機電一體化技術在汽車設計中應用

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摘要：目前，在我國汽車行業是支柱性產業，因此，對汽車設計需要給予高度重視。機電一體化在汽車設計領域當中應用較為廣泛，而且需要應用到的技術相對較多，屬于一種綜合性的技術，同時隨著技術日益成熟，對汽車行業的高效應用具有非常重要的影響。

關鍵詞：機電一體化技術；汽車設計；應用

0引言

現如今，隨著我國科技水平的日益發展，這一技術也取得令人滿意的效果。這種技術在具體應用過程當中是通過自動化系統將人工予以替代，減輕人工期間的人力以及物力，使勞動強度明顯降低，對機械化加工速度起到良好的促進作用。通過這一技術可以使整個汽車設計加工效率顯著提升，所以，對這一技術在汽車設計行業當中的目前狀況需要分析與研究，能夠使這一技術的應用效果顯著提高，在未來的應用當中充分體現出這一技術的智能化以及個性化，能夠在汽車設計當中得以靈活應用。

1機體一體化技術在汽車行業當中的發展現狀

現如今，從汽車行業發展當中，機電一體化技術在汽車設計當中應用相對較為廣泛。這一技術從誕生開始到目前為止一共包含3個階段，第一個就是再現類型，第二個就是感知類型，第三個就是智能類型。當中，第一個類型就是在汽車設計當中應用最為常見的一種，對其整個過程當中給予程序方面的輸入，但是根據目前的相關技術無法真正實現建立一個數學模型。根據這一現象，必須要通過人工智能給予全面分析以及改進，對信息容量給予確認，與此同時通過這一技術的主要特征創造出來一個智能化系統，利用這一系統能夠使這一技術更加具有靈活性，對相鄰環境的盈利更加的明顯。最近幾年，國內的汽車行業突飛猛進，其中對這一技術的需求也相對較多，然而機電一體化技術屬于一項綜合性技術，能夠對這一技術給予全面控制，通過相關系統保證運行順利進行，同時在汽車設計期間，員工首先需要對機電一體化技術有一定的了解，對大家的生活、工作等具有非常重要的影響，并且對汽車設計的發展尤為重要。機電一體化技術在具體應用期間，不但可以將勞動成本明顯降低，使汽車建設速度顯著加快，對周圍環境予以有效改善，進而可以加速汽車生產速度。從當今的汽車行業發展情況來看，在這一技術的帶動之下，汽車行業也得到迅速的發展，這也是機電一體機技術這項工作的最初目的。然而在實際應用期間，采取這一技術，極易受到工作人員以及周圍環境的影響，就當中的工作人員影響誘因而言，其大部分指的是這一技術工程運用所產生的慣性影響，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，車企必須要進一步增強對這一技術的建設，進而遵循相對應的原則，給予有效分析，進而對這一技術的發展起到良好的促進作用。

2機電一體化技術在汽車設計行業的應用優勢

2.1使用功能更加完善

機電一體化技術是利用數字技術對機電技術進行控制，其包括控制程序及控制系統兩大部分，同傳統的機電控制技術相比，控制功能更加強大。利用自動化數字系統對汽車制動系統、電路系統、電子控制系統等進行操作，機電控制更加簡單和精準，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行操作。通過設置系統，機電一體化技術能夠進行預操作，所以更加方便對重復類工作的操作。產品生產過程中，該項技術具有很好的靈活性，能夠結合實際情況進行選擇，對工作方式進行調整，促進生產效率的提高。

2.2工作狀態更加安全

同傳統技術相比，機電一體化技術的保護功能更強，汽車在工作狀態時，遇到超載等狀況時，可利用一體化系統進行防護，并發出警示信號，人員傷亡和經濟損失有效減少，同時，智能化控制將設備的使用功能充分發揮出來，設備使用周期延長，工作效率提高。

2.3生產功能更高效

機電一體化減少控制準確度更高，設備生產效率得到提高；機電一體化檢測監控系統，生產自動化檢測得以實現，確保問題及時發現及時解決；機電一體化技術后續產品測試中優勢較大，大大提高了測試準確程度。

3機電一體化技術在汽車設計當中的應用

3.1電子制動系統

就對這一技術而言，將機電一體化技術應用在汽車行業當中，對BBW系統的應用起到良好的促進作用，機電一體化技術能夠有效改善以往機械制動結構，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現，進而使傳輸速度進一步提高，最終增強汽車制動的可靠性。

