機(jī)電一體化在汽車智能制造中運(yùn)用

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摘要：在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(duì)于車輛的需求呈現(xiàn)出不斷提升的趨勢(shì)。在汽車制造領(lǐng)域中，借助于機(jī)電一體化技術(shù)，能夠提升汽車制造智能化水平，為推動(dòng)汽車制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)提供助力。本文首先對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)、智能制造等進(jìn)行概述，然后探討機(jī)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(shì)，最后提出機(jī)電一體化的有效運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：機(jī)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(zhēng)鳴的景象，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)壓力越來越大，汽車行業(yè)也進(jìn)入到價(jià)格戰(zhàn)的拉鋸之中。對(duì)于汽車制造商來說，能夠控制制造成本，就能夠提升自身競(jìng)爭(zhēng)力，在市場(chǎng)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(duì)較大，而人員情緒、經(jīng)驗(yàn)、性格、技能水平等，都會(huì)影響生產(chǎn)效率、生產(chǎn)質(zhì)量，無法實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，相關(guān)零部件也存在較高的報(bào)廢率。在社會(huì)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(jī)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(dòng)汽車行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。

1機(jī)電一體化技術(shù)、智能制造相關(guān)概述

1.1機(jī)電一體化技術(shù)

機(jī)電一體化技術(shù)是在我國(guó)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(diǎn)，所涉及的技術(shù)領(lǐng)域較廣，包括計(jì)算機(jī)、電子、機(jī)械、力學(xué)、自動(dòng)化、通信等技術(shù)領(lǐng)域。在機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用過程中，對(duì)機(jī)械制造領(lǐng)域做出了巨大貢獻(xiàn)，推動(dòng)了其智能化發(fā)展。傳統(tǒng)的機(jī)械行業(yè)中，機(jī)電產(chǎn)品主要是包括電子、機(jī)械兩個(gè)部分，且兩者處于分離的狀態(tài)，沒有進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，兩者之間的交互性較差。隨著機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展，智能化已經(jīng)成為一種趨勢(shì)，無論是電子技術(shù)，還是機(jī)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(jī)械產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)，整個(gè)流程充分結(jié)合了電子技術(shù)，讓我國(guó)工業(yè)走向了智能化時(shí)代。

1.2智能制造

在智能化時(shí)代背景下，智能制造是制造業(yè)發(fā)展的一個(gè)必要趨勢(shì)，是一種高新概念。從當(dāng)前我國(guó)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(gè)層面。其中，智能制造技術(shù)是工業(yè)生產(chǎn)、機(jī)械制造中，通過信息化技術(shù)手段，對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行自動(dòng)化監(jiān)控，并進(jìn)行智能化分析，能夠?qū)φ麄€(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)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(jī)交互環(huán)境，利用計(jì)算機(jī)等工具充當(dāng)媒介，實(shí)現(xiàn)人與機(jī)器之間的交流，是提升機(jī)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(shí)擴(kuò)大智能化機(jī)械產(chǎn)品使用范圍，也是今后機(jī)械制造領(lǐng)域發(fā)展的主流方向。

2機(jī)電一體化技術(shù)在汽車智能制造領(lǐng)域運(yùn)用的優(yōu)勢(shì)

2.1有利于提升汽車智能制造信息化水平

將機(jī)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(jìn)行智能化采集，在汽車產(chǎn)品設(shè)計(jì)、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(duì)汽車產(chǎn)品運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行有效的監(jiān)控。同時(shí)，機(jī)電一體化技術(shù)的使用，還能夠?qū)Ω黝愋畔⑦M(jìn)行高效率處理，能夠?qū)⒏黝愊冗M(jìn)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(duì)汽車運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、處理，對(duì)汽車運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)判斷，提高了整個(gè)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(shí)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(shí)現(xiàn)汽車各產(chǎn)品組件之前的協(xié)同控制，無法實(shí)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(huì)對(duì)汽車行駛速度造成影響。在以往汽車機(jī)械制造模式下，需要依靠司機(jī)主觀判斷對(duì)車速進(jìn)行調(diào)整，人為因素占有很大的比重，有時(shí)候不能將車速控制在一個(gè)理想的狀態(tài)下。而引入機(jī)電一體化技術(shù)，能夠通過智能化手段收集路況信息，且對(duì)于車速進(jìn)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(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(guó)環(huán)保事業(yè)造成極大的挑戰(zhàn)。在我國(guó)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(yùn)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(duì)汽車工作狀態(tài)進(jìn)行全方位控制，導(dǎo)致對(duì)汽車排放控制不利。將機(jī)電一體化技術(shù)引入到汽車智能制造領(lǐng)域中，能夠加強(qiáng)汽車各部件之間的交互，能夠加強(qiáng)對(duì)汽車整體運(yùn)行的控制，繼而降低汽車排放，實(shí)現(xiàn)環(huán)保制造，有效提升汽車產(chǎn)品的環(huán)保性能。

