汽車制造領(lǐng)域中電氣自動化系統(tǒng)的應(yīng)用研究

范子毅

摘要：隨著自動化技術(shù)的快速發(fā)展，系統(tǒng)的集成度也隨之提高，為汽車產(chǎn)品的制造創(chuàng)造了良好的條件。電氣自動化系統(tǒng)在汽車制造中的有效運(yùn)用，保障了汽車系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性，還有利于故障的診斷分析，其應(yīng)用前景十分廣闊。基于此，本文對電氣自動化系統(tǒng)在汽車制造領(lǐng)域中的有效應(yīng)用進(jìn)行了探討，以供參考。

Abstract： With the rapid development of automation technology， the integration of the system has also increased， creating good conditions for the manufacturing of automotive products. The effective application of electrical automation systems in automobile manufacturing ensures the safety and stability of automobile systems， and is also conducive to fault diagnosis and analysis， and its application prospects are very broad. Based on this， this article discusses the effective application of electrical automation systems in the field of automobile manufacturing for reference.

關(guān)鍵詞：汽車制造;電氣自動化系統(tǒng);應(yīng)用

Key words： automobile manufacturing;electrical automation system;application

中圖分類號：U463.61? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）17-0218-02

0? 引言

汽車行業(yè)的智能自動化水平不只是體現(xiàn)在產(chǎn)品管理工作中，還體現(xiàn)在生產(chǎn)制造線上。汽車行業(yè)是制造行業(yè)的重要組成部分，也屬于高技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，所涉及到的技術(shù)工藝都非常復(fù)雜，要將自動化系統(tǒng)更好地應(yīng)用到汽車制造過程中，就必須要把握市場發(fā)展趨勢進(jìn)行技術(shù)的革新。

1? 電氣自動化系統(tǒng)

電氣自動化技術(shù)經(jīng)歷了很長的發(fā)展時期，隨著現(xiàn)代科技的快速發(fā)展，電氣技術(shù)也隨之發(fā)展起來，逐步朝著自動化方向邁進(jìn)。在上世紀(jì)七十年代，通信技術(shù)的發(fā)展普及，電氣自動化也取得很大的進(jìn)步，備受人們的關(guān)注?，F(xiàn)如今，電氣自動化集成技術(shù)發(fā)展了起來，能夠在較短的時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)信息的共享，其與計算機(jī)技術(shù)的融合，能夠?qū)﹄娐废到y(tǒng)進(jìn)行有效監(jiān)控[1]。汽車電氣的自動化也就是在汽車制造該過程中應(yīng)用電氣自動化系統(tǒng)，利用集成電路設(shè)計。以使汽車控制系統(tǒng)更加智能化、高效化。同時，在汽車制造中，電氣自動化系統(tǒng)的運(yùn)用，保證了各類零部件生產(chǎn)的精準(zhǔn)度。此外，在汽車生產(chǎn)制造上有效運(yùn)用電氣自動化系統(tǒng)，還保證了各類零部件的生產(chǎn)效率。該系統(tǒng)的應(yīng)用方便、快捷，即系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)的綜合應(yīng)用，達(dá)到了制造生產(chǎn)之動畫效果[2]。同其他控制系統(tǒng)進(jìn)行比較，電氣自動化控制系統(tǒng)功能更加完善，且在各行業(yè)都得到了有效應(yīng)用，其功能體現(xiàn)如下：該系統(tǒng)的云哥用可以更有效地監(jiān)控LPS系統(tǒng);可以優(yōu)化工程流程;還能夠保護(hù)、控制變壓器組等[3]。

2? 汽車制造領(lǐng)域中電氣自動化系統(tǒng)的應(yīng)用

2.1 機(jī)器人視覺系統(tǒng)

該系統(tǒng)就好比是“眼睛”，它可以對物體進(jìn)行全方位的掃描獲取立體信息，再通過系統(tǒng)算法確定位置，以對生產(chǎn)制造過程進(jìn)行全面監(jiān)控，在汽車領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用，其主要包含對汽車各類零部件的檢測，如，總裝與各類零件的質(zhì)量監(jiān)測、管理等。雖然機(jī)器人視覺系統(tǒng)是獨(dú)立的，但是在汽車制造中，它必須要和機(jī)器人系統(tǒng)連接在一起，才可以使檢測功能得到有效發(fā)揮。在汽車焊接操作中，機(jī)器人激光焊接技術(shù)通過接收系統(tǒng)的指令實(shí)現(xiàn)對各類零部件的焊接，焊接時視覺系統(tǒng)也會依據(jù)系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)信息自動進(jìn)行位置的調(diào)整，且在焊接任務(wù)結(jié)束后結(jié)合存儲于控制其內(nèi)的數(shù)模檢測焊接質(zhì)量。目前的機(jī)器人焊接系統(tǒng)既可以測量精度尺寸，還可以根據(jù)環(huán)境的改變先系統(tǒng)發(fā)出反饋信息，以對光源、角度進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)節(jié)，以使檢測結(jié)果更加精準(zhǔn)。該系統(tǒng)的應(yīng)用節(jié)省了資源，減少了汽車制造成本投入，也防止了有關(guān)人員在檢測工作中出現(xiàn)的人為操作失誤問題[4]。

