機(jī)電一體化技術(shù)在汽車設(shè)計中應(yīng)用
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摘要：目前，在我國汽車行業(yè)是支柱性產(chǎn)業(yè)，因此，對汽車設(shè)計需要給予高度重視。機(jī)電一體化在汽車設(shè)計領(lǐng)域當(dāng)中應(yīng)用較為廣泛，而且需要應(yīng)用到的技術(shù)相對較多，屬于一種綜合性的技術(shù)，同時隨著技術(shù)日益成熟，對汽車行業(yè)的高效應(yīng)用具有非常重要的影響。
關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化技術(shù)；汽車設(shè)計；應(yīng)用
0引言
現(xiàn)如今，隨著我國科技水平的日益發(fā)展，這一技術(shù)也取得令人滿意的效果。這種技術(shù)在具體應(yīng)用過程當(dāng)中是通過自動化系統(tǒng)將人工予以替代，減輕人工期間的人力以及物力，使勞動強(qiáng)度明顯降低，對機(jī)械化加工速度起到良好的促進(jìn)作用。通過這一技術(shù)可以使整個汽車設(shè)計加工效率顯著提升，所以，對這一技術(shù)在汽車設(shè)計行業(yè)當(dāng)中的目前狀況需要分析與研究，能夠使這一技術(shù)的應(yīng)用效果顯著提高，在未來的應(yīng)用當(dāng)中充分體現(xiàn)出這一技術(shù)的智能化以及個性化，能夠在汽車設(shè)計當(dāng)中得以靈活應(yīng)用。
1機(jī)體一體化技術(shù)在汽車行業(yè)當(dāng)中的發(fā)展現(xiàn)狀
現(xiàn)如今，從汽車行業(yè)發(fā)展當(dāng)中，機(jī)電一體化技術(shù)在汽車設(shè)計當(dāng)中應(yīng)用相對較為廣泛。這一技術(shù)從誕生開始到目前為止一共包含3個階段，第一個就是再現(xiàn)類型，第二個就是感知類型，第三個就是智能類型。當(dāng)中，第一個類型就是在汽車設(shè)計當(dāng)中應(yīng)用最為常見的一種，對其整個過程當(dāng)中給予程序方面的輸入，但是根據(jù)目前的相關(guān)技術(shù)無法真正實(shí)現(xiàn)建立一個數(shù)學(xué)模型。根據(jù)這一現(xiàn)象，必須要通過人工智能給予全面分析以及改進(jìn)，對信息容量給予確認(rèn)，與此同時通過這一技術(shù)的主要特征創(chuàng)造出來一個智能化系統(tǒng)，利用這一系統(tǒng)能夠使這一技術(shù)更加具有靈活性，對相鄰環(huán)境的盈利更加的明顯。最近幾年，國內(nèi)的汽車行業(yè)突飛猛進(jìn)，其中對這一技術(shù)的需求也相對較多，然而機(jī)電一體化技術(shù)屬于一項綜合性技術(shù)，能夠?qū)@一技術(shù)給予全面控制，通過相關(guān)系統(tǒng)保證運(yùn)行順利進(jìn)行，同時在汽車設(shè)計期間，員工首先需要對機(jī)電一體化技術(shù)有一定的了解，對大家的生活、工作等具有非常重要的影響，并且對汽車設(shè)計的發(fā)展尤為重要。機(jī)電一體化技術(shù)在具體應(yīng)用期間，不但可以將勞動成本明顯降低，使汽車建設(shè)速度顯著加快，對周圍環(huán)境予以有效改善，進(jìn)而可以加速汽車生產(chǎn)速度。從當(dāng)今的汽車行業(yè)發(fā)展情況來看，在這一技術(shù)的帶動之下，汽車行業(yè)也得到迅速的發(fā)展，這也是機(jī)電一體機(jī)技術(shù)這項工作的最初目的。