3機(jī)電一體化技術(shù)在汽車智能制造中實(shí)際應(yīng)用

3.1自動(dòng)變速器

在汽車智能化系統(tǒng)中，利用機(jī)電一體化技術(shù)，不僅能夠促進(jìn)汽車自動(dòng)變速器技術(shù)條件升級(jí)，減少汽車耗損率，同時(shí)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(jī)電一體化技術(shù)支持下，能夠優(yōu)化汽車自動(dòng)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(dòng)機(jī)工作狀態(tài)中，利用傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)其運(yùn)行狀態(tài)，并將運(yùn)行參數(shù)上傳到中控系統(tǒng)中。通過對(duì)汽車實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)的獲取，對(duì)車輛運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。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(dòng)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(dòng)化變化對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、車輛速度等進(jìn)行控制，維持一個(gè)相對(duì)平衡的狀態(tài)。同時(shí)，當(dāng)前汽車智能制造領(lǐng)域中，自動(dòng)變速器設(shè)備在機(jī)電一體化技術(shù)支持下能夠進(jìn)行簡(jiǎn)單自檢過程，對(duì)汽車電子電路狀態(tài)進(jìn)行有效監(jiān)控，分析車輛運(yùn)行條件，若遇到車輛熄火，則可以立即連接警報(bào)系統(tǒng)，向車輛駕駛?cè)藛T發(fā)出預(yù)警信息，保證車輛運(yùn)行的安全性。當(dāng)自動(dòng)變速器設(shè)備出現(xiàn)故障，則可以自動(dòng)轉(zhuǎn)化為非電控狀態(tài)，確保車輛變速器運(yùn)行穩(wěn)定，提升駕駛的舒適感、安全感。利用機(jī)電一體化技術(shù)優(yōu)勢(shì)，對(duì)汽車智能制造項(xiàng)目進(jìn)行不斷優(yōu)化，不斷拓展汽車自動(dòng)變速器應(yīng)用功能，提升其整體的智能化水平。當(dāng)前，自動(dòng)變速器基本組成包括機(jī)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(dòng)系統(tǒng)

防抱死制動(dòng)系統(tǒng)作為汽車產(chǎn)品中重要系統(tǒng)，運(yùn)用機(jī)電一體化技術(shù)，能夠?qū)囕v后輪移動(dòng)條件進(jìn)行有效控制，還能夠加強(qiáng)防抱死制動(dòng)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(jìn)一步提升車輛控制水平。在控制車速方面，應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，能夠?qū)焖傩羞M(jìn)車輛進(jìn)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(shí)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(dòng)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(dòng)方式不能滿足動(dòng)力控制要求，影響車輛整體控制狀態(tài)。采用制動(dòng)防抱死系統(tǒng)，能夠有效分析車輛行進(jìn)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(jī)械條件，將制動(dòng)防抱死程序設(shè)置在車輛前輪機(jī)構(gòu)中，能夠更好的發(fā)揮車輛控制水平，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)技術(shù)升級(jí)。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(xiǎn)。從車輛行駛安全方面，可以在車輛防抱死系統(tǒng)中引入機(jī)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(jìn)過程中，防抱死系統(tǒng)能夠分析車輛運(yùn)行狀態(tài)，能夠計(jì)算出最佳制動(dòng)時(shí)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(dòng)汽車產(chǎn)品智能化行駛控制運(yùn)行。

3.3激光雷達(dá)測(cè)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(dá)測(cè)距能夠滿足車輛自動(dòng)化控制、智能化控制條件。引入機(jī)電一體化技術(shù)，開發(fā)以雷達(dá)系統(tǒng)、激光設(shè)備等為核心的測(cè)距功能，并將其設(shè)置到車輛的前端位置中，自動(dòng)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(duì)障礙物距離車輛位置進(jìn)行有效分析，保證測(cè)距準(zhǔn)確性，為智能制動(dòng)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(dá)測(cè)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(dòng)化檢測(cè)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(yùn)動(dòng)情況，提升車輛控制的安全性，保持一個(gè)安全制動(dòng)的距離。借助于綜合性位置數(shù)據(jù)，能夠傳輸?shù)杰囕v機(jī)電一體化控制系統(tǒng)當(dāng)中，一旦超出距離范圍，則會(huì)及時(shí)向駕駛?cè)藛T發(fā)出警報(bào)，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(duì)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(jī)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(yùn)輸行業(yè)中重要工具，能夠?yàn)槿藗兂鲂刑峁O大的便利。近年來，我國(guó)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(jī)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(dòng)其向著信息化、智能化、環(huán)保化的方向發(fā)展。具體實(shí)施中，根據(jù)汽車制造生產(chǎn)實(shí)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(jìn)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