機電自動化在建筑機械制造中的應用探究

摘 要：隨著科技的飛速發展，機電自動化技術在各個行業中的應用越來越廣泛。特別是在建筑機械制造領域，機電自動化技術的應用不僅提高了生產效率，還推動了整個行業的轉型升級。基于此，從機電自動化技術在建筑機械制造中的應用角度出發，探討其重要性，研究具體應用及未來發展趨勢。

關鍵詞：機電自動化；建筑機械制造；數控技術

中圖分類號：TH16" " " " " " " " " " " " " " " " " 文獻標識碼：A" " " " " " " " " " " " " " " " "文章編號：2096-6903（2024）04-0049-03

1 機電自動化技術在建筑機械制造中的重要性

隨著科技的飛速發展，機電自動化技術已經廣泛應用于各個行業，特別是在建筑機械制造領域，其重要性愈發凸顯。機電自動化技術集機械、電子、計算機、自動化控制等多個學科于一體，為建筑機械制造行業帶來了革命性的變革。傳統的機械制造過程往往依賴人工操作，不僅效率低下，而且容易出現誤差。

機電自動化技術具有以下4個優勢：第一，能夠通過精確的電子控制和自動化設備，實現制造過程的自動化和智能化，從而極大地提高了生產效率。

第二，機電自動化技術能夠提高產品的質量和穩定性。機電自動化系統能夠精確控制各個生產環節，減少人為因素的干擾，使得產品的一致性和穩定性得到顯著提升。通過自動化的檢測和控制，能夠及時發現和解決生產中的問題，進一步提高產品的質量。在建筑機械制造行業，安全生產至關重要。

第三，機電自動化技術通過精確的自動化控制和安全檢測，能夠及時發現和處理各種安全隱患，減少生產事故的發生，保障生產安全。

第四，機電自動化技術還能夠降低生產成本。建筑企業運用自動化的生產方式，能夠減少人力和物力的投入，降低生產成本。還能夠提高設備的利用率和維護效率，進一步降低生產成本。

2 機電自動化技術在建筑機械制造中的應用

2.1 數控技術的應用

2.1.1 數控技術的應用案例

在某大型建筑工程項目中，對鋼結構的需求尤為突出。傳統的鋼結構制造過程需要大量的人工操作，這不僅效率低下，而且容易出現誤差，對工程質量造成潛在威脅。為了解決這個問題，項目團隊引入了數控技術，將機電自動化技術應用于鋼結構制造中。

數控技術，即數字控制技術，它利用計算機信息技術和設備，實現對機械制造過程的精確控制。在鋼結構制造中，數控切割機成為了重要的設備之一，這種切割機可以根據預設的程序，自動對鋼板進行切割，精確控制尺寸和形狀，大大提高了鋼結構的制造精度和效率。

除了鋼結構制造，數控技術還在混凝土構件的制造中發揮了巨大作用。混凝土構件是建筑中使用最廣泛的結構材料之一。傳統的混凝土構件制造需要大量的模板和人工操作，效率低下且精度難以保證。而數控技術的應用，使得混凝土構件的制造過程變得更加精確和高效[2]。建筑機械設備企業通過控制數控機床的加工路徑和參數，實現對混凝土構件的精確加工，大大提高了構件的制造精度和施工效率。

2.1.2 數控技術的優勢

在建筑機械制造領域，數控技術是實現機電自動化技術的重要手段。數控技術以計算機為核心，通過編程實現對機械制造過程的精確控制。在建筑機械制造過程中，數控技術能夠實現對多道工序的同時控制，實現流水線生產，從而顯著縮短機械產品的生產周期。數控技術還具有參數設置靈活的特點，能夠輕松應對不同規格和要求的建筑機械制造任務。

與傳統的機械制造技術相比，數控技術在建筑機械制造中具有顯著優勢。首先，數控技術能夠實現高精度、高質量的機械制造。建筑機械設備企業通過計算機精確控制機械運動軌跡和加工參數，能夠確保機械產品的精度和質量達到要求[1]。

其次，數控技術能夠提高機械制造效率。在流水線生產過程中，數控技術能夠實現對多道工序的同時控制，從而顯著提高機械制造效率。

最后，數控技術還具有節省材料、降低成本的優勢。建筑機械設備企業通過精確控制加工過程，能夠減少材料的浪費和降低制造成本。

2.2 自動化生產線的構建

在建筑機械制造自動化生產線的構建過程中，需要了解各種機械傳動裝置、機械連接裝置以及機械傳動原理，這些基礎知識是構建自動化生產線的基礎。電氣控制裝置在自動化生產線上扮演著至關重要的角色，它們負責控制生產線的各個環節，確保生產線的穩定運行。