3.2自動變速系統

電子控制自動變速設備可有效降低變聲器功率損耗，動力傳遞功率提高，變速擋數的增加，可與汽車行駛最佳速比相適應。電子控制自動變速設備在汽車行業的應用，可使汽車省力、節能、舒適、安全的目的得以實現。處于工作狀態的發動機，通過各種傳感設備的檢測，將所得信息向電子控制設備輸入，然后處理，結合程序開關、換擋信息、跳合開關等信息，利用電子控制設備對能夠符合行駛條件最好的換擋信息進行選擇，并轉換成電液控制執行元件液壓變量實現換擋控制。自動變速設備監潞電路自動檢測和失效監測系統的電控設備，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，則系統功能正常，如果報警燈亮，系統則存在故障，非電控狀態的自動變速設備，雖然電子控制優化功能已失去，但變數設備還能夠工作。

3.3設計理念方面的應用

在汽車設計理念當中，可以將這一技術分為兩個方面：第一，在這一技術理念的基礎之上采取產品設計工作的時候，可以真正實現微電子技術聯合設計；第二，在汽車設計工作期間，從整體設計考慮，其工作當中所需要的框架就可以，框架當中較為細致的部分必須要交給這一技術進行處理。現如今，在汽車設計理念當中最為重要的就是精密機械技術，這一理念為傳統系統方面的設計，進而使當中的精準度以及準確度顯著提升。

3.4機電一體化設備更新

在汽車設計期間，這一技術當中的設備需要正確通過計算機應用，需要對整個方案給予足夠的重視，通過數字控制系統當中的制造技術，才可以整個運行當中的各個功能予以提高。順應這一技術發展的實際需求就是對機電設備的全面更新。將這一技術應用在一系列項目當中，進入到汽車領域的時候已經相對比較晚了。這是因為國內的汽車行業發展比較落后，短期當中發展情況不足。所以，現如今，這一技術與汽車行業的結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基礎之上，大膽進行嘗試以及創新。最近幾年，在我國汽車領域當中，為了能夠更好的為這一技術發展，必須要采取最為先進的設備，并且及時進行更新。

3.5車身模型

從目前我國汽車行業的發展情況而言，對車身采取一比一的加工，一般采取數控加工的方式予以應用，在實際應用期間，這一技術需要在CAM模型的基礎之上予以處理，同時將CAM予以有效應用，以及對加工道具要合理進行選擇，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，將模塊生成為數控加工技術予以應用，并且對實體模型予以加工。在應用過程當中，機電一體化技術的發展相對較為良好，同時精準度相對比較高，在汽車行業發展當中具有非常重要的影響，然而機電一體化這一技術也存在各種各樣的不足，其中成本非常高，造成應用范圍受到一定程度的限制。

3.6ABS系統以及無人駕駛

反搖滾（ABS）系統指的是利用這一技術的微電子以及自動控制技術應用。其功能為對制動輪瞬時運動的狀態進行感知，依據制動輪運行狀態能夠將汽車剎車動力之間的距離進行適當調整，可以有效降低車輪方面發生問題的概率。該系統主要包括傳感、能源、信息處理等系統以及機械結構部件等。ABS系統引入光學技術，通過光學技術先天優勢，機電一體化傳感、能源、信息處理等系統功能得到有效改進。另外，汽車自身的柔性動能有非常大的提升。除此之外，現如今，在汽車領域當中熱烈討論的話題就是無人駕駛，進而導致這一技術的應用空間更加廣泛，最為關鍵的就是采取閉環伺服系統，將以往的開環校準系統完全取代，這樣就能夠利用電子反饋傳輸，對信號進行有效控制。

3.7提升設計師的個人素質

這一技術的核心就是機械技術，實際而言就是多種技術的綜合體。在汽車設計行業當中，這一技術的有效運用對工作人員的技術熟練程度有著更為嚴格的要求。工作人員要具有一個良好的態度以及扎實的理論知識。這一技術屬于一門綜合性技術，必須要求工作人員對理論內容有一個全面的了解，增強工作人員的審查以及學習是非常有必要的。在這一技術的推動之下，汽車設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以及良好的心理素質，對工作人員今后的發展起到至關重要的作用。除此之外，需要定期對工作人員進行相關專業培訓以及學習，將員工的自身素質和技術能力日益提高，同時采取相對應的規章制度以及標準，并定期進行考核，最終可以使其整個質量以及效率進一步提升。

3.8創新汽車理念

這一應用技術屬于一種全新型的設計理念，在汽車設計當中得以有效利用，然而最為重要的就是對相關設計要予以有效更新。根據這一技術作為理論支撐，使其整體性能進一步提升，進而可以使整個汽車的效能顯著提升。另外，在大力發展設計理念期間，必須要對汽車每一項的指標進行綜合考量，由于這是對汽車進行改造，對大家的生命和財產安全具有非常大的影響，每個零部件的質量和安裝也許都會帶來較大的影響。工作人員在進行汽車設計過程當中，必須要在實踐工作當中逐漸進行磨合與更新，并不是將機電一體化技術排斥在外，而是一個不斷發展的過程，需要相關從業人員進行綜合考量。

