機電一體化在汽車智能制造中運用

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摘要：在我國社會經(jīng)濟高速發(fā)展過程中，人們生活質(zhì)量得到顯著提升，私家車數(shù)量不斷增多，且人們對于車輛的需求呈現(xiàn)出不斷提升的趨勢。在汽車制造領(lǐng)域中，借助于機電一體化技術(shù)，能夠提升汽車制造智能化水平，為推動汽車制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級提供助力。本文首先對機電一體化技術(shù)、智能制造等進行概述，然后探討機電一體化技術(shù)在汽車智能制造領(lǐng)域中應(yīng)用的優(yōu)勢，最后提出機電一體化的有效運用。

關(guān)鍵詞：機電一體化；汽車；智能制造；應(yīng)用

0引言

目前，汽車行業(yè)呈現(xiàn)出百花爭鳴的景象，市場競爭壓力越來越大，汽車行業(yè)也進入到價格戰(zhàn)的拉鋸之中。對于汽車制造商來說，能夠控制制造成本，就能夠提升自身競爭力，在市場中就更具有發(fā)言權(quán)。在傳統(tǒng)的汽車制造業(yè)中，人工成本相對較大，而人員情緒、經(jīng)驗、性格、技能水平等，都會影響生產(chǎn)效率、生產(chǎn)質(zhì)量，無法實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，相關(guān)零部件也存在較高的報廢率。在社會持續(xù)發(fā)展中，汽車制造也走向了智能化領(lǐng)域中，充分利用機電一體化技術(shù)，提升汽車制造智能化程度，降低成本，才能推動汽車行業(yè)進一步發(fā)展。

1機電一體化技術(shù)、智能制造相關(guān)概述

1.1機電一體化技術(shù)

機電一體化技術(shù)是在我國科學(xué)技術(shù)持續(xù)提升基礎(chǔ)上發(fā)展而來，具有學(xué)科綜合性、專業(yè)性特點，所涉及的技術(shù)領(lǐng)域較廣，包括計算機、電子、機械、力學(xué)、自動化、通信等技術(shù)領(lǐng)域。在機電一體化技術(shù)應(yīng)用過程中，對機械制造領(lǐng)域做出了巨大貢獻，推動了其智能化發(fā)展。傳統(tǒng)的機械行業(yè)中，機電產(chǎn)品主要是包括電子、機械兩個部分，且兩者處于分離的狀態(tài)，沒有進行有機的結(jié)合，兩者之間的交互性較差。隨著機電一體化技術(shù)發(fā)展，智能化已經(jīng)成為一種趨勢，無論是電子技術(shù)，還是機械工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)，智能化水平都持續(xù)提升，兩者的結(jié)合也更加緊密，機械產(chǎn)品從設(shè)計到生產(chǎn)，整個流程充分結(jié)合了電子技術(shù)，讓我國工業(yè)走向了智能化時代。

1.2智能制造

在智能化時代背景下，智能制造是制造業(yè)發(fā)展的一個必要趨勢，是一種高新概念。從當(dāng)前我國制造行業(yè)發(fā)展情況來說，主要分為智能制造系統(tǒng)、智能制造技術(shù)兩個層面。其中，智能制造技術(shù)是工業(yè)生產(chǎn)、機械制造中，通過信息化技術(shù)手段，對生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境進行自動化監(jiān)控，并進行智能化分析，能夠?qū)φ麄€生產(chǎn)過程進行智能控制。不僅能夠降低整體生產(chǎn)成本，還能夠保證產(chǎn)品生產(chǎn)的質(zhì)量與效率。智能制造系統(tǒng)，更多體現(xiàn)在一種智能化人機交互環(huán)境，利用計算機等工具充當(dāng)媒介，實現(xiàn)人與機器之間的交流，是提升機械產(chǎn)品智能化的一種概念。通過智能制造系統(tǒng)，能夠切實擴大智能化機械產(chǎn)品使用范圍，也是今后機械制造領(lǐng)域發(fā)展的主流方向。

2機電一體化技術(shù)在汽車智能制造領(lǐng)域運用的優(yōu)勢

2.1有利于提升汽車智能制造信息化水平

將機電一體化技術(shù)應(yīng)用到汽車智能制造領(lǐng)域中，能夠?qū)ζ嚤旧碇苓叚h(huán)境進行智能化采集，在汽車產(chǎn)品設(shè)計、產(chǎn)品組裝等過程中，都可以融入智能一體化理念，在汽車結(jié)構(gòu)重要位置可以設(shè)置傳感器裝置，對汽車產(chǎn)品運行狀態(tài)進行有效的監(jiān)控。同時，機電一體化技術(shù)的使用，還能夠?qū)Ω黝愋畔⑦M行高效率處理，能夠?qū)⒏黝愊冗M的信息技術(shù)、通信技術(shù)、電子技術(shù)等應(yīng)用到汽車產(chǎn)品當(dāng)中，對汽車運行數(shù)據(jù)進行收集、處理，對汽車運行狀態(tài)進行自動判斷，提高了整個汽車制造領(lǐng)域的信息化水平，讓汽車具有更多智能化操作空間。

