機電一體化技術在汽車智能制造的應用分析

申麗

西安交通工程學院 陜西省西安市 710102

1 引言

近年來智能制造產業發展明顯，尤其是針對機械加工進一步向智能化、信息化方向推進的智能2025 的提出。在汽車智能制造工藝中應用機電一體化技術，使汽車的安全性、可靠性、舒適性得到有效提升。通過有機結合傳感器技術、智能控制技術和智能制造技術，制定出更加完整的解決方案，以檢測、分析和整合汽車行駛過程中的各種參數。機電設備可借助智能終端設備，實現自主控制汽車，逐步提高汽車行駛安全性。然而，僅僅依靠智能終端來控制散亂的汽車機械部件，并不能完全保證用戶的安全，必須不斷改進汽車的智能制造模式，才能使汽車品質得到進一步的提升。機電一體化技術的巧妙應用，使相對獨立的機電設備連接起來，指令之間提高了一致性，使設備在各個環節的運行效率得到提高，車輛運行的穩定性和可靠性得到了保證。

2 技術特點

2.1 系統智能

近年來，在不斷創新的背景下，機電一體化技術水平彌補了傳統生產模式的不足，并不斷進步。在這個階段，大眾逐漸提高了對汽車性能的要求，為了享受到智能化的體驗，通過機電一體化來智能設計各種系統。智能管理通過在運行出現嚴重失誤時采取針對性的應對措施，讓汽車用戶了解系統運行的具體情況，最大限度地降低行車風險，從而起到預警和保護作用。

2.2 結構優化

汽車生產過程復雜，在生產管理中廣泛應用機電一體化技術。在相應的機械生產環節中增加機電機構，對變速箱進行及時調整，從而達到系統的變速控制的目的。另外，變頻調速的電子設備隨著信息技術的迅猛發展而普及，使人工操作模式逐漸被替代。在實施過程中，可采用計算機軟件對系統進行控制，使機械產品在系統軟件更新升級后實現結構優化，將機械技術與電子技術有機地結合起來。

2.3 交互優勢

精準高效地處理相關數據，完整的數據交互。為了緩解現階段面臨的技術難題，逐步改進制造信息處理，防止信息交換過程中出現系統癱瘓，我們必須在具體操作過程中最大限度地發揮機電一體化技術的優勢。

3 應用類型

現代制造工藝進步很大，尤其在加工工藝和設計上有了很大的提高。另一方面，隨著信息技術的發展，消除了已有的加工弊端，提高了制造工藝的效率，在加工中應用了許多機電自動化技術。并且為提高加工部件的精度，有效保證加工表面精度，在制造業中各種機床、加工設備和制造設備得到廣泛應用。機器自動化技術也扮演著流程整合的重要角色，整個制造過程不需要太多人手，能夠縮短流程周期、提高能效。

3.1 自動化生產工藝

自動生產技術能夠將汽車的生產實現自動控制的效果。在加入自動生產技術之后，根據企業的產品設計原理，對汽車的全面、高效進行控制，并不斷地更新和升級其規模。與傳統的汽車制造方式相比，自動化生產技術可以滿足汽車的設計需求，實現與信息化智能系統的有機結合，提高產品性能，創新生產方式，使產品生產效率和質量不斷提高。

3.2 智能機器人

在復雜環境下能夠充分體現智能機器人技術機電一體化技術的優勢，工作人員能夠根據具體情況對技術進行妥善地處理。在企業發展過程中，通過對生產信息的全面篩選和精準判斷，借助智能化技術實現優質的生產環境管理，奠定企業生產效益提升的基礎。應用智能機器人技術，不僅能降低企業人力成本，為提升利潤騰出更多空間，同時也能有效減少環境因素帶來的負面影響。