除了機械和電氣控制裝置，PLC編程也是構建自動化生產線的重要一環。PLC（可編程邏輯控制器）是自動化控制系統的核心，建筑企業通過PLC編程，能夠實現生產線的自動化控制[3]。了解PLC的基本原理和編程方法，掌握各種PLC編程語言，對于構建自動化生產線至關重要。

傳統的生產線主要依賴人工操作，生產效率低下，產品質量不穩定，且難以保證生產安全。為了解決這些問題，某大型建筑機械制造企業決定引入機電自動化技術，對生產線進行全面升級。企業引入了自動化上下料系統，通過該系統，工件可以自動進入機床進行加工，無需人工搬運，這不僅大大提高了生產效率，而且降低了工人的勞動強度，還減少了由于人工操作失誤導致的生產事故。在工件加工完成后，企業采用了自動測量系統。該系統可以自動對工件進行質量檢測，確保每件產品都符合標準，這不僅提高了產品質量，也避免了人工檢測可能出現的疏漏。企業還引入了自動化控制系統。該系統可以根據生產需求，自動調整生產線的運行參數，實現生產過程的智能化控制，這不僅提高了生產線的靈活性，也降低了對工人技能的要求。

在引入這些自動化技術后，企業的生產線實現了全面的自動化，生產效率提高了50%，產品合格率達到了99%，大大降低了工人的勞動強度和生產成本。隨著自動化生產線的引入，使得企業能夠更好地應對市場需求的變化，提高了企業的競爭力。

2.3 傳感器與控制系統的應用

傳感器技術作為機電自動化的重要組成部分，發揮著不可或缺的作用。傳感器作為一種檢測裝置，能夠精確感受測量信息，并按照一定規律將信息轉化為電信號或其他形式輸出，為信息顯示、存儲、處理與輸出提供了標準化接口[4]。在建筑機械制造過程中，傳感器技術可以實時監測機械設備、電氣設備以及環境的各種參數，如溫度、壓力、位移、光電等，確保設備的正常運行，提高生產效率和產品質量。

2.3.1 溫度傳感器

溫度傳感器是機電自動化系統中常用的傳感器之一。它能夠測量和監測機械設備、電氣設備以及環境的溫度，提供溫度數據和報警信號，保證設備的正常運行。在冷卻系統、發動機、電機等關鍵部位，溫度傳感器的應用能夠實時監控溫度變化，預防設備過熱，從而延長設備使用壽命，提高生產效率。

2.3.2 壓力傳感器

壓力傳感器則用于測量和監測氣體或液體的壓力。在機電自動化系統中，壓力傳感器常用于控制和監測液壓系統、蒸汽系統、氣動系統等，通過實時提供壓力數據，壓力傳感器能夠幫助系統實現自動控制，確保設備的穩定運行，從而提高生產效率和產品質量。

2.3.3 位移傳感器

位移傳感器用于測量物體的位置或位移變化。在建筑機械制造中，位移傳感器能夠精確測量和監測運動部件的位置和位移，如伺服電機、液壓缸等。建筑機械設備企業通過位移傳感器，實現對運動部件位置的準確定位和控制，從而提高機械制造的精度和效率。

2.3.4 光電傳感器

光電傳感器則能夠檢測光線是否存在，并測量光線強度。在建筑機械制造中，光電傳感器廣泛應用于自動檢測和判斷物體。建筑機械設備企業通過光電傳感器，實現對物體的快速、準確識別，從而提高自動化生產的效率和可靠性[5]。

3 機電自動化技術在建筑機械制造中的未來發展趨勢

3.1 智能化

智能化是機電自動化技術在建筑機械制造中的重要特征。建筑機械借助先進的計算機系統和人工智能技術，能夠模擬人類的行為，甚至在某些方面超越人類的專業水平。例如，智能挖掘機可以根據工地的不同環境和作業情況，自動調整工作模式和工作參數，從而提高挖掘機的作業效率和準確性，這種智能化的應用不僅使得建筑機械制造更加精準和高效，同時也減少了人力資源的浪費，為企業創造了更高的經濟效益。