然而在實(shí)際應(yīng)用期間，采取這一技術(shù)，極易受到工作人員以及周圍環(huán)境的影響，就當(dāng)中的工作人員影響誘因而言，其大部分指的是這一技術(shù)工程運(yùn)用所產(chǎn)生的慣性影響，然而另外一個影響因素指的是汽車市場變化所造成的誘因。所以，車企必須要進(jìn)一步增強(qiáng)對這一技術(shù)的建設(shè)，進(jìn)而遵循相對應(yīng)的原則，給予有效分析，進(jìn)而對這一技術(shù)的發(fā)展起到良好的促進(jìn)作用。
2機(jī)電一體化技術(shù)在汽車設(shè)計行業(yè)的應(yīng)用優(yōu)勢
2.1使用功能更加完善
機(jī)電一體化技術(shù)是利用數(shù)字技術(shù)對機(jī)電技術(shù)進(jìn)行控制，其包括控制程序及控制系統(tǒng)兩大部分，同傳統(tǒng)的機(jī)電控制技術(shù)相比，控制功能更加強(qiáng)大。利用自動化數(shù)字系統(tǒng)對汽車制動系統(tǒng)、電路系統(tǒng)、電子控制系統(tǒng)等進(jìn)行操作，機(jī)電控制更加簡單和精準(zhǔn)，操作過程中所使用的工具和按鍵大量減少，更容易對汽車整體進(jìn)行操作。通過設(shè)置系統(tǒng)，機(jī)電一體化技術(shù)能夠進(jìn)行預(yù)操作，所以更加方便對重復(fù)類工作的操作。產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，該項技術(shù)具有很好的靈活性，能夠結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行選擇，對工作方式進(jìn)行調(diào)整，促進(jìn)生產(chǎn)效率的提高。
2.2工作狀態(tài)更加安全
同傳統(tǒng)技術(shù)相比，機(jī)電一體化技術(shù)的保護(hù)功能更強(qiáng)，汽車在工作狀態(tài)時，遇到超載等狀況時，可利用一體化系統(tǒng)進(jìn)行防護(hù)，并發(fā)出警示信號，人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失有效減少，同時，智能化控制將設(shè)備的使用功能充分發(fā)揮出來，設(shè)備使用周期延長，工作效率提高。
2.3生產(chǎn)功能更高效
機(jī)電一體化減少控制準(zhǔn)確度更高，設(shè)備生產(chǎn)效率得到提高；機(jī)電一體化檢測監(jiān)控系統(tǒng)，生產(chǎn)自動化檢測得以實(shí)現(xiàn)，確保問題及時發(fā)現(xiàn)及時解決；機(jī)電一體化技術(shù)后續(xù)產(chǎn)品測試中優(yōu)勢較大，大大提高了測試準(zhǔn)確程度。
3機(jī)電一體化技術(shù)在汽車設(shè)計當(dāng)中的應(yīng)用
3.1電子制動系統(tǒng)
就對這一技術(shù)而言，將機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用在汽車行業(yè)當(dāng)中，對BBW系統(tǒng)的應(yīng)用起到良好的促進(jìn)作用，機(jī)電一體化技術(shù)能夠有效改善以往機(jī)械制動結(jié)構(gòu)，將汽車剎車與腳踏板之間的信號予以傳遞，使以往的液壓信號得到顯著改善，使電信號傳輸予以真正實(shí)現(xiàn)，進(jìn)而使傳輸速度進(jìn)一步提高，最終增強(qiáng)汽車制動的可靠性。