3.3 人機一體化

人機一體化技術是機電一體化的重要技術，它被廣泛地用于智能系統、信息系統和各種制造設備的有機結合，特別是在智能制造中的應用。在融合中，信息控制系統和機械系統的有機結合，可以將有關操作者利用智能設備，并按照工業生產的實際需求，完成收集、整理有關生產資料和信息的工作。最后，通過對機器運行范圍和參數的合理調節，推動工業制造向信息化和智能化方向發展得科學合理的生產計劃。

3.4 系統監控的增強

機電一體化技術能夠對工藝系統和制造系統的實時運行情況進行有效的分析和監控，能夠對系統運行情況和可能發生的故障進行識別，從而使系統運行在一個穩定的環境中。相關的傳感技術增強了反饋系統運行狀態信息，是機電一體化技術的最大優勢。并允許對包括電流、電壓、角速度、動量等參數在內的系統的各種物理參數進行檢測，便于了解系統運行狀態，保證加工過程的準確、優質、高效。

3.5 故障的排除技術

故障診斷技術是一種能夠完成系統錯誤的自動診斷和自動排除，使系統運行在安全穩定的環境中，是機電一體化的重要技術。在處理系統過程中會出現各種故障，但通過自動診斷技術，直接影響系統正常運行的故障的將會被監控并排除。

在工作中分析判斷系統的各種運行參數，就能確定故障的種類和類別，這時通過故障診斷技術就能消除故障，使維修的質量和效率得到提高。對出現的差錯，及時向有關人員反饋，并進行詳細記錄，也為系統維護管理提供了便利，之后同樣的問題出現也能及時發現。

4 技術應用

4.1 防抱死系統

汽車防抱死制動系統中的發展和提升，使得機電一體化的發展水平和方向有了充分的反映。汽車產業具有特殊的特點，ABS 可以保證系統的正常運行，而不會有跑偏，從而為系統的運行提供更高的要求。因此，在汽車系統中，汽車防抱死制動系統具有重要的地位，將機電一體化技術與汽車ABS 系統相結合，可以促進汽車技術的迅速發展。智能的汽車防抱死剎車系統能夠及時地檢測包括姿態、減速、動量、車速等狀態參數，以及汽車輪胎的所有行駛狀態參數。把汽車系統的安全性和可靠性提升到一個新的水平，通過對以上參數進行合理的調節，從而盡量減少失誤的發生。

4.2 自動變速器

汽車智能生產中不可或缺的設備就是自動變速器，可以保證汽車動力系統的無縫連接，并通過靈活的應用，有效地改善汽車的可靠性和安全性，提高汽車的擋位數量。采用機電一體化技術，實現可執行的自動變速箱，以實現其卓越性能。例如，利用傳感器技術，可以連續地監控汽車的各個狀態參數，并利用有關的算法進行監控信息的計算和分析，并對自動換擋進行了科學的設計。同時，采用了車輛自檢技術，將自動變速箱技術和機電一體化技術結合起來，有效地實現排查車輛運行中隱藏的安全隱患。

4.3 激光測距雷達系統

汽車系統還有一個非常重要的設備，激光測距雷達系統，這個雷達通常安裝在車頭和車尾，能夠很大程度上幫助駕駛者對汽車尤其是障礙物周圍的情況進行了解。通過對駕駛視覺盲點問題的解決，確保了駕駛者的安全，通過提供有效地幫助來幫助駕駛者做出正確的決策。機電一體化技術的有效應用可以有效提高激光雷達在激光雷達系統中的可靠性。對于激光測距雷達系統而言，主要任務是將中央處理系統與傳感系統有機結合，對汽車周邊環境進行綜合識別，完成對汽車的相關數據信息收集并對汽車進行準確判斷。如果確定的數據距離超出安全距離，汽車的報警設備就會被自動觸發，駕駛員也會在收到報警反饋信息的同時，對汽車行進方向進行調整，確保汽車一直處于安全狀態。因為駕駛安全越來越重要，所以機電一體化技術與激光測距雷達系統必然會與未來汽車智能制造業的發展緊密結合在一起。

