机械工程自动化技术及运用分析

引言

在当代建筑工程实践中，施工机械自动化技术的融入已成为推动行业发展的重要力量，其对提升工程效率、确保施工安全及优化资源配置的贡献不容忽视。随着技术的快速进步，自动化技术在建筑工程中的应用已经从单一机械的自动操作扩展到整个施工流程的智能化管理。如自动化搅拌站、智能搬运系统、自动焊接机器人及高精度的监控设备等，这些技术的应用极大地改善了施工的精确性和可靠性，同时也显著提高了工程项目的经济效益和施工速度。

1 自动化技术的概念

自动化技术主要利用机械与设备开展生产活动，减少人力资源的投入，并应用于加工、制造、控制及检查等环节，从而提高生产效率与产品质量。为更快实现机械工程自动化的目的，技术人员需深入研究自动化技术与机械工程的特点、要求及目标，在传统机械设备中增设指令存储、控制及执行等模块，以实现自动化生产的目的。在自动化技术的支持下，机械生产效能提升，在保证生产质量的同时也实现了成本节约。

2 机械工程自动化技术及运用分析

2.1 施工设备的自动化操作

建筑施工现场地形复杂，为更好地开展建筑施工作业，人们常利用自动化技术对施工现场机械设备进行管理、控制，以确保所有机械设备的运行高效而融洽。如中国一直在研发升级的自动挖掘机，这类设备通常会配备先进的传感器系统、全球定位系统、人工智能算法、机器视觉等技术，可对施工现场图像进行采集并上传至控制中心，再通过智能算法处理后发出合适的指令，控制挖掘机进行自动挖掘作业。施工现场还有塔吊、混凝土泵车、混凝土搅拌机等自动化设备，可用过远程控制实现建筑材料的垂直或长距离运输及搅拌，能够显著提升工程施工效率并降低施工难度及成本。另外，这些设备具有预设路径和红外线识别技术，能够精准定位施工现场点位并进行避障处理，大大降低了施工现场杂乱带来的影响，常被应用于隧道、水利工程等项目。

2.2CAD 技术

对于机械工程，设计是生产制造的前提条件，因此，需保证设计的科学性与适用性，计算机辅助设计（CAD）技术作为自动化技术的重要组成部分，可根据目标与要求，按照形状、尺寸及关键参数开展数学建模，判断当前设计是否存在缺陷。CAD 系统包括硬件与软件两部分，其中软件部分包括图形软件、分析软件及界面软件。应用CAD 技术可提高设计效率。调查研究显示，其效率可达传统方法的 5~8 倍。CAD 技术打破了传统设计工具的局限性，可针对复杂图形进行设计，精度可达 0.001mm 。利用三维造型技术建立数据库，用于存储零件信息，为后续生产与装配工作奠定坚实的基础。同时，在CAD 技术的支持下，还可以进行结构仿真及动力学分析，结合虚拟样机技术可获取零部件与整机的动力学及静力学数据，提供更精准的结构参数，从而大幅提升设计图纸的合理性和精确性。相较于传统手工技术，CAD 技术在设计质量和产品质量控制方面具有显著优势。在 CAD 技术应用过程中，可将其与 ANSYS、计算流体动力学（CFD）、有限元法（FEM）等工程分析软件共同应用于设计阶段。设计人员需根据工程实际情况确定结构设计流程，并对其进行优化处理。通过此种方式可保证工序流程的规范性、有序性，还可进一步提高产品质量，保证产品相关技术参数的精准性，从而为生产工艺奠定坚实基础。

2.3 智能机器人技术

在现代高层建筑施工领域，智能机器人技术的应用已成为提升建筑效率与安全性的关键因素。通过深入集成机器视觉、自动导航、多传感器融合技术及机器人操作系统，智能机器人能够在复杂的施工环境中执行精确的作业任务。具体来说，这些机器人系统在结构建造、材料搬运及安装等方面发挥着不可替代的作用。例如，采用激光扫描与实时反馈技术的机器人能够在未完工的楼层中进行材料的自动搬运与定位，极大地减少了人力需求并缩短了工期。此外，智能机器人在高层建筑的外墙施工中，通过应用高精度的定位技术与稳定性控制算法，可实现高效的外墙板材安装。这种机器人不仅能自动调整安装角度，还能根据施工图纸中的参数自动配置安装顺序，确保施工质量。在混凝土浇筑作业中，智能机器人系统利用先进的泵送技术与流变控制策略，优化混凝土的浇筑过程，通过动态调整浇筑速度与量，实现结构的均匀性与稳定性。

2.4 集成化应用

在机械产品的制造过程中，由于不同的产品类型对于设备的要求以及操作的要求存在差异性，工作人员需要及时调整相关的参数，确保产品的制造、生产符合客户的要求。在机械自动化技术的应用上，可以通过集成化的应用，将不同的技术进行整合，然后，结合客户的个性化需求进行机械结构的重组，有效优化自动化流程，保障产品加工生产过程中的精度，也能够全面提高机械制造产业的整体性能。由于工作中所产生的数据信息相当庞大，在自动化技术的应用过程中，可以快速收集所产生的数据信息，做好快速的整合工作，分类汇总后，评估出具有指向性的运算结果，将其应用于实际的机械制造工作中，实现了自动化的生产，也能够在工作中合理配置现有资源，保障生产效率和生产质量。这种集成化的应用对于企业的发展起到了较大的帮助，是当前行业发展的重要方向之一。

2.5 自动化的施工现场安全管理

建筑施工现场的安全管理直接关乎工程项目施工效率与质量，为减少施工现场安全风险，保障工程项目如期完成，人们将自动化技术应用于施工现场安全管理工作，并利用传感系统、算法分析等对机械设备运行状态进行管理，实现机械设备的自动防碰撞及故障预警等功能，辅助自动化施工顺利进行。

2.6 智能化应用

在智能化应用中，将各项技术与自动化技术进行融合，实现人机一体化的智能系统，工作人员不仅可以在系统平台之上，对于各环节、各阶段的工作开展进行精准把握，同时，每项制作过程所应用的技术都融合了人工智能，自主化地进行分析和判断，及时做好维护工作和维修工作，降低运营成本的同时，也为企业创造了更高的经济利润。由于批量化的产品生产制造加工，需要大量设备在同一时间，实现24 小时的运行，过大的工作负荷，容易出现内部零件老化、损坏等问题。在智能化的应用过程中，通过模仿专家思维，开展智能化的检查，检验到机器运行状态发生异常时，系统展开自动化调整，设置参数信息，排除安全隐患，保障使用过程中的安全，也能够确保产品本身的质量。

结语

在机械工程行业发展与建设过程中，需积极应用自动化技术，包括CAD 技术及数字化技术，并对自动化技术应用模式进行创新优化，保证生产全过程的安全性，提高生产效率，并保证产品质量符合设计要求，推动机械工程行业朝着自动化及智能化的方向发展。

参考文献

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