机电一体化技术在汽车设计中的应用

马艳

摘要： 目前，在我国汽车行业是支柱性产业，因此，对汽车设计需要给予高度重视。机电一体化在汽车设计领域当中应用较为广泛，而且需要应用到的技术相对较多，属于一种综合性的技术，同时随着技术日益成熟，对汽车行业的高效应用具有非常重要的影响。

Abstract： At present， the automobile industry is a pillar industry in China， therefore， the need to give high attention to the car design. Mechatronics is widely used in the field of automobile design， and relatively more technologies need to be applied. It belongs to a comprehensive technology. At the same time， with the increasing maturity of technology， it has a very important impact on the efficient application of the automobile industry.

關键词： 机电一体化技术;汽车设计;应用

Key words： mechatronics technology;automobile design;application

中图分类号：U462.2+4                                      文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）24-0221-03

0  引言

现如今，随着我国科技水平的日益发展，这一技术也取得令人满意的效果。这种技术在具体应用过程当中是通过自动化系统将人工予以替代，减轻人工期间的人力以及物力，使劳动强度明显降低，对机械化加工速度起到良好的促进作用。通过这一技术可以使整个汽车设计加工效率显著提升，所以，对这一技术在汽车设计行业当中的目前状况需要分析与研究，能够使这一技术的应用效果显著提高，在未来的应用当中充分体现出这一技术的智能化以及个性化，能够在汽车设计当中得以灵活应用。

1  机体一体化技术在汽车行业当中的发展现状

现如今，从汽车行业发展当中，机电一体化技术在汽车设计当中应用相对较为广泛。这一技术从诞生开始到目前为止一共包含3个阶段，第一个就是再现类型，第二个就是感知类型，第三个就是智能类型。当中，第一个类型就是在汽车设计当中应用最为常见的一种，对其整个过程当中给予程序方面的输入，但是根据目前的相关技术无法真正实现建立一个数学模型。根据这一现象，必须要通过人工智能给予全面分析以及改进，对信息容量给予确认，与此同时通过这一技术的主要特征创造出来一个智能化系统，利用这一系统能够使这一技术更加具有灵活性，对相邻环境的盈利更加的明显。

最近几年，国内的汽车行业突飞猛进，其中对这一技术的需求也相对较多，然而机电一体化技术属于一项综合性技术，能够对这一技术给予全面控制，通过相关系统保证运行顺利进行，同时在汽车设计期间，员工首先需要对机电一体化技术有一定的了解，对大家的生活、工作等具有非常重要的影响，并且对汽车设计的发展尤为重要。机电一体化技术在具体应用期间，不但可以将劳动成本明显降低，使汽车建设速度显著加快，对周围环境予以有效改善，进而可以加速汽车生产速度。从当今的汽车行业发展情况来看，在这一技术的带动之下，汽车行业也得到迅速的发展，这也是机电一体机技术这项工作的最初目的。然而在实际应用期间，采取这一技术，极易受到工作人员以及周围环境的影响，就当中的工作人员影响诱因而言，其大部分指的是这一技术工程运用所产生的惯性影响，然而另外一个影响因素指的是汽车市场变化所造成的诱因。所以，车企必须要进一步增强对这一技术的建设，进而遵循相对应的原则，给予有效分析，进而对这一技术的发展起到良好的促进作用。

2  机电一体化技术在汽车设计行业的应用优势

2.1 使用功能更加完善

机电一体化技术是利用数字技术对机电技术进行控制，其包括控制程序及控制系统两大部分，同传统的机电控制技术相比，控制功能更加强大。利用自动化数字系统对汽车制动系统、电路系统、电子控制系统等进行操作，机电控制更加简单和精准，操作过程中所使用的工具和按键大量减少，更容易对汽车整体进行操作。通过设置系统，机电一体化技术能够进行预操作，所以更加方便对重复类工作的操作。产品生产过程中，该项技术具有很好的灵活性，能够结合实际情况进行选择，对工作方式进行调整，促进生产效率的提高。

2.2 工作状态更加安全

同传统技术相比，机电一体化技术的保护功能更强，汽车在工作状态时，遇到超载等状况时，可利用一体化系统进行防护，并发出警示信号，人员伤亡和经济损失有效减少，同时，智能化控制将设备的使用功能充分发挥出来，设备使用周期延长，工作效率提高。

2.3 生产功能更高效

机电一体化减少控制准确度更高，设备生产效率得到提高;机电一体化检测监控系统，生产自动化检测得以实现，确保问题及时发现及时解决;机电一体化技术后续产品测试中优势较大，大大提高了测试准确程度。

3  机电一体化技术在汽车设计当中的应用

3.1 电子制动系统

就对这一技术而言，将机电一体化技术应用在汽车行业当中，对BBW系统的应用起到良好的促进作用，机电一体化技术能够有效改善以往机械制动结构，将汽车刹车与脚踏板之间的信号予以传递，使以往的液压信号得到显著改善，使电信号传输予以真正实现，进而使传输速度进一步提高，最终增强汽车制动的可靠性。