3.2自動變速系統(tǒng)
電子控制自動變速設(shè)備可有效降低變聲器功率損耗，動力傳遞功率提高，變速擋數(shù)的增加，可與汽車行駛最佳速比相適應(yīng)。電子控制自動變速設(shè)備在汽車行業(yè)的應(yīng)用，可使汽車省力、節(jié)能、舒適、安全的目的得以實(shí)現(xiàn)。處于工作狀態(tài)的發(fā)動機(jī)，通過各種傳感設(shè)備的檢測，將所得信息向電子控制設(shè)備輸入，然后處理，結(jié)合程序開關(guān)、換擋信息、跳合開關(guān)等信息，利用電子控制設(shè)備對能夠符合行駛條件最好的換擋信息進(jìn)行選擇，并轉(zhuǎn)換成電液控制執(zhí)行元件液壓變量實(shí)現(xiàn)換擋控制。自動變速設(shè)備監(jiān)潞電路自動檢測和失效監(jiān)測系統(tǒng)的電控設(shè)備，也就是說在汽車行駛前檢測所有電路。如果汽車啟動以后，報警燈滅，則系統(tǒng)功能正常，如果報警燈亮，系統(tǒng)則存在故障，非電控狀態(tài)的自動變速設(shè)備，雖然電子控制優(yōu)化功能已失去，但變數(shù)設(shè)備還能夠工作。
3.3設(shè)計理念方面的應(yīng)用
在汽車設(shè)計理念當(dāng)中，可以將這一技術(shù)分為兩個方面：第一，在這一技術(shù)理念的基礎(chǔ)之上采取產(chǎn)品設(shè)計工作的時候，可以真正實(shí)現(xiàn)微電子技術(shù)聯(lián)合設(shè)計；第二，在汽車設(shè)計工作期間，從整體設(shè)計考慮，其工作當(dāng)中所需要的框架就可以，框架當(dāng)中較為細(xì)致的部分必須要交給這一技術(shù)進(jìn)行處理?，F(xiàn)如今，在汽車設(shè)計理念當(dāng)中最為重要的就是精密機(jī)械技術(shù)，這一理念為傳統(tǒng)系統(tǒng)方面的設(shè)計，進(jìn)而使當(dāng)中的精準(zhǔn)度以及準(zhǔn)確度顯著提升。
3.4機(jī)電一體化設(shè)備更新
在汽車設(shè)計期間，這一技術(shù)當(dāng)中的設(shè)備需要正確通過計算機(jī)應(yīng)用，需要對整個方案給予足夠的重視，通過數(shù)字控制系統(tǒng)當(dāng)中的制造技術(shù)，才可以整個運(yùn)行當(dāng)中的各個功能予以提高。順應(yīng)這一技術(shù)發(fā)展的實(shí)際需求就是對機(jī)電設(shè)備的全面更新。將這一技術(shù)應(yīng)用在一系列項目當(dāng)中，進(jìn)入到汽車領(lǐng)域的時候已經(jīng)相對比較晚了。這是因?yàn)閲鴥?nèi)的汽車行業(yè)發(fā)展比較落后，短期當(dāng)中發(fā)展情況不足。所以，現(xiàn)如今，這一技術(shù)與汽車行業(yè)的結(jié)合仍然處在一個磨合的階段，然而如果想要邁出這一步就必須在充足的物質(zhì)基礎(chǔ)之上，大膽進(jìn)行嘗試以及創(chuàng)新。最近幾年，在我國汽車領(lǐng)域當(dāng)中，為了能夠更好的為這一技術(shù)發(fā)展，必須要采取最為先進(jìn)的設(shè)備，并且及時進(jìn)行更新。
3.5車身模型
