機電一體化技術(shù)在汽車智能制造領(lǐng)域中的有效運用

牛威楊

摘要：在我國社會經(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(jìn)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。

Abstract： In the process of rapid social and economic development in China， people's quality of life has been significantly improved， the number of private cars is increasing， and people's demand for vehicles is showing a trend of continuous improvement. In the field of automobile manufacturing， with the help of mechatronics technology， the intelligent level of automobile manufacturing can be improved， and it can provide assistance to promote the transformation and upgrading of the automobile manufacturing industry. This article first summarizes the mechatronics technology， intelligent manufacturing， etc.， then discusses the advantages of the mechatronics technology in the field of automotive intelligent manufacturing， and finally proposes the effective application of mechatronics.

關(guān)鍵詞：機電一體化;汽車;智能制造;應(yīng)用

Key words： mechatronics;automobile;intelligent manufacturing;application

中圖分類號：U463.62?????????????????????????????? ??? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A????????????????????????????????? 文章編號：1674-957X（2021）21-0196-02

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(jìn)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(jìn)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(xiàn)，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(jìn)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(jìn)行自動化監(jiān)控，并進(jìn)行智能化分析，能夠?qū)φ麄€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(jìn)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(jìn)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(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，對汽車運行數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、處理，對汽車運行狀態(tài)進(jìn)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(jìn)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(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钪胁豢扇鄙俚墓ぞ摺ｋS著我國社會經(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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)行簡單自檢過程，對汽車電子電路狀態(tài)進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(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(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(jìn)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(dá)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(dá)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(dá)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(jìn)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(dá)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(jìn)汽車制造企業(yè)綜合效益提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]王麗華，姚俊霞，高曉歡.試論機電一體化技術(shù)在汽車智能制造中的應(yīng)用[J].科技與創(chuàng)新，2019，3（8）：104-105.

[2]金玉，李剛，孫成龍.機電一體化技術(shù)在汽車智能制造的運用分析[J].黑龍江科技信息，2020，23（11）：99-101.

[3]李新偉.機電一體化技術(shù)在智能制造當(dāng)中的應(yīng)用研究[J].中國新通信，2020，17（2）：56-57.

[4]何祖清.機電一體化技術(shù)在汽車智能制造的應(yīng)用研究[J].汽車世界，2020，23（11）：16-19.

[5]崔國棟.機電一體化技術(shù)在汽車智能制造的應(yīng)用研究[J].南方農(nóng)機，2019，25（13）：81-82.