隨著物聯網技術的發展，建筑機械設備正逐漸實現互聯互通。傳感器和監控系統對建筑機械設備進行實時監測和數據采集，可以實現對設備運行狀態的智能分析和預測，這種數據化管理的深入應用為設備的維護管理提供了更加科學的依據，使得機械設備能夠始終處于最佳工作狀態，進一步提高了設備的利用率和生產效率。

未來，建筑機械自動化技術還將更深度地應用機器學習和人工智能技術。建筑機械設備不斷的優化，將能夠自主適應各種復雜工況，實現更加智能化和自動化的作業，這不僅將進一步提高建筑施工的效率和質量，還將為施工人員提供更加安全的施工操作環境。

3.2 模塊化與標準化

模塊化是機電自動化技術發展的重要方向之一。建筑機械制造過程中的各個功能模塊進行獨立設計和制造，能夠實現設備的快速組合和升級，提高設備的靈活性和可擴展性。例如，在建筑機械制造中，將機械臂、傳感器、控制系統等模塊進行獨立設計，根據不同的需求進行組合和配置，從而實現設備的多樣化和定制化，這種模塊化的設計方式不僅可以提高設備的生產效率，還可以降低設備的制造成本，為企業創造更大的經濟效益。

標準化也是機電自動化技術在建筑機械制造中的重要發展趨勢。建筑制造企業制定統一的標準和規范，能夠實現設備之間的互通互換，提高設備的兼容性和可靠性。在建筑機械制造中，通過采用國際通用的標準和規范，如ISO、IEC等，來實現設備的標準化，這種標準化的設計方式可以降低設備的維護成本，提高設備的使用壽命，還可以促進不同企業之間的合作和交流，推動整個行業的共同發展。

3.3 輕量化和高效能

智能化是機電自動化技術在建筑機械制造中的一個重要發展方向。建筑機械設備企業引入人工智能、機器學習等先進技術，能夠實現更高程度的自動化和智能化操作，這不僅提高了生產效率和產品質量，還降低了能源消耗和廢棄物排放。例如，智能化的建筑機械能夠在不同工況下自動調整工作狀態，實現最優的能源利用和排放控制。

輕量化也是機電自動化技術在建筑機械制造中的一個重要趨勢。建筑機械設備企業采用新型輕質材料和先進的設計方法，可以大大減輕建筑機械的重量，提高其運動性能和能效，這不僅有助于減少能源消耗和廢棄物排放，還有助于提高建筑機械的安全性和可靠性。

高效能也是機電自動化技術在建筑機械制造中追求的一個重要目標。建筑機械設備企業通過優化動力傳輸系統、減小能源損耗等措施，能夠顯著提高建筑機械的能源利用率和效率，這不僅有助于降低生產成本，還有助于減少對環境的影響。

3.4 綠色環保

在綠色環保方面，機電自動化技術的應用也具有重要意義。建筑機械設備企業引入循環經濟理念，建筑機械制造企業可以推動廢棄物的再利用和回收利用，減少資源的消耗和廢物的排放。清潔生產技術的應用也是減少環境污染的重要手段。例如，建筑機械設備企業采用水性涂料替代溶劑性涂料、應用先進的廢氣廢水處理技術等，都可以有效減少對環境的污染。綠色供應鏈管理也是實現建筑機械制造行業綠色發展的重要途徑。建筑機械設備企業建立綠色供應鏈，選擇更加環保和可持續的原材料供應商，加強與供應商的環保合作和監督評估，提高產品的回收利用率。

4 結束語

在建筑機械制造中，機電自動化技術的應用已經成為一種趨勢，其不僅能夠提高機械制造的效率和質量，還能夠推動建筑機械制造業的轉型升級。隨著科技的不斷進步和創新，未來機電自動化技術在建筑機械制造中的應用具有重要意義和廣闊前景。隨著技術的不斷進步和市場的不斷變化，機電自動化技術將在建筑機械制造領域發揮更加重要的作用。

參考文獻

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[2] 柴正宏.機電一體化技術在工程機械中的應用[J].電子技術，2023，52（11）：148-149.

[3] 劉偉華.機電工程與綠色建筑相融合的節能策略[J].佛山陶瓷，2023，33（10）：87-89.

[4] 鄭宏遠，盧寧，宋鵬程，等.智能塔式起重機關鍵技術研究[J].機電工程，2023，40（03）：435-443.

[5] 王寬.機電工程自動化技術應用研究[J].南方農機，2022，53 （06）：153-155.

收稿日期：2023-12-20

作者簡介：王麗艷（1980—），女，山東沂水人，本科，工程師，研究方向：機械設計制造及自動化。