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机电一体化在汽车智能制造的应用

期刊目录网机电一体化论文发表2019-11-19 15:53关注(1)

  改革开放以来,我国社会主义市场经济始终保持良好的发展势头,近年来随着产业结构的持续优化,现代科学技术的应用体系也更加成熟,这都为机电一体化技术的进步与深度应用提供了良好的环境。机电一体化技术作为一种重要的现代科学技术,对各行业均产生着深远的影响,特别是在“工业4.0”的时代背景下,更是为制造业的转型升级注入了新的活力。本文首先对机电一体化与智能制造进行简单概述,在此基础上立足于汽车智能制造的实际,探寻机电一体化技术在汽车智能制造中的应用,以期为我国汽车制造业的可持续发展提供参考。

机电一体化在汽车智能制造的应用

  关键词:机电一体化;汽车;智能制造

  科学技术的持续进步为制造业的发展提供了强大的支撑,在我国制造业转型升级的背景下,大量创新技术同制造业的融合程度也不断加深。机电集体化技术作为一种应用广泛、且在实践中展现出突出价值的重要技术,在汽车的智能制造中也必将扮演着更加重要的角色,不仅可以优化汽车制造的基本效率,也可以有力提升汽车行驶的安全性与便利性,最终将技术效益转化为社会公众可以享受到的社会效益。因此,把握机电一体化技术的要点、探寻其同汽车智能制造的有机融合,具有较高的研究价值。

  1机电一体化技术概述

  机电一体化技术是现代技术高速发展的产物,融合了多学科的基本技术知识,涉及到电子力学、微电子、机械等相关的技术内容。这一技术的应用可以使得电子产品的智能化水平得到极大提升。业内对于机电一体化技术的研究已经经历了一个相当长的过程,也是一个由单一到全面、由局限到成熟的过程。在发展早期,电子技术与机械技术的融合并没有实现,研究者往往将两者视为相互独立甚至割裂的个体,应用主要集中于将电子技术应用到机械工业中,实现提高生产效率、维护产品质量的效果,但受限于特定的技术环境,这一目标并没有得到很好的实现。近年来,以计算机技术为代表的现代信息技术得到了极快的发展,这为机电一体化技术注入了新的活力,使得其在机械制造行业扮演着愈发重要的角色,大大带动了生产与管理工作的智能化与自动化。由于机电一体化技术囊括了多种综合性技术,且其在发展过程中也始终保持着较高的更新速度,因此技术的先进性可以得到保障。未来,随着制造业转型升级的持续推进,机电一体化技术也将解决更加多样的生产难题,推动制造活动的现代化发展。

  2智能制造概述

  结合当前制造业的发展特点来看,可以将智能制造划分为智能制造技术与智能制造系统两大方面。前者主要是指由技术人员借助一定的计算机模拟系统,对某一系统进行分析、决策,打破了传统人工过程的弊端,在提高精准度的同时,可以有效节约相应的人力与时间成本投入,起到维护生产实效性的效果。后者则可以简单地理解为人机一体化智能系统,由智能机器人与人类专家共同组成,其一计算机为主要工具,借助人类专家进行分析、构思以及决策等智能活动。这一系统是对智能制造技术的现代化延伸,具有极高的智能化特点,也是智能制造业的发展重点。智能制造系统基于社会生态学的根基,既是集成应用的主要场所,也是智能制造模式展现的主要载体,可以适应制造行业生产扩大化、复杂化的现实特点,也能适应未来社会急剧变化的现实环境。对于传统制造行业来说,智能制造系统的应用强调知识体系,而知识经济恰恰是社会经济发展的潮流,因此,智能制造系统也必将成为制造行业发展的主攻方向。

  3机电一体化技术在汽车智能制造中的应用

  3.1自动变速器

  自动变速器作为现代汽车智能制造中的一项重要技术,可以有效降低汽车的损耗功率,增强变速装置挡数,从而提升传递动力系统,切实提高汽车的安全性与舒适性。自动变速器技术的应用体现了机电一体化技术的基本特点,如在汽车发动机的工作过程中,可以借助传感器技术及时把握汽车的工作状态,也可以借助于信息化的监控设备实现数据的接收,从而有效选择开关程序、开关自动跳合信息、安装换挡信息等。同时,自动变速器技术也使得汽车的有效自检成为可能,从而有效排除汽车应用过程中的安全隐患,如果汽车报警系统在发动时处于稀或状态,则说明自动变速器为正常,而一旦变速器出现异常情况,则其会转化为非电控工作状态。可以看出,自动变速器在汽车中的应用适应了汽车智能制造的发展要求,而这一技术的应用恰恰是机电一体化技术的直接展现。