3.2 自动变速系统

电子控制自动变速设备可有效降低变声器功率损耗，动力传递功率提高，变速挡数的增加，可与汽车行驶最佳速比相适应。电子控制自动变速设备在汽车行业的应用，可使汽车省力、节能、舒适、安全的目的得以实现。处于工作状态的发动机，通过各种传感设备的检测，将所得信息向电子控制设备输入，然后处理，结合程序开关、换挡信息、跳合开关等信息，利用电子控制设备对能够符合行驶条件最好的换挡信息进行选择，并转换成电液控制执行元件液压变量实现换挡控制。自动变速设备监潞电路自动检测和失效监测系统的电控设备，也就是说在汽车行驶前检测所有电路。如果汽车启动以后，报警灯灭，则系统功能正常，如果报警灯亮，系统则存在故障，非电控状态的自动变速设备，虽然电子控制优化功能已失去，但变数设备还能够工作。

3.3 设计理念方面的应用

在汽车设计理念当中，可以将这一技术分为两个方面：第一，在这一技术理念的基础之上采取产品设计工作的时候，可以真正实现微电子技术联合设计;第二，在汽车设计工作期间，从整体设计考虑，其工作当中所需要的框架就可以，框架当中较为细致的部分必须要交给这一技术进行处理。现如今，在汽车设计理念当中最为重要的就是精密机械技术，这一理念为传统系统方面的设计，进而使当中的精准度以及准确度显著提升。

3.4 机电一体化设备更新

在汽车设计期间，这一技术当中的设备需要正确通过计算机应用，需要对整个方案给予足够的重视，通过数字控制系统当中的制造技术，才可以整个运行当中的各个功能予以提高。顺应这一技术发展的实际需求就是对机电设备的全面更新。将这一技术应用在一系列项目当中，进入到汽车领域的时候已经相对比较晚了。这是因为国内的汽车行业发展比较落后，短期当中发展情况不足。所以，现如今，这一技术与汽车行业的结合仍然处在一个磨合的阶段，然而如果想要迈出这一步就必须在充足的物质基础之上，大胆进行尝试以及创新。最近几年，在我国汽车领域当中，为了能够更好的为这一技术发展，必须要采取最为先进的设备，并且及时进行更新。

3.5 车身模型

从目前我国汽车行业的发展情况而言，对车身采取一比一的加工，一般采取数控加工的方式予以应用，在实际应用期间，这一技术需要在CAM模型的基础之上予以处理，同时将CAM予以有效应用，以及对加工道具要合理进行选择，对加工轨迹要予以确定，之后将整个前期处理工作予以有效完成。另外，将模块生成为数控加工技术予以应用，并且对实体模型予以加工。在应用过程当中，机电一体化技术的发展相对较为良好，同时精准度相对比较高，在汽车行业发展当中具有非常重要的影响，然而机电一体化这一技术也存在各种各样的不足，其中成本非常高，造成应用范围受到一定程度的限制。

3.6 ABS系统以及无人驾驶

反摇滚（ABS）系统指的是利用这一技术的微电子以及自动控制技术应用。其功能为对制动轮瞬时运动的状态进行感知，依据制动轮运行状态能够将汽車刹车动力之间的距离进行适当调整，可以有效降低车轮方面发生问题的概率。该系统主要包括传感、能源、信息处理等系统以及机械结构部件等。ABS系统引入光学技术，通过光学技术先天优势，机电一体化传感、能源、信息处理等系统功能得到有效改进。另外，汽车自身的柔性动能有非常大的提升。除此之外，现如今，在汽车领域当中热烈讨论的话题就是无人驾驶，进而导致这一技术的应用空间更加广泛，最为关键的就是采取闭环伺服系统，将以往的开环校准系统完全取代，这样就能够利用电子反馈传输，对信号进行有效

控制。

3.7 提升设计师的个人素质

这一技术的核心就是机械技术，实际而言就是多种技术的综合体。在汽车设计行业当中，这一技术的有效运用对工作人员的技术熟练程度有着更为严格的要求。工作人员要具有一个良好的态度以及扎实的理论知识。这一技术属于一门综合性技术，必须要求工作人员对理论内容有一个全面的了解，增强工作人员的审查以及学习是非常有必要的。在这一技术的推动之下，汽车设计的功能化以及智能化会显得愈加明显，这要求工作人员需要熟练的技术以及良好的心理素质，对工作人员今后的发展起到至关重要的作用。除此之外，需要定期对工作人员进行相关专业培训以及学习，将员工的自身素质和技术能力日益提高，同时采取相对应的规章制度以及标准，并定期进行考核，最终可以使其整个质量以及效率进一步提升。

3.8 创新汽车理念

这一应用技术属于一种全新型的设计理念，在汽车设计当中得以有效利用，然而最为重要的就是对相关设计要予以有效更新。根据这一技术作为理论支撑，使其整体性能进一步提升，进而可以使整个汽车的效能显著提升。另外，在大力发展设计理念期间，必须要对汽车每一项的指标进行综合考量，由于这是对汽车进行改造，对大家的生命和财产安全具有非常大的影响，每个零部件的质量和安装也许都会带来较大的影响。工作人员在进行汽车设计过程当中，必须要在实践工作当中逐渐进行磨合与更新，并不是将机电一体化技术排斥在外，而是一个不断发展的过程，需要相关从业人员进行综合考量。