從目前我國汽車行業(yè)的發(fā)展情況而言，對車身采取一比一的加工，一般采取數(shù)控加工的方式予以應(yīng)用，在實(shí)際應(yīng)用期間，這一技術(shù)需要在CAM模型的基礎(chǔ)之上予以處理，同時將CAM予以有效應(yīng)用，以及對加工道具要合理進(jìn)行選擇，對加工軌跡要予以確定，之后將整個前期處理工作予以有效完成。另外，將模塊生成為數(shù)控加工技術(shù)予以應(yīng)用，并且對實(shí)體模型予以加工。在應(yīng)用過程當(dāng)中，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展相對較為良好，同時精準(zhǔn)度相對比較高，在汽車行業(yè)發(fā)展當(dāng)中具有非常重要的影響，然而機(jī)電一體化這一技術(shù)也存在各種各樣的不足，其中成本非常高，造成應(yīng)用范圍受到一定程度的限制。
3.6ABS系統(tǒng)以及無人駕駛
反搖滾（ABS）系統(tǒng)指的是利用這一技術(shù)的微電子以及自動控制技術(shù)應(yīng)用。其功能為對制動輪瞬時運(yùn)動的狀態(tài)進(jìn)行感知，依據(jù)制動輪運(yùn)行狀態(tài)能夠?qū)⑵噭x車動力之間的距離進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，可以有效降低車輪方面發(fā)生問題的概率。該系統(tǒng)主要包括傳感、能源、信息處理等系統(tǒng)以及機(jī)械結(jié)構(gòu)部件等。ABS系統(tǒng)引入光學(xué)技術(shù)，通過光學(xué)技術(shù)先天優(yōu)勢，機(jī)電一體化傳感、能源、信息處理等系統(tǒng)功能得到有效改進(jìn)。另外，汽車自身的柔性動能有非常大的提升。除此之外，現(xiàn)如今，在汽車領(lǐng)域當(dāng)中熱烈討論的話題就是無人駕駛，進(jìn)而導(dǎo)致這一技術(shù)的應(yīng)用空間更加廣泛，最為關(guān)鍵的就是采取閉環(huán)伺服系統(tǒng)，將以往的開環(huán)校準(zhǔn)系統(tǒng)完全取代，這樣就能夠利用電子反饋傳輸，對信號進(jìn)行有效控制。
3.7提升設(shè)計師的個人素質(zhì)
這一技術(shù)的核心就是機(jī)械技術(shù)，實(shí)際而言就是多種技術(shù)的綜合體。在汽車設(shè)計行業(yè)當(dāng)中，這一技術(shù)的有效運(yùn)用對工作人員的技術(shù)熟練程度有著更為嚴(yán)格的要求。工作人員要具有一個良好的態(tài)度以及扎實(shí)的理論知識。這一技術(shù)屬于一門綜合性技術(shù)，必須要求工作人員對理論內(nèi)容有一個全面的了解，增強(qiáng)工作人員的審查以及學(xué)習(xí)是非常有必要的。在這一技術(shù)的推動之下，汽車設(shè)計的功能化以及智能化會顯得愈加明顯，這要求工作人員需要熟練的技術(shù)以及良好的心理素質(zhì)，對工作人員今后的發(fā)展起到至關(guān)重要的作用。除此之外，需要定期對工作人員進(jìn)行相關(guān)專業(yè)培訓(xùn)以及學(xué)習(xí)，將員工的自身素質(zhì)和技術(shù)能力日益提高，同時采取相對應(yīng)的規(guī)章制度以及標(biāo)準(zhǔn)，并定期進(jìn)行考核，最終可以使其整個質(zhì)量以及效率進(jìn)一步提升。
3.8創(chuàng)新汽車?yán)砟?/p>