2.2 集成系統(tǒng)

在傳統(tǒng)的自動化系統(tǒng)中，因技術(shù)的缺陷，導(dǎo)致系統(tǒng)設(shè)備組合非?；靵y，一旦系統(tǒng)產(chǎn)生問題，短時間無法找出來，加大了維修管理的難度。且因電氣產(chǎn)品種類繁多，不同的產(chǎn)品技術(shù)特征也有不同，這需要汽車用戶要對各類電氣產(chǎn)品的技術(shù)特征有一個了解，流程繁雜。而集成化系統(tǒng)就能夠有效解決這些問題，能夠?qū)⒍喾N功能集合在一起，達(dá)到一個很好的控制效果[5]。

汽車控制系統(tǒng)是由多個子系統(tǒng)構(gòu)成的，各子系統(tǒng)間經(jīng)過通信建立聯(lián)系，以達(dá)到系統(tǒng)綜合調(diào)控的效果，這對汽車控制系統(tǒng)一體化設(shè)計的要求非常高。在汽車制造中，對控制系統(tǒng)線路進(jìn)行集成設(shè)計，對自動化生產(chǎn)流程進(jìn)行集成化管理，利用集成化系統(tǒng)來調(diào)控、糾正自動化生產(chǎn)中的各類參數(shù)信息，以保證汽車電子產(chǎn)品的質(zhì)量。

2.3 PLC控制系統(tǒng)

PLC系統(tǒng)是近些年才研發(fā)出的，在汽車制造中具有很重要的作用，其一般運(yùn)用于汽車沖壓線、總裝線等幾道工序中，該控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是呈分布式狀態(tài)，在總系統(tǒng)下分成幾個子系統(tǒng)，總系統(tǒng)完成總工序的調(diào)控，子系統(tǒng)對各工序流程加以調(diào)控。PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用的效果于產(chǎn)品應(yīng)用的安全性有直接的聯(lián)系，汽車后續(xù)能否安全使用都依賴于PLC系統(tǒng)的運(yùn)用。PLC系統(tǒng)的運(yùn)用是通過模擬火自動化技術(shù)解決汽車產(chǎn)品生產(chǎn)制造中的問題，在不斷地更新中，讓汽車制造產(chǎn)品配置達(dá)到一個最理想的效果。通過PLC系統(tǒng)能夠?qū)嵤┌踩M，如，模擬碰撞實(shí)驗，并依據(jù)模擬時看到的現(xiàn)象，對得出的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，以便于對汽車產(chǎn)品性能加以完善。同時，PLC系統(tǒng)還可以運(yùn)用到汽車內(nèi)部系統(tǒng)測量中，依然是通過模擬手段來各操作系統(tǒng)進(jìn)行分析，以了解汽車的整體性能，這樣若是在制造中產(chǎn)生問題，技術(shù)人員也能夠及時處理[6]。

2.4 現(xiàn)場電氣控制系統(tǒng)

在汽車制造業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)中的涂裝緩解需要用到電氣控制系統(tǒng)。其內(nèi)容是：對電泳進(jìn)行控制，在生產(chǎn)制造時要科學(xué)處理車體漆面，經(jīng)過多次檢查、沖洗等工序。同時，還要利用電氣控制系統(tǒng)對以上工作進(jìn)行管理。在汽車制造中，電氣自動化噴漆設(shè)備是經(jīng)常會用到的，其對施工環(huán)境的安全性要求比較高。為了保證環(huán)境的安全性，還要對排期設(shè)備加以處理;汽車涂裝任務(wù)結(jié)束后要烘干，在烘干過程中也要加以科學(xué)管理。汽車制造中，傳統(tǒng)的對流等烘干手段效果并不理想，通過電氣自動化系統(tǒng)于電泳的融合，可以在烘干時避免氣溫太高問題的發(fā)生。在汽車制造產(chǎn)品中，通過PLC系統(tǒng)對生產(chǎn)管理過程進(jìn)行科學(xué)控制，利用傳感器等獲取、收集生產(chǎn)制造中的有關(guān)數(shù)據(jù)信息，并將信息數(shù)據(jù)傳送到PLC系統(tǒng)，PLC系統(tǒng)結(jié)合數(shù)據(jù)來處理，將具體結(jié)果傳輸給生產(chǎn)制造中心，生產(chǎn)制造中心依據(jù)追后的結(jié)果優(yōu)化有關(guān)環(huán)節(jié)工作，以保證生產(chǎn)過程的安全性[7]。

2.5 車道偏移系統(tǒng)

在汽車運(yùn)行中車道偏移是出現(xiàn)比較普遍的問題之一，該問題的發(fā)生極易引發(fā)安全事故。尤其是在暴雨等一些極端天氣狀況下，汽車車道偏移是難以控制的。而車道偏移系統(tǒng)具備預(yù)警功能，傳感器等設(shè)備一旦感應(yīng)到車輛出現(xiàn)偏移的問題會立刻做出警報。駕駛員可以根據(jù)警報信息調(diào)整方向盤，讓車輛在正常的車道下運(yùn)行。