2.2能夠提升汽車智能制造系統(tǒng)化

新時期，汽車產(chǎn)品結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，汽車組件也更加豐富，傳統(tǒng)的汽車制造工藝，很難實現(xiàn)汽車各產(chǎn)品組件之前的協(xié)同控制，無法實現(xiàn)汽車各部件信息交互性，降低了汽車產(chǎn)品智能化程度。例如，在汽車速度控制方面，往往存在較多影響因素，包括汽車檔位大小、油門開度、路況等，這些因素都會對汽車行駛速度造成影響。在以往汽車機械制造模式下，需要依靠司機主觀判斷對車速進行調(diào)整，人為因素占有很大的比重，有時候不能將車速控制在一個理想的狀態(tài)下。而引入機電一體化技術(shù)，能夠通過智能化手段收集路況信息，且對于車速進行智能化控制，保證車輛整體協(xié)調(diào)性，讓汽車產(chǎn)品更具系統(tǒng)化特征。

2.3能夠提升汽車智能制造環(huán)保性能

汽車作為人們重要的出行工具，是人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚墓ぞ?。隨著我國社會經(jīng)濟發(fā)展速度提升，人民生活水平得以提高，私家車數(shù)量越來越多，無論是汽車噪聲，還是尾氣污染，都給我國環(huán)保事業(yè)造成極大的挑戰(zhàn)。在我國節(jié)能環(huán)保理念大力推行的過程中，必須提升汽車的環(huán)保水平。而汽車低排放運行容易受到各類因素影響，尤其是在傳統(tǒng)汽車制造領(lǐng)域中，難以對汽車工作狀態(tài)進行全方位控制，導(dǎo)致對汽車排放控制不利。將機電一體化技術(shù)引入到汽車智能制造領(lǐng)域中，能夠加強汽車各部件之間的交互，能夠加強對汽車整體運行的控制，繼而降低汽車排放，實現(xiàn)環(huán)保制造，有效提升汽車產(chǎn)品的環(huán)保性能。

3機電一體化技術(shù)在汽車智能制造中實際應(yīng)用

3.1自動變速器

在汽車智能化系統(tǒng)中，利用機電一體化技術(shù)，不僅能夠促進汽車自動變速器技術(shù)條件升級，減少汽車耗損率，同時也能夠優(yōu)化汽車變速裝置檔位變化，全面提升汽車的整體控制水平。另外，在機電一體化技術(shù)支持下，能夠優(yōu)化汽車自動變速器設(shè)置問題，降低車輛整體駕駛難度，讓汽車設(shè)備處于更加安全的狀態(tài)下，讓車輛控制更容易、更舒適。在汽車發(fā)動機工作狀態(tài)中，利用傳感器實時檢測其運行狀態(tài)，并將運行參數(shù)上傳到中控系統(tǒng)中。通過對汽車實際運行狀態(tài)數(shù)據(jù)的獲取，對車輛運行進行實時檢測。尤其是借助于電子監(jiān)控設(shè)備，可以系統(tǒng)化選擇系統(tǒng)換擋調(diào)整信息、開關(guān)自動調(diào)節(jié)情況、開關(guān)程序等，利用變量液壓技術(shù)，利用檔位自動化變化對發(fā)動機轉(zhuǎn)速、車輛速度等進行控制，維持一個相對平衡的狀態(tài)。同時，當(dāng)前汽車智能制造領(lǐng)域中，自動變速器設(shè)備在機電一體化技術(shù)支持下能夠進行簡單自檢過程，對汽車電子電路狀態(tài)進行有效監(jiān)控，分析車輛運行條件，若遇到車輛熄火，則可以立即連接警報系統(tǒng)，向車輛駕駛?cè)藛T發(fā)出預(yù)警信息，保證車輛運行的安全性。當(dāng)自動變速器設(shè)備出現(xiàn)故障，則可以自動轉(zhuǎn)化為非電控狀態(tài)，確保車輛變速器運行穩(wěn)定，提升駕駛的舒適感、安全感。利用機電一體化技術(shù)優(yōu)勢，對汽車智能制造項目進行不斷優(yōu)化，不斷拓展汽車自動變速器應(yīng)用功能，提升其整體的智能化水平。當(dāng)前，自動變速器基本組成包括機械變速器、液力變矩器、電子控制系統(tǒng)、液壓控制系統(tǒng)以及油冷卻系統(tǒng)。

