机械自动化技术在机械制造中的应用研究

引言

在制造业快速发展的当下，机械制造对生产效率、产品质量的要求不断提高。传统制造模式依赖人工，存在效率低、精度不足等问题，难以满足现代制造需求。机械自动化技术的出现为解决这些问题提供了有效途径，它能实现生产流程自主运行，是制造业转型升级的关键。

、机械自动化技术相关理论基础

1.1 机械自动化技术的内涵与特征

机械自动化技术是融合机械设计、电子控制、传感检测等多领域技术的综合体系，核心是通过预设程序或智能控制，实现机械制造过程的自主运行，减少人工干预。其内涵不仅包含设备的自动化操作，还涵盖生产流程的自动化调度与协同。该技术具有三大特征：连续性，能按固定逻辑持续执行生产任务，避免人工操作的中断性。精准性，通过电子控制系统对机械动作的精确调控，确保加工、装配等环节的误差控制在预设范围内。

1.2 机械自动化技术在机械制造中的应用原则

机械自动化技术的应用需遵循实用性原则，以解决实际生产问题为导向，避免盲目追求技术先进而忽视成本与需求的匹配，例如中小型企业可优先选择适配现有生产线的自动化改造方案。同时要遵循经济性原则，在技术投入与效益产出间寻求平衡，通过自动化提升效率、降低损耗，确保长期收益覆盖初期投入。兼容性原则不可或缺，新引入的自动化系统需与原有设备、生产流程兼容，减少系统对接障碍，保障制造过程的稳定性与连贯性。

1.3 机械制造自动化发展中存在的问题

机械制造自动化发展面临多方面问题。技术层面，核心技术对外依赖度较高，在精密伺服系统、高端控制系统等关键领域，自主研发能力不足，部分核心部件需进口，制约了自动化系统的整体性能提升与成本控制。企业应用层面，中小企业自动化改造困难突出。自动化设备初期投入大，中小企业资金有限；且现有自动化方案多针对大规模生产，难以适配中小企业多品种、小批量的生产需求，导致其应用意愿偏低。人才方面既懂机械制造工艺又掌握自动化技术的复合型人才匮乏，基层技术工人对自动化设备的操作和维护能力不足，影响了自动化技术的有效应用与推广。

二、机械自动化技术在机械制造中的具体应用

2.1 在自动化生产线中的应用

自动化生产线以机械自动化技术为基础，原料到成品的制作过程可以完全自主完成。自动化生产线的机械臂、传送器以及控制系统确保整个过程中工件的自动抓取、运输、定位。自动化在汽车零部件生产线上会按照顺序和程序依次对螺栓进行自动拧紧以及零部件对接，自动化生产线借助传感器将每个工序都完成的相关信号进行传输和同步，保证了整个生产线工序的衔接。生产线上的控制装置还可以实时反馈不同装置完成任务的工作情况，某一装置出了问题就会自动发出停车或调整信号来避免大批量零件有瑕疵的情况出现。由此可见，自动化生产使生产衔接不需要人工来完成，从而使得生产速度更加均匀流畅，连续性的生产可以减少每个工序的转移所消耗的时间成本。

2.2 在精密加工环节中的应用

微米级精密零件对材料和表面有着高度的精确性要求，而采用机械自动化的设备实现机械加工、电子控制的方式进行精细化操作。其中加工设备装载的伺服马达能根据任务信号调节刀具进给速率与位移距离，再将光栅尺等测量机构给出的反馈信号结合成闭环控制。在模具加工时自动化设备可根据设计方案改变数控机械的切削方向避免了人工夹紧等操作方式会导致的切削力大小不均对精准度的干扰。

2.3 应用于搬运装卸和储存

物流中通过机械自动化技术将人搬运和仓储环节的物料进行转型升级，提高物料流转效率。在车间内，AGV 按照预设路线或者通过激光导航来自动运行，自动获取物料存放的位置，进行装载和卸载，不需要人工驾驶进行跨区域物料运储工作。在仓储环节中，自动化立体仓库通过堆垛机结合仓储管理系统来按照订单指令进行物料的取货或者入库，仓储货架不会因为需要人来取料或者存放而考虑其高度，可以得到更好的空间高度利用。通过条形码技术或者 RFID 技术录入物料信息，可以在流程中进行全过程追踪，降低由于人工记录时产生的记录误差和漏洞。

2.4 在质量检测中的应用

检测精度从取样检测发展为全程自动化检测，检测设备借助机械装置带动探头或成像装置运动，对工件进行全面测量，将测量结果实时传递给控制系统和比对标准，以轴承检测为例，轴承自动检测设备能使工件自动旋转，采用超声波探伤检测轴承内部缺陷，如果发现内部缺陷，则自动将检测位置标记，并打开自动分拣装置，一些检测设备还能联动加工系统，出现连续缺陷时自动将处理指令推送给加工系统，将产品检测结果结合产品的制造过程，即加工→检测→调整，从生产过程改善产品质量。

三、推动机械自动化技术在机械制造中应用的策略

3.1 加强核心技术研发与创新

核心技术是机械自动化技术应用的根基，需构建基础研究、应用开发、产业转化的全链条研发体系。聚焦伺服驱动、精密控制等关键领域，鼓励企业与科研机构联合攻关，针对现有技术瓶颈开发适配性更强的解决方案，例如优化控制系统的响应速度，提升设备在复杂工况下的稳定性。推动技术创新模式升级，通过跨学科协作整合机械设计、电子信息等领域的技术资源，打破传统研发壁垒。

3.2 降低技术应用门槛，助力中小企业普及

中小企业是制造业的重要组成部分，需通过多样化手段降低其技术应用成本。政府可搭建公共技术服务平台，提供自动化设备租赁、技术咨询等服务，减少企业初期投入压力。行业组织可推动制定标准化的技术接口与适配方案，降低不同品牌设备的兼容难度，让中小企业能基于现有生产线逐步升级，避免一刀切式的改造。鼓励设备供应商开发模块化、轻量化的自动化解决方案。

3.3 完善人才培养体系，培育专业技术人才

专业人才是技术落地的核心保障，需构建多层次的人才培育机制。高校可优化相关专业课程设置，增加自动化系统调试、智能设备运维等实践内容，通过校企合作建立实训基地，让学生参与实际生产项目。企业应建立内部培训体系，针对技术工人开展自动化设备操作、日常维护等专项培训，提升其对自动化系统的掌握能力。可通过行业技能竞赛、技术沙龙等形式促进交流，邀请资深工程师分享实践经验，培育既懂机械制造工艺又掌握自动化技术的复合型人才，满足技术应用对多样化人才的需求。

结语

机械自动化技术为机械制造带来显著变革，在生产线、精密加工等场景的应用，有效提升了生产效率与产品质量。虽面临核心技术待突破、中小企业应用难等问题，但通过加强研发、降低门槛等策略可逐步解决。随着技术持续创新及应用深化，该技术将更广泛融入机械制造，为制造业智能化、高效化发展注入动力，助力实现制造业高质量升级目标。

参考文献

[1]涂远韬.机械自动化技术在汽车制造中的应用[J].汽车测试报告，2024，（23）：35-37.

[2]黄理.自动化技术在汽车机械制造中的应用[J].汽车测试报告，2024，（21）：29-31.