5 應用難題

5.1 傳感器靈敏度難題

現代機電感應器在機器視覺上有特定的瑕疵，有時會出現無法識別障礙物或無法實時延遲的情況，可能會對使用者造成風險。解決這一問題的關鍵在于提高傳感器的靈敏度，今后可借助光學技術繼續深入研究。

5.2 技術彈性問題

在汽車智能化制造中，機電一體化技術的應用是受控的，即現代汽車的機電一體化技術系統面對智能化的終端指令，一般都是無條件地執行，每一個技術系統都必須按照智能終端指令運行，說明在靈活性上還是略顯不足。有時候用戶想讓車子更快，但智能終端對自動變速箱發出的指令，對車子的剎車力度造成了限制，車速未必能讓用戶滿意。未來汽車智能制造中的機電一體化技術要解決的問題是，終端可以根據周圍環境判斷制動力是否需要調整，提高技術靈活性。

6 發展趨勢

6.1 綠色發展

汽車加工行業數量眾多，對生態系統的破壞作用不可忽視，汽車加工過程中的能源消耗也很大。鼓勵和引導汽車制造業更新加工技術，確保環保、綠色、可持續發展，以消除環保與經濟發展之間的矛盾。通過在汽車設備聯動、故障診斷、處理技術等方面不斷加強機電一體化技術的有效應用，能夠很好地發揮提升汽車性能的作用，將不必要的能耗降到最低，促進汽車逐步發展綠色環保的智能汽車制造。

6.2 自動化和信息化

汽車制造業在不斷發展機電一體化技術的同時，逐步走向智能化、信息化。汽車加工工藝和方式也在朝著更加人性化、集成化的方向不斷創新和變革。將智能控制技術和智能算法加入到加工過程和加工過程中，使加工的精度和效率得到提高。在汽車制造技術的發展過程中，需要不斷完善工業信息網絡的建設，將汽車制造劃分成不同的體系架構，完成不同的體系功能和任務，在不同的架構層面上進行分工。未來在移動端或者云端完成處理過程，并完成與設計點相分離的相應加工點，更好地為用戶提供個性化的加工服務。信息技術的發展是通過算法和硬件的發展，在完善過程中推動汽車產業發展的，是與基礎加工技術、基礎加工材料緊密相連的。

6.3 降低加工誤差

在機電一體化技術的發展過程中，我們應該把發展的重點放在發展基礎技術上。我國目前缺乏高精度的加工，造成了一定的局限性，一方面是加工工藝的問題，另一方面是基礎設備的問題。通過更智能的糾錯算法，加強基礎工藝在降低加工誤差方面的改進，以更好地將機電一體化技術應用到汽車智能制造中。另外，還應加大對基礎機床等基礎設備的研發力度，例如基礎加工設備。

6.4 安全發展

工業數據需加強防護，這是因為這些數據一旦被黑客盜取，很可能會對系統的安全運行造成很大影響。為此，在處理安全系統建設過程中，需要加強信息保護系統的建立和完善，使其能夠在直接有效識別非法訪問的情況下，很好地抵御外部惡意攻擊。具體可以從以下幾個方面著手，一是通過系統升級，努力有效解決這些問題，減少安全漏洞，我們的信息保護系統要定期升級，及時發現系統存在的安全漏洞。為了保證核心數據的安全可靠，針對不同的數據可以設置不同的加密等級。二是建立完善的入侵檢測系統，對違規訪問用戶進行有效的阻斷和阻斷，防止違規訪問通過查詢各種訪問方式進入系統，判斷是否存在違規訪問行為。另外，要能夠加強系統安全建設，在抵御各種非法攻擊方面，提高系統安全水平。

7 結束語

總的來說，將各種先進技術引入到汽車智能制造環節，是夯實行業整體經濟效益提升的基礎。通過應用機電一體化技術，有助于完善工藝流程，實現高質量、高效率的生產，使汽車穩定性、安全性得到全面提升，為各個生產環節的智能化運行提供技術支持。