  3.2汽车制动防抱死系统

  汽车制动防抱死系统也即ABS系统,也是机电一体化技术在汽车智能制造中的代表之一。无论对于何种类型的汽车来说,如果制动系统出现偏差,均会极大程度地提高汽车使用过程的危险系数。因此,汽车制动防抱死系统在汽车中的应用尤为重要,其主要目的在于使汽车在行驶中可以以适当的减速度降低车速执行停车,尽可能排除制动过程中的不稳定因素,提高驾驶者与乘坐者的安全系数,也有效防止因碰撞、追尾造成的经济损失,这一机电一体化技术在汽车智能制造中的应用也经历了一个长期的探索过程。在现代汽车的发展之初,通常制动装置仅仅安装于汽车的后轮,而在实践中发现,如果仅仅依靠后轮的制动装置,则很难充分保障制动效果,特别是随着路况复杂程度的提升,原有的制动功能已经不能满足汽车的实际使用需求,从而发展到在前轮也安装制动器。同时,专业人员通过对汽车制动时轴承荷载力的动态转移、前轮增重、后轮减重等问题的深入认识,意识到后轮先抱死往往会使得汽车在制动过程中出现不同程度的方向失控问题,从而推动了ABS系统的研发与应用。作为汽车智能制造中极具代表性的一种机电一体化技术,汽车制动防抱死装置可以感知到制动轮每个瞬时所处的运动状态,并以此为依据,对制动器动力矩进行有效调节,防止抱死问题的出现,从根本上提高了汽车制动过程的安全性。

  3.3激光测距雷达系统

  激光测距雷达系统也是现代汽车必不可少的一项关键系统,其通常设置于汽车的首尾两端,主要作用在于解决司机在行驶过程的视觉盲区问题,使得其能更加准确地把握汽车前后障碍物的实际情况,从而做出更加安全的驾驶选择;同时,激光测距雷达系统也使得倒车过程更加便捷,减少了因视觉问题造成的倒车偏差及碰撞等情况,可以起到保护汽车设备及乘坐人安全的作用。作为机电一体化技术的一种,激光测距雷达系统的关键在于传感系统、中央处理系统等的有效配合,从而能及时准确地对汽车周边的障碍物进行捕捉,并自动检测出其同汽车的间距。如果汽车距离障碍物的距离处于安全范围,则汽车就会自动报警,驾驶者在接收警示后即可以依照内置的反馈装置进行有效调整,避免“手忙脚乱”导致的安全事故。在未来,激光测距雷达系统的精度与适用范围也必将得到持续的提升。

  4机电一体化技术的发展特点及其在汽车智能制造行业的发展趋势

  综合机电一体化技术的应用特点,可以预测,其未来的发展必然会集中表现出聚焦于如下方向:

  4.1光机电一体化方向

  光机电一体化是在现有机电一体化技术的传感、动力、信息、机械结构等系统的基础上,引入光学技术,从而有效改善原有系统的准确度、敏锐度等情况,使得机电一体化技术的应用范围与深度得到进一步拓展,这也是机电一体化技术在汽车智能制造中的未来发展重点。

  4.2柔性化方向

  “冗余度”的提升是机电一体化技术控制与执行系统功能发展的基本要求,旨在使得系统的柔性程度得到提高,从而增强应对各类突发事件、不稳定因素的能力,在汽车智能制造中表现为提高汽车机电一体化系统应对复杂路况、道路突发事件的能力。在柔性化系统中,存在着相互独立的子系统,共同构成总系统的功能,而其自身的“自律性”,又使得其可以这对环境条件的差异,实现不同反应,这就有效避免了因某一子系统的故障造成的全系统运转不灵乃至瘫痪状况,具有较高的应用价值。

  4.3智能化与仿生物系统化方向

  智能化本身就是机电一体化技术的基本特点,而随着磨具技术、信息技术等相关技术的发展,这一特点也必将更加突出。同时,未来机电一体化技术对信息的依赖程度也将持续提升,且呈现出仿生物的特点,即在静态时相对不稳定,而在动态工作过程中却具有较高的稳定性,当然,这一方向的发展也必然要经历一个长期的探索与完善过程。近年来,随着我国经济水平的持续提高,汽车作为一种日常出行的交通工具,同社会生活的联系更加紧密,其普及度也不断提高,逐渐从一种相对昂贵、奢侈的商品成为一种应用较为广泛的日常商品。相应地,社会对于汽车的功能与质量也提出了更高的要求。汽车制造行业在提升制造效率的同时,需要对汽车的全面性、智能型、功能性、安全性给予更高的关注,也必须通过持续的技术优化与系统改造,提高现代制造的基本能力。综合来说,机电一体化技术作为一种现代化的技术,同汽车智能制造行业的融合程度必将不断加深,也会在未来汽车制造业的转型升级中扮演着更加重要的角色。

  5结束语

  综上,智能制造是“工业4.0”背景下制造业转型升级的必由之路,也是汽车制造行业把握发展先机、实现突破性发展的必然选择。机电一体化技术作为一种现代技术,对汽车智能制造具有重要的影响作用。汽车制造企业应当立足于机电一体化技术的应用要点,探寻其同汽车智能制造的深度融合,并牢牢把握机电一体化技术的发展趋势,充分激发机电一体化技术对于推动汽车智能制造现代化变革的重要价值。

  参考文献:

  [1]林毅,刘云霞,李天博.智能制造环境下汽车生产企业审核关键技术研究[J].质量与认证,2019(07):78-80.

  [2]机械工业仪器仪表综合技术经济研究所深度服务汽车行业智能制造实施工程成绩斐然[J].仪器仪表标准化与计量,2019(02):6.

  [3]尹成鑫.加快发展智能制造推动我国汽车制造业转型升级———基于智能制造技术与高端装备产业发展的思考[J].四川职业技术学院学报,2019,29(02):144-147.

  作者:梁博 单位:武汉职业技术学院

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