這一應(yīng)用技術(shù)屬于一種全新型的設(shè)計理念，在汽車設(shè)計當(dāng)中得以有效利用，然而最為重要的就是對相關(guān)設(shè)計要予以有效更新。根據(jù)這一技術(shù)作為理論支撐，使其整體性能進(jìn)一步提升，進(jìn)而可以使整個汽車的效能顯著提升。另外，在大力發(fā)展設(shè)計理念期間，必須要對汽車每一項的指標(biāo)進(jìn)行綜合考量，由于這是對汽車進(jìn)行改造，對大家的生命和財產(chǎn)安全具有非常大的影響，每個零部件的質(zhì)量和安裝也許都會帶來較大的影響。工作人員在進(jìn)行汽車設(shè)計過程當(dāng)中，必須要在實(shí)踐工作當(dāng)中逐漸進(jìn)行磨合與更新，并不是將機(jī)電一體化技術(shù)排斥在外，而是一個不斷發(fā)展的過程，需要相關(guān)從業(yè)人員進(jìn)行綜合考量。
4機(jī)電一體化技術(shù)在汽車設(shè)計行業(yè)的發(fā)展趨勢
隨著社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，汽車設(shè)計行業(yè)廣泛應(yīng)用機(jī)電一體化設(shè)計，電子元件已經(jīng)取代機(jī)械元件所完成的工作，促使汽車功能、性能、節(jié)能、效率等方面獲得更高發(fā)展。目前汽車設(shè)計行業(yè)中，廣泛應(yīng)用電子技術(shù)，上世紀(jì)七十年代，充電電機(jī)調(diào)整電壓的設(shè)備與點(diǎn)火裝置均實(shí)現(xiàn)了電器集成化，此后，由電子控制系統(tǒng)對燃料的噴射設(shè)備進(jìn)行控制，八十年代，微型計算機(jī)走上市場得到應(yīng)用，汽車發(fā)動機(jī)的控制系統(tǒng)出現(xiàn)，然后針對排氣、節(jié)能、安全等問題專門研發(fā)的自動變速設(shè)備，為了提高乘坐的舒適度，而開發(fā)的自動照明、調(diào)節(jié)、空氣凈化等控制系統(tǒng)。近年來，專用的汽車集成電路得到發(fā)展，在汽車設(shè)計上各個電子系統(tǒng)逐漸裝備起來。比如，電子點(diǎn)火設(shè)備比較適用于現(xiàn)代汽車缸、高壓縮比、高轉(zhuǎn)速的發(fā)展，可進(jìn)行高能量點(diǎn)火，還有排氣控制系統(tǒng)使用電子技術(shù)，發(fā)動機(jī)燃燒方式得到改善，大大減少所排氣體中一氧化碳的含量。此外，微電子技術(shù)廣泛用于汽車制造的工藝設(shè)計中，比如，汽車車身裝焊、沖壓、涂漆等均有機(jī)器人來完成；數(shù)控技術(shù)在鍛造發(fā)動機(jī)的零件，機(jī)械加工等方面得到應(yīng)用。特別是通過微機(jī)管理和控制來診斷裝配和加工機(jī)械故障、自動檢測工序、監(jiān)控焊接等?，F(xiàn)代汽車設(shè)計行業(yè)中，導(dǎo)入“機(jī)電一體化”技術(shù)為其長足發(fā)展提供了強(qiáng)大動力。首先，提高了汽車的整體性能。電子產(chǎn)品的應(yīng)用，使原來機(jī)械部件性能得到充分發(fā)揮，電子產(chǎn)品的應(yīng)用使機(jī)械部件不能實(shí)現(xiàn)的耐久性、火花能量等性能顯著提高；“機(jī)電一體化”技術(shù)在汽車設(shè)計行業(yè)的應(yīng)用，大大提高了產(chǎn)品環(huán)境保護(hù)和能源節(jié)約的性能，其中比較典型的例子就是利用電子對燃料噴射設(shè)備進(jìn)行控制，取代氣化設(shè)備燃料供給，控制精密，所排放的氣體得到凈化，油耗降低。為用戶提供舒適的乘坐環(huán)境，比如車載空調(diào)，可對車內(nèi)濕度、溫度、氣流等進(jìn)行自動調(diào)節(jié)等。再者是與時俱進(jìn)、豪華時髦，比如數(shù)字顯示的計量儀表，通訊娛樂設(shè)施，其中有車載電話、音響、導(dǎo)航等設(shè)備。如今，電子技術(shù)的發(fā)展可謂是日新月異。對機(jī)電一體化的汽車設(shè)計行業(yè)產(chǎn)生很大的促進(jìn)作用，為汽車工業(yè)的現(xiàn)代化、高水平發(fā)展增添了強(qiáng)大動力。近年來，在世界汽車展示會上、新型汽車層出不窮，電子控制裝置越來越多，比如懸架、車身高度的電子控制裝置、雷達(dá)控制車距、電控四輪轉(zhuǎn)向裝置，數(shù)據(jù)處理傳輸系統(tǒng)等。目前汽車更有向通訊、信息方面發(fā)展的趨勢。
