机械自动化技术在机械制造中的应用研究

引言

自动化技术通过融合机械、电子、控制等多学科知识，实现了生产过程的自动化、智能化，大大提高生产效率和产品质量。在激烈的市场竞争环境下，机械制造企业唯有积极采用先进的自动化技术，才能在优化生产流程、降低成本、提升产品竞争力等方面取得突破。本文将重点探讨自动化技术在机械制造业中的应用原理及具体实践，为推动我国机械制造业转型升级提供有益参考。

1 机械自动化技术概述

1.1 自动管理信息

在不同的机械产品制造生产中，所设置的参数存在差异性，过去需要人工进行操作，逐步调整每台机械的参数和操作方式，但是，在机械自动化技术的应用中，可以根据客户的需求进行个性化调整，技术人员只需要在平台之上进行统一化的操作即可，由于不同的设备配备终端传感器以及通过物联网的搭建，使得各类信息传输及时，技术人员可以在平台上进行统一调整，降低人工成本的投入，也提高了制造的效率。

1.2 自动操作设备

随着现代科技的进步，机械自动化技术得到了快速的发展，而该技术在机械制造业中的应用也得到了普及，目前，我国的机械制造行业正在向着自动化、智能化、敏捷化以及虚拟化的方向发展。在技术应用的过程中，能够根据实际的情况进行自动化调整，对比人工操作的形式而言，在生产效率和制造精度上具有较大优势。尤其是在面对客户的个性化需求上，通过输入基本的参数信息，即可保障各项设备按照要求进行操作，满足客户的个性化需求，也能够保障产品制造的效率和精度。随着时代不断地进步，在机械自动化技术的应用上将会不断地深入，自动操作设备，自主识别操作，精准监测，智能决策等，这些都能够促进机械制造业的发展，满足不同产品制造的需求。

2 机械自动化技术在机械制造中的应用要点

2.1 自动化生产线

自动化生产线是自动化技术在机械制造业中的典型应用之一，其实现流程通常分为工件上料、加工、装配、检测和下料等环节。首先，工件由振动盘、机械手等上料机构按照预设的节拍精确送入加工工位，定位精度可达± 0.05mm ；接着，多轴联动数控系统根据加工程序控制刀具和工件的相对运动，完成切削、钻孔、铣削等工序，并通过在线测量对刀具磨损进行自适应补偿，确保连续加工尺寸偏差在 ±0.01mm 以内；随后，加工完成的工件通过柔性输送线进入装配单元，六轴工业机器人结合机器视觉系统自主识别工件姿态，并协同智能电批等执行精密装配和紧固；最后，装配完成的产品采用三坐标测量机等设备进行全尺寸自动检测（探头重复性 2.0μm ），并将检测数据实时回传MES 系统优化生产排程。由此可见，自动化生产线高度集成了机械、电气、信息、智能算法等专业技术，通过精密协同实现产品的高质高效生产。

2.2 机器人技术应用要点

机器人技术在港口起重机制造中得到广泛应用。在焊接作业方面，焊接机器人能够承担各种复杂的焊接任务，可以根据预先设定的程序，灵活调整焊接姿态和参数，对起重机的金属结构件进行高质量焊接。例如，在大型箱梁焊接过程中，机器人能够始终保持稳定的焊接速度和电流电压，避免出现焊接质量不稳定问题，有效提高了焊接接头的强度和密封性，减少了焊接缺陷的产生。对于起重机的电气控制系统，机器人能够精确连接各种线路和元件，提高装配效率和质量，减少人工装配过程中可能出现的错误，提高了起重机电气系统的可靠性和稳定性。

2.3 智能传感实时管控

在机械自动化技术应用期间可借助传感器装置了解装备生产状态，以此实现对智能制造环节的实时管控。从传感器装置角度出发应用机械自动化技术时，应根据现代装备特征而合理选取适宜的传感器类型，并对传感装置的应用细节加以管控。（1）选取传感器。根据现代装备智能制造需求选取适宜的传感器装置，在生产制造中较为常用的传感器装置包括压力传感器、加速度传感器、位移传感器、温度传感器等。可采用硬件接口将多种传感器装置组合连接，形成组合式传感器，并按照生产制造机床结构将传感器装置安装到特定位置，实现传感器在现代装备智能制造环节中的集成应用。（2）传感自动监测。完成传感器的选择与安装后，则可借助传感器装置对现代装备智能生产制造环节进行自动监测，实时获得装备制造生产图像。为实现该功能，要科学选取相机设备，并明确图像采集相机的视野。在制造产业智能生产期间，广泛采用黑白电荷耦合器件（CCD）相机作为图像采集设备，且对相机的视场要求需覆盖零部件的移动范围与结构的总长度。

2.4 自动化检测技术应用要点

应用自动化检测技术是保障港口起重机产品质量的关键，其贯穿于机械制造的全过程。在原材料检验阶段，自动化光谱分析仪能够快速、准确地检测金属原材料的化学成分，通过与标准数据进行比对，确保原材料的质量符合生产要求，从源头把控产品质量。在零部件加工完成后，坐标测量仪利用自动化测量技术，零部件的尺寸、形状和位置精度进行精确检测。例如，对于起重机的关键受力部件，坐标测量仪能够在短时间内完成大量测量点的数据采集，通过数据分析判断零部件是否合格。一旦发现尺寸偏差超出允许范围，系统会及时反馈给加工设备，进行修正或返工，避免不合格零部件进入后续装配环节。

3 机械自动化技术发展趋势

3.1 实现多学科耦合与集成化设计

从现有的机械制造行业来说，所生产的产品应该尽可能地满足人们当前对于现有产品的需求。现阶段，机械制造行业所生产的产品结构越来越复杂，因此有关机械制造及自动化技术不能够单单依靠现有的科学技术或产品设计，要将现有的产品设计进行多元化的发展与提升，通过机械、电气、通信、控制等多个学科的耦合，实现机械设计与自动化技术的多样化丰富发展。

3.2 实现模块化与网络化的良好融合

信息技术的发展，使原本分散的机械自动化生产流程通过网络变成一个整体。通过网络，将机械自动化生产互相融合，对生产流程中的任务进行合理分配，科学整合生产工序，将分散的生产任务按照需求进行模块化。在生产环节，可以根据设计团队要求，将产品生产任务进行拆解分配，以模块化思想完成生产，还可以与工程作业同时进行，来提升现有的设计效率和工作进程。通过网络化的结合、依靠，让个模块化的功能结构设计实现互相连接，让各生产工作小组之间的信息互享、资源互通能够得以保障。

结束语

综上所述，机械自动化技术在现代装备制造过程中具有不可忽视的作用，在装备制造生产过程中，应充分发挥出机械自动化技术的优势，应用 SPC 图把控制装备生产质量，借助智能传感装置实时化采集制造生产数据，实现对制造过程的实时管控。在现代装备制造过程中，机械自动化技术将趋向高度智能化、数据驱动决策、个性化定制发展，将会进一步加速制造产业的智能发展进程。

参考文献

[1] 蓝土庆 , 叶观伟 . 基于物联网技术的制造业机械自动化检测系统设计 [J].制造业自动化 ,2020,42(12):111-115.

[2] 李洪涛 , 张金碑 . 机械自动化技术的质量控制分析 [J]. 工程机械文摘 ,2023(03):32-34.

[3] 高维艳 . 探析机械制造工程和自动化技术的发展 [J]. 新型工业化 ,2022,12(02):129-130+139.