2.6 自動泊車系統(tǒng)

自動泊車系統(tǒng)指的是在不被干擾的狀況下系統(tǒng)自動在相應(yīng)位置停車。汽車在自動泊車時要使用距離探測設(shè)備來收集車身的實(shí)際位置于距離數(shù)據(jù)，并自動識別環(huán)境，由中央處理其對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行全面分析，給出泊車方案，并發(fā)送泊車信號，泊車系統(tǒng)自動進(jìn)行方向等的調(diào)節(jié)完成泊車，該過程是自動化的，駕駛員不必進(jìn)行操作就能夠?qū)崿F(xiàn)，這為駕駛員泊車帶來了方便，節(jié)省了時間[8]。

2.7 自動巡航系統(tǒng)

該系統(tǒng)可以達(dá)到智能化行駛的效果，駕駛員在設(shè)置好行車速度后，汽車巡航系統(tǒng)就可以自動實(shí)現(xiàn)駕駛，并依據(jù)前后車距狀況，自動增減速。在該系統(tǒng)中最重要的設(shè)備就是車距感應(yīng)傳感器，將其安裝在汽車的前后車輪，有了這一傳感器，就能夠精準(zhǔn)檢測到前后車的距離，并在第一時間做出反饋，便于汽車控制系統(tǒng)的分析決策。同時，該設(shè)備還可以測量到汽車行駛的速度，由傳感器將所獲取到的信息數(shù)據(jù)傳輸給控制管理系統(tǒng)，對數(shù)據(jù)加以分析，做出剎車等有關(guān)決策，整個過程駕駛員都不需操作，緩解了駕駛員長時間駕駛的疲勞感，提升駕駛的安全可靠性。

2.8 人車溝通系統(tǒng)

該系統(tǒng)是以電腦為核心的智能系統(tǒng)，它可以對人的聲音進(jìn)行辨別做出有關(guān)控制指令，自動進(jìn)行音樂的播放、導(dǎo)航等。人車溝通系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)主要是在汽車控制系統(tǒng)中設(shè)置交互式通信設(shè)備，為人車間的及時溝通搭建橋梁。該系統(tǒng)還具備汽車無鑰匙駕駛功能，駕駛員只要攜帶了汽車通信器，當(dāng)人靠近車輛時，汽車通信器就能夠完成相關(guān)指令，自動開鎖等。為了便于鎖車，在門把手上還設(shè)置了鎖車鍵，駕駛員不在車內(nèi)時，輕按鎖車鍵就能夠鎖車。在忘記鎖車的狀況下，汽車通信器也會自動進(jìn)行語言提示。在駕駛時，若是駕駛員沒有佩戴好安全帶，或有不安全操作的行為，控制系統(tǒng)都會發(fā)送指令或者是進(jìn)行語音提醒。

3? 電氣自動化系統(tǒng)在汽車靈活中的應(yīng)用前景

從現(xiàn)在的汽車制造領(lǐng)域來看，汽車系統(tǒng)智能化管理是時代發(fā)展的必然趨勢。現(xiàn)如今，隨著電氣自動化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，汽車智能化配置中全自動化的設(shè)計，在電氣設(shè)備上增設(shè)端口，就能夠?qū)㈦姎庠O(shè)備和汽車系統(tǒng)程序連接起來，建立完整的信息傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，借助電氣設(shè)備對內(nèi)外部環(huán)境進(jìn)行檢測，以保證汽車系統(tǒng)能夠共享和利用信息。

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，制造行業(yè)的智能化、自動化水平也在逐步提升。在此背景下，我國也加大了對互聯(lián)網(wǎng)+的經(jīng)濟(jì)新發(fā)展趨勢的推廣力度，在各領(lǐng)域開始推行“互聯(lián)網(wǎng)+機(jī)器人”，開啟了智能化時代。步入到5G時代后，更加高效的網(wǎng)絡(luò)通信條件預(yù)示著汽車領(lǐng)域的進(jìn)一步革新。

4? 結(jié)束語

總而言之，在汽車領(lǐng)域中運(yùn)用電氣自動化系統(tǒng)是科技發(fā)展的必然，代表著我國汽車制造技術(shù)水平的提升?，F(xiàn)在已運(yùn)用的機(jī)器人視覺系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)、自動巡航系統(tǒng)等各系統(tǒng)，為汽車自動化、制造提供了技術(shù)保障。此外，在汽車駕駛性能層面，電氣自動化的運(yùn)用也給汽車系統(tǒng)創(chuàng)建了一個自動化的環(huán)境，提升了汽車駕駛的安全性。所以，在日后的發(fā)展過程中，汽車制造行業(yè)還要進(jìn)一步加大對電氣自動化系統(tǒng)的應(yīng)用研究，以推動汽車制造業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。

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