5流程應(yīng)用舉例
流程應(yīng)用其中包含由以下幾點(diǎn)：①需要概念草圖方面的設(shè)計，由造型師全權(quán)負(fù)責(zé)，利用計算機(jī)應(yīng)用，通過三維模擬的方式將整個意圖有效地表達(dá)出來，并且對其模型的真正實(shí)現(xiàn)起到良好的促進(jìn)作用，同時按照具體情況給予進(jìn)一步的維修以及驗(yàn)證。②要對加工程序予以編制，能夠加快NC代碼的生成，將加工部位予以確定，同時對其余量給予全面分析，對程序予以編制，保證整個道具的生成途徑，并且能夠有效避免不同刀具當(dāng)中發(fā)生碰撞，使整個加工得以順利進(jìn)行，對其路徑的準(zhǔn)確性予以有效驗(yàn)證。另外，對其所生產(chǎn)的NC代碼予以有效解讀，按照通過處理以后的NC程序，對走刀情況予以確認(rèn)，保證與設(shè)計完全符合，與此同時，對不同系統(tǒng)的正常工作予以確認(rèn)，并且在Windows界面展示切削狀態(tài)，之后將機(jī)器控制在初始位置。③對加工原點(diǎn)予以確認(rèn)，將刀頭轉(zhuǎn)到程序狀態(tài)，保證受控脈沖輪，使其方面面對到，之后予以刀轉(zhuǎn)化，采取接觸觸發(fā)式；接觸以后，對相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)出起到良好的促進(jìn)作用。④采取計算機(jī)進(jìn)行傳輸，對NC加工代碼的傳輸起到良好的促進(jìn)作用。⑤在整個工作開展之前，首先要立即運(yùn)行NC程序，保證其必須正確，并且確定存在報警系統(tǒng)，在確認(rèn)無誤以后予以加工執(zhí)行。⑥對相關(guān)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行采集；其中大部分為光學(xué)影響，在應(yīng)用過程當(dāng)中，可以獲得良好的精準(zhǔn)度，像素清晰、效率交稿以及采集數(shù)據(jù)的面積相對比較大等相關(guān)優(yōu)勢，然而不足的問題就是會導(dǎo)致工作效率明顯降低。⑦首先必須要對油泥模型予以修改，之后對相關(guān)軟件進(jìn)行有效讀取，之后制作成為曲目，反復(fù)進(jìn)行，一直到汽車設(shè)計人員滿意。
6總結(jié)
機(jī)電一體化技術(shù)對汽車設(shè)計以及整個行業(yè)具有非常重要的影響，對汽車設(shè)計高效工作起到良好的促進(jìn)作用，相信在今后的汽車行業(yè)當(dāng)中應(yīng)用更加廣泛，規(guī)模越做越大。雖然當(dāng)前這一技術(shù)在汽車設(shè)計應(yīng)用當(dāng)中存在一些不足之處，然而隨著智能化的不斷發(fā)展，進(jìn)而可以將這些不足予以解決，使機(jī)電一體化技術(shù)更加能夠適應(yīng)相鄰環(huán)境，同時還要對其調(diào)控工藝的研發(fā)以及創(chuàng)新給予足夠的重視的，對機(jī)體一體化技術(shù)的水平提升起到至關(guān)重要的作用。
作者:馬艷 單位:江蘇省江陰中等專業(yè)學(xué)校
