、装配过程以及维护过程进行模拟，来发现这些机械制造环节中存在的问题，从而为机械制造工艺的改进提供依据，进而确保产品具有更高的质量。由于虚拟制造技术能够对机械制造构成总的所有要素进行仿真，因此能够在不消耗机械制造资源的基础上就能够深化工作人员对制造系统以及制造过程的了解，这对于确保工作人员做出更为科学的机械制造生产决策发挥着重要的作用;第四，以计算机设备为载体的辅助类技术，在平台应用过程中，可令整个图形设计由二维平面转变为三维立体，通过对当前数字模型进行可视化分析与界定，可增加系统确认信息的精准性，同时对于工序复检来讲，工作人员也可通过系统基准参数对当前設计信息进行校对，通过模型确认，进一步测定出模型数据是否符合当前系统运行状态。此外，以三维化、立体化的模型处理机制，可对设计文件本身进行多维度分析，查证出不同加工模式下，数据信息存在的误差系数，然后结合工业生产制造的误差极限值，设定出精确性的数据模型，为后续加工提供科学性的数据支持，提供企业的经济效益;第五，以计算机辅助技术为主体的技术型简化工序，可对不同操控阶段所呈现出的信息属性进行简化处理，其不再局限于单一化的数字处理模块，而是通过数字符号、模型符号的精简化处理，令整个制造工序所需要的图形信息得以简化。通过数字模型在不同物体结构中所呈现出的空间属性，进一步分析出不同操控状态下，空间模型设定与实际操控存在的误差属性，然后通过参数校准，提高实际制图精度;第六，RPM产品快速开发技术在提升现代机械制造生产效率方面发挥出重要作用。RPM技术在现代机械制造中的应用，可以对设计的合理性进行快速的检验。在传统的机械制造过程中，如果仅以CAD模型为依据开展加工制造，则可能需要多次反复才能够得到理想效果，这种做法不仅具有较大的风险，而且会对机械制造工作开展进度产生延误。而基于RPM技术的产品开发过程，不仅能够有效降低产品开发成本，而且可以有效缩短产品开发周期，这对于提升机械制造企业的市场竞争能力发挥着重要的作用。

四、结语

综上所述，计算机辅助制造技术在推动现代机械制造产业发展过程中发挥出了不容忽视的作用，它不仅改变了传统机械制造所具有的工作风格，提升了机械制造的产品质量，而且在提升机械制造效率、降低机械制造成本方面展现出重要价值。随着计算机技术的发展，计算机辅助制造技术的发展也不会止步，而重视计算机辅助制造技术的研发以及推广，则是提升计算机辅助制造技术应用价值的有效路径。

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（作者单位：东莞南博职业技术学校）