4  机电一体化技术在汽车设计行业的发展趋势

随着社会经济的飞速发展，汽车设计行业广泛应用机电一体化设计，电子元件已经取代机械元件所完成的工作，促使汽车功能、性能、节能、效率等方面获得更高发展。目前汽车设计行业中，广泛应用电子技术，上世纪七十年代，充电电机调整电压的设备与点火装置均实现了电器集成化，此后，由电子控制系统对燃料的喷射设备进行控制，八十年代，微型计算机走上市场得到应用，汽车发动机的控制系统出现，然后针对排气、节能、安全等问题专门研发的自动变速设备，为了提高乘坐的舒适度，而开发的自动照明、调节、空气净化等控制系统。近年来，专用的汽车集成电路得到发展，在汽车设计上各个电子系统逐渐装备起来。比如，电子点火设备比较适用于现代汽车缸、高压缩比、高转速的发展，可进行高能量点火，还有排气控制系统使用电子技术，发动机燃烧方式得到改善，大大减少所排气体中一氧化碳的含量。此外，微电子技术广泛用于汽车制造的工艺设计中，比如，汽车车身装焊、冲压、涂漆等均有机器人来完成;数控技术在锻造发动机的零件，机械加工等方面得到应用。特别是通过微机管理和控制来诊断装配和加工机械故障、自动检测工序、监控焊接等。

现代汽车设计行业中，导入“机电一体化”技术为其长足发展提供了强大动力。首先，提高了汽车的整体性能。电子产品的应用，使原来机械部件性能得到充分发挥，电子产品的应用使机械部件不能实现的耐久性、火花能量等性能显著提高;“机电一体化”技术在汽车设计行业的应用，大大提高了产品环境保护和能源节约的性能，其中比较典型的例子就是利用电子对燃料喷射设备进行控制，取代气化设备燃料供给，控制精密，所排放的气体得到净化，油耗降低。为用户提供舒适的乘坐环境，比如车载空调，可对车内湿度、温度、气流等进行自动调节等。再者是与时俱进、豪华时髦，比如数字显示的计量仪表，通讯娱乐设施，其中有车载电话、音响、导航等设备。

如今，电子技术的发展可谓是日新月异。对机电一体化的汽车设计行业产生很大的促进作用，为汽车工业的现代化、高水平发展增添了强大动力。近年来，在世界汽车展示会上、新型汽车层出不穷，电子控制装置越来越多，比如悬架、车身高度的电子控制装置、雷达控制车距、电控四轮转向装置，数据处理传输系统等。目前汽车更有向通讯、信息方面发展的趋势。

5  流程应用举例

流程应用其中包含由以下几点：①需要概念草图方面的设计，由造型师全权负责，利用计算机应用，通过三维模拟的方式将整个意图有效地表达出来，并且对其模型的真正实现起到良好的促进作用，同时按照具体情况给予进一步的维修以及验证。②要对加工程序予以编制，能够加快NC代码的生成，将加工部位予以确定，同时对其余量给予全面分析，对程序予以编制，保证整个道具的生成途径，并且能够有效避免不同刀具当中发生碰撞，使整个加工得以顺利进行，对其路径的准确性予以有效验证。另外，对其所生产的NC代码予以有效解读，按照通过处理以后的NC程序，對走刀情况予以确认，保证与设计完全符合，与此同时，对不同系统的正常工作予以确认，并且在Windows界面展示切削状态，之后将机器控制在初始位置。③对加工原点予以确认，将刀头转到程序状态，保证受控脉冲轮，使其方面面对到，之后予以刀转化，采取接触触发式;接触以后，对相关数据发出起到良好的促进作用。④采取计算机进行传输，对NC加工代码的传输起到良好的促进作用。⑤在整个工作开展之前，首先要立即运行NC程序，保证其必须正确，并且确定存在报警系统，在确认无误以后予以加工执行。⑥对相关信息数据进行采集;其中大部分为光学影响，在应用过程当中，可以获得良好的精准度，像素清晰、效率交稿以及采集数据的面积相对比较大等相关优势，然而不足的问题就是会导致工作效率明显降低。⑦首先必须要对油泥模型予以修改，之后对相关软件进行有效读取，之后制作成为曲目，反复进行，一直到汽车设计人员满意。

6  总结

机电一体化技术对汽车设计以及整个行业具有非常重要的影响，对汽车设计高效工作起到良好的促进作用，相信在今后的汽车行业当中应用更加广泛，规模越做越大。虽然当前这一技术在汽车设计应用当中存在一些不足之处，然而随着智能化的不断发展，进而可以将这些不足予以解决，使机电一体化技术更加能够适应相邻环境，同时还要对其调控工艺的研发以及创新给予足够的重视的，对机体一体化技术的水平提升起到至关重要的作用。

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