4機電一體化技術在汽車設計行業的發展趨勢

隨著社會經濟的飛速發展，汽車設計行業廣泛應用機電一體化設計，電子元件已經取代機械元件所完成的工作，促使汽車功能、性能、節能、效率等方面獲得更高發展。目前汽車設計行業中，廣泛應用電子技術，上世紀七十年代，充電電機調整電壓的設備與點火裝置均實現了電器集成化，此后，由電子控制系統對燃料的噴射設備進行控制，八十年代，微型計算機走上市場得到應用，汽車發動機的控制系統出現，然后針對排氣、節能、安全等問題專門研發的自動變速設備，為了提高乘坐的舒適度，而開發的自動照明、調節、空氣凈化等控制系統。近年來，專用的汽車集成電路得到發展，在汽車設計上各個電子系統逐漸裝備起來。比如，電子點火設備比較適用于現代汽車缸、高壓縮比、高轉速的發展，可進行高能量點火，還有排氣控制系統使用電子技術，發動機燃燒方式得到改善，大大減少所排氣體中一氧化碳的含量。此外，微電子技術廣泛用于汽車制造的工藝設計中，比如，汽車車身裝焊、沖壓、涂漆等均有機器人來完成；數控技術在鍛造發動機的零件，機械加工等方面得到應用。特別是通過微機管理和控制來診斷裝配和加工機械故障、自動檢測工序、監控焊接等。現代汽車設計行業中，導入“機電一體化”技術為其長足發展提供了強大動力。首先，提高了汽車的整體性能。電子產品的應用，使原來機械部件性能得到充分發揮，電子產品的應用使機械部件不能實現的耐久性、火花能量等性能顯著提高；“機電一體化”技術在汽車設計行業的應用，大大提高了產品環境保護和能源節約的性能，其中比較典型的例子就是利用電子對燃料噴射設備進行控制，取代氣化設備燃料供給，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境，比如車載空調，可對車內濕度、溫度、氣流等進行自動調節等。再者是與時俱進、豪華時髦，比如數字顯示的計量儀表，通訊娛樂設施，其中有車載電話、音響、導航等設備。如今，電子技術的發展可謂是日新月異。對機電一體化的汽車設計行業產生很大的促進作用，為汽車工業的現代化、高水平發展增添了強大動力。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、雷達控制車距、電控四輪轉向裝置，數據處理傳輸系統等。目前汽車更有向通訊、信息方面發展的趨勢。

5流程應用舉例

流程應用其中包含由以下幾點：①需要概念草圖方面的設計，由造型師全權負責，利用計算機應用，通過三維模擬的方式將整個意圖有效地表達出來，并且對其模型的真正實現起到良好的促進作用，同時按照具體情況給予進一步的維修以及驗證。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中發生碰撞，使整個加工得以順利進行，對其路徑的準確性予以有效驗證。另外，對其所生產的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，保證與設計完全符合，與此同時，對不同系統的正常工作予以確認，并且在Windows界面展示切削狀態，之后將機器控制在初始位置。③對加工原點予以確認，將刀頭轉到程序狀態，保證受控脈沖輪，使其方面面對到，之后予以刀轉化，采取接觸觸發式；接觸以后，對相關數據發出起到良好的促進作用。④采取計算機進行傳輸，對NC加工代碼的傳輸起到良好的促進作用。⑤在整個工作開展之前，首先要立即運行NC程序，保證其必須正確，并且確定存在報警系統，在確認無誤以后予以加工執行。⑥對相關信息數據進行采集；其中大部分為光學影響，在應用過程當中，可以獲得良好的精準度，像素清晰、效率交稿以及采集數據的面積相對比較大等相關優勢，然而不足的問題就是會導致工作效率明顯降低。⑦首先必須要對油泥模型予以修改，之后對相關軟件進行有效讀取，之后制作成為曲目，反復進行，一直到汽車設計人員滿意。

6總結

機電一體化技術對汽車設計以及整個行業具有非常重要的影響，對汽車設計高效工作起到良好的促進作用，相信在今后的汽車行業當中應用更加廣泛，規模越做越大。雖然當前這一技術在汽車設計應用當中存在一些不足之處，然而隨著智能化的不斷發展，進而可以將這些不足予以解決，使機電一體化技術更加能夠適應相鄰環境，同時還要對其調控工藝的研發以及創新給予足夠的重視的，對機體一體化技術的水平提升起到至關重要的作用。

作者:馬艷 單位:江蘇省江陰中等專業學校