3.2防抱死制動系統(tǒng)

防抱死制動系統(tǒng)作為汽車產(chǎn)品中重要系統(tǒng)，運用機電一體化技術(shù)，能夠?qū)囕v后輪移動條件進行有效控制，還能夠加強防抱死制動系統(tǒng)與其他配置系統(tǒng)之間的交互，形成相互作用下的完整車輛體系，進一步提升車輛控制水平。在控制車速方面，應(yīng)用機電一體化技術(shù)，能夠?qū)焖傩羞M車輛進行有效控制，使車速快速降低，以便于遇到緊急交通情況后，能夠及時控制車輛，避免安全事故發(fā)生，提高車輛整體安全性能。單一后輪制動是傳統(tǒng)車輛控制系統(tǒng)的主要特征，但在緊急情況下，這種車輛制動方式不能滿足動力控制要求，影響車輛整體控制狀態(tài)。采用制動防抱死系統(tǒng)，能夠有效分析車輛行進數(shù)據(jù)，能夠智能化匹配駕駛者匹配的控制條件。根據(jù)汽車基礎(chǔ)機械條件，將制動防抱死程序設(shè)置在車輛前輪機構(gòu)中，能夠更好的發(fā)揮車輛控制水平，實現(xiàn)系統(tǒng)技術(shù)升級。根據(jù)相關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)分析，防抱死系統(tǒng)放置于車輛后系統(tǒng)當(dāng)中，所起到的控制效果不佳，如遇需要緊急剎車的情況，存在車輛失控風(fēng)險。從車輛行駛安全方面，可以在車輛防抱死系統(tǒng)中引入機電一體化技術(shù)，在車輛前輪設(shè)置該技術(shù)，提升車輛整體控制效果。車輛行進過程中，防抱死系統(tǒng)能夠分析車輛運行狀態(tài)，能夠計算出最佳制動時間，提升防抱死設(shè)備程序處于智能調(diào)控狀態(tài)下，保證車輛具有更加穩(wěn)定的狀態(tài)，推動汽車產(chǎn)品智能化行駛控制運行。

3.3激光雷達測距

當(dāng)前，汽車制造領(lǐng)域正向著智能化的方向發(fā)展，而激光雷達測距能夠滿足車輛自動化控制、智能化控制條件。引入機電一體化技術(shù)，開發(fā)以雷達系統(tǒng)、激光設(shè)備等為核心的測距功能，并將其設(shè)置到車輛的前端位置中，自動掃描車輛前方位置一定距離內(nèi)的障礙物，利用檢查光束作用，對障礙物距離車輛位置進行有效分析，保證測距準(zhǔn)確性，為智能制動提供依據(jù)。具體來說，就是智能車輛行駛中，在滿足光束產(chǎn)生條件下，利用激光雷達測距系統(tǒng)，精準(zhǔn)的捕抓光線方向的障礙物，并利用車輛自動化檢測系統(tǒng)分析車輛和障礙物之間的距離條件。借助于連續(xù)性最終障礙物程序，形成連續(xù)性大數(shù)據(jù)，為系統(tǒng)提供方向性信息，也能夠判斷障礙物運動情況，提升車輛控制的安全性，保持一個安全制動的距離。借助于綜合性位置數(shù)據(jù)，能夠傳輸?shù)杰囕v機電一體化控制系統(tǒng)當(dāng)中，一旦超出距離范圍，則會及時向駕駛?cè)藛T發(fā)出警報，使其能夠提前做好相關(guān)準(zhǔn)備，調(diào)整車輛行駛的方向、速度等，確保車輛在絕對安全狀態(tài)下。在該系統(tǒng)中，主要是通過中央控制系統(tǒng)當(dāng)中處理器分析有關(guān)信息，而中央系統(tǒng)處理器核心技術(shù)也是機電一體化技術(shù)的具體體現(xiàn)。

4總結(jié)

通過上述分析可知，汽車作為交通運輸行業(yè)中重要工具，能夠為人們出行提供極大的便利。近年來，我國汽車制造行業(yè)不斷發(fā)展，汽車產(chǎn)品也逐漸向著智能化的方向發(fā)展。而將機電一體化技術(shù)引入到汽車智能制造領(lǐng)域中，能夠提升汽車產(chǎn)品整體性能，推動其向著信息化、智能化、環(huán)?；姆较虬l(fā)展。具體實施中，根據(jù)汽車制造生產(chǎn)實際情況，選擇合適的智能控制手段，優(yōu)化汽車制造流程，有效提升汽車制造質(zhì)量與效率，降低生產(chǎn)成本，促進汽車制造企業(yè)綜合效益提升。

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作者:牛威楊 單位:河南工業(yè)貿(mào)易職業(yè)學(xué)院