机电自动化在建筑机械制造中的应用探究

引言

建筑机械作为支撑现代工程建设的重要装备，其制造质量与技术水平直接影响施工效率、施工安全和工程质量。在建筑行业不断发展与技术迭代的大背景下，传统的建筑机械制造模式已无法满足高精度、低能耗和高效能的市场需求。随着机电一体化与自动化技术的迅速发展，其在建筑机械制造过程中的广泛应用不仅极大提升了生产效率与产品质量，也推动了制造流程的系统集成与智能升级。所谓机电自动化，指的是以机械系统为基础，融合电气控制系统与计算机软硬件系统，通过信息反馈与自动调节，实现制造设备的自动化运行和生产过程的智能决策。该技术不仅改善了人工操作带来的误差与不确定性，也为建筑机械的柔性制造、数字管理和远程控制提供了技术支撑。本文将以建筑机械制造为研究对象，结合当前制造工艺与技术发展现状，从机电自动化技术的应用途径、工艺优化、系统集成、智能控制及未来发展等多个方面，系统探究其在建筑机械制造过程中的实际价值与应用成效，为相关企业和研发机构提供理论支持与实践指导。

一、机电自动化技术在建筑机械制造过程中的应用基础与核心组成

机电自动化作为现代制造业的重要技术支撑，其核心在于将机械设备、电气系统、传感器技术和信息处理能力进行有机融合，构建一个具备智能决策、自动执行、实时监控和数据反馈的综合制造体系。在建筑机械制造过程中，设备种类繁多、结构复杂、零部件多样，对制造过程的精度、稳定性与一致性提出了较高要求。因此，引入机电自动化系统，可从根本上提升制造环节的智能化水平与整体协同能力。其应用基础主要包括以下几个方面：首先是自动控制技术的应用，通过 PLC 控制器、数控系统和伺服驱动器等装置，实现机械装配、焊接、加工等工序的精确控制与过程优化；其次是传感器技术的运用，如温度传感器、应力传感器、光电编码器、激光测距仪等传感设备被广泛集成于各类制造设备中，实现对工作状态的实时监控与数据采集；第三是信息集成技术，主要依托工业以太网、无线通信、数据采集终端等工具，实现生产线中各设备与管理系统的互联互通，构建统一调度与数据共享的平台；此外，还包括人机交互界面的改进与优化，通过触摸屏、数据面板及远程控制终端等方式，使操作人员与设备之间的信息沟通更为直观与高效。这些技术的有机结合，构成了建筑机械制造中高效自动化系统的基础，为实现生产全过程的自动化运行与智能管理提供了坚实支撑。

二、机电自动化推动建筑机械制造效率与质量的全面提升

传统建筑机械制造存在生产节奏慢、工艺冗余、质量不稳定等问题，严重制约了产业的升级步伐。通过引入机电自动化系统，不仅可大幅度提升生产效率，还能显著改善制造质量。在零部件加工阶段，通过数控机床和加工中心的应用，可实现复杂结构件的精密加工，配合自动装夹、刀具更换及误差补偿系统，确保产品尺寸的一致性和表面质量。在焊接环节中，利用自动焊接机器人结合视觉识别技术和路径规划算法，可实现多轴联动、精准定位、焊接参数实时调节等操作，提升焊缝质量并减少热变形；在装配过程中，利用柔性装配单元配合机械手臂进行自动抓取、装配与搬运，有效减少人力依赖与工艺错误，提升装配一致性。

三、智能制造背景下机电自动化系统的集成与协同发展

随着“工业4.0”战略与智能制造理念的深入实施，建筑机械制造企业开始由单机自动化向系统集成化、网络协同化方向发展。机电自动化系统作为智能制造的核心支撑，其集成水平与协同能力成为制造系统竞争力的关键指标。在实际应用中，企业通常采用分布式控制架构与信息互联平台，将数控设备、机器人系统、传感器网络、生产调度系统及质量检测平台等有机整合，构建出集控制、感知、分析、决策与执行为一体的智能制造系统。通过 MES（制造执行系统）和ERP 系统的对接，可实现对订单、库存、人员与设备资源的统一管理，生产计划的自动生成与动态调整；通过SCADA 系统对工艺流程进行可视化管理和异常预警，提高生产安全性与设备可用率；同时，设备健康管理系统通过数据分析与故障预测功能，实现对关键设备的预测性维护，降低停机风险与维修成本。

四、建筑机械制造中机电自动化面临的挑战与应对策略

虽然机电自动化技术在建筑机械制造中已取得显著成效，但其发展过程中仍面临诸多挑战，亟需从技术与管理两个维度加以突破。首先，核心技术受制问题仍较为突出，尤其是在高性能伺服系统、精密控制算法、高端传感器及工业软件平台等方面，对国外技术的依赖较大，制约了系统性能提升与成本控制。其次，系统集成难度大，不同厂商设备间的兼容性差、通信协议不统一、接口标准不规范，导致系统集成效率低、运行稳定性差。第三，自动化人才短缺问题日益突出，既懂机械结构又精通电气控制与计算机编程的复合型人才匮乏，难以满足企业对系统开发与运维的高标准需求。此外，部分中小型制造企业因投资成本高、技术门槛大、管理水平低等问题，在推进自动化升级过程中存在顾虑与障碍。

五、未来发展方向与机电自动化技术的创新路径探讨

面向未来，机电自动化技术在建筑机械制造中的发展将呈现出更高水平的智能化、绿色化与网络化趋势。首先是人工智能技术的深度融合，未来制造系统将更多地借助深度学习、强化学习与专家系统等手段，实现故障自动识别、工艺路径自适应优化与生产过程智能决策，大幅提升制造系统的自主性与适应性。其次是绿色制造理念的贯彻落实，机电自动化系统将更多关注能耗管理、资源循环与环境保护，如开发低能耗驱动系统、智能节能控制算法、绿色制造工艺等，实现建筑机械制造过程的环境友好型转型。

结论

机电自动化技术作为现代制造业转型升级的关键驱动力，正在建筑机械制造中发挥着越来越重要的作用。本文从技术架构、应用成效、系统集成、发展挑战与创新方向等方面，对机电自动化在建筑机械制造中的应用进行了系统研究。研究表明，该技术不仅提升了制造效率与产品质量，还推动了制造流程的智能化与柔性化，促进了企业的转型升级与核心竞争力提升。尽管目前仍存在核心技术受限、系统集成困难与人才短缺等问题，但通过加快自主创新、标准化建设与人才培养，完全有可能构建适应未来制造需求的先进自动化制造体系。展望未来，随着智能制造、绿色制造、工业互联网等理念的持续推进，机电自动化将在建筑机械制造中实现更深层次的融合与升级，为我国建筑装备制造行业高质量发展提供强大技术支撑与战略保障。

参考文献

[1] 穆智新 , 杨芳 . 论机电自动化在工程机械制造中的应用 [J]. 电子技术与软件工程 ,2013,(11):72.DOI:10.20109/j.cnki.etse.2013.11.055.

[2] 邹云波 . 浅谈机电自动化在工程机械制造中的应用 [J]. 河南科技 ,2014,(02):132.

[3] 蒋 海 涛 . 机 电 自 动 化 在 工 程 机 械 制 造 中 的 应 用 [J]. 科 技 与 企业 ,2014,(10):332.DOI:10.13751/j.cnki.kjyqy.2014.10.311.