试析机电一体化系统中传感器技术的运用
段卫辉
摘 要:近年來,机电一体化系统发展十分迅速,这主要得益于控制技术、微电子及传感器技术的发展,且随着机电一体化的发展,机械动力性能提升十分显著,其稳定性、质量、可靠性均有显著提高。在机电一体化系统主要技术中,传感器技术为其关键性技术,对其运行、调节的自动控制有着明显的影响。本文简析了传感器概念,并对机电一体化系统内的传感器技术运用进行分析,最后于结语部分简要分析传感器技术的发展。
关键词:机电一体化系统;传感器技术;运用
随着我国机械工业的进步发展,机电一体化技术已成为该领域内新型、综合、独立的学科,其在生产中的应用推广,也是我国机械工业进步发展的一大体现,通过机电一体化技术,能够促使机械工程的作业从半自动向全自动升级,带领我国机械工程向新台阶迈进。机电一体化综合了机械学、电子学、信息学、计算机技术等多个学科,在多种学科基础上逐步发展,换言之,该项技术为多种技术的融合,通过多种技术配合以实现机电一体化控制系统,而传感器技术则为其中极为重要的一种。为进一步探究传感器技术在机电一体化系统内的运用,本文展开如下研究。
1 简析传感器概念
传感器为检测性装置,可将被检测到的信息记录后,通过一定规律实现信息输出,最后实现信息存储、传输、显示、记录、控制等[1]。传感器从仿生学角度出发,使机械实现与动物感觉器官一般的功效,实现对环境变化的感知,并对变化进行检测、感受,后将感受到的信息应用编写好的程序转换为数据信号或电信号,并将信号传输到信息接收装置中,最终实现信息传导。
随着当今测量技术的发展,生产过程中对测量的紧密度要求更高,传感器技术得到业界重视,当下较为先进的传感器技术已实现人的感觉器官的超越,测量广度更大,且更为敏锐。同时,传感器对于人耳无法识别的超声波,人眼无法识别的紫外线、红外线等识别能力较强,随着传感器在各个领域中的运用,人类对于传感设备的依赖性更高,传感器的发展受到各界关注。
2 机电一体化系统内的传感器技术运用
2.1 机械加工对于传感器的运用
在机械加工过程中,需应用切削作业,将传感器技术应用到切削的过程中,能够大大提升切削作业的效率,有助于提升其生产率,优化制造成本,改善材料切除率等。同时,在机床的运行中加入传感器,通过传感器技术对回转、驱动、轴承系统进行检测,并监控温度、运行安全性,传感参数主要包括加工精度、被加工物件表面的粗糙程度、机床的故障停机时间、冷却润滑液流量、机床状态等。同时,传感器还被运用在工件中,通过传感器实现工件识别、安装中的监控,能够对工件或代加工毛坯表面缺陷、加工裕量进行测量,并可判断刀具磨损程度,方便及时处理,避免影响刀具磨损过多,影响精准性后,导致生产出现障碍。
2.2 机器人对于传感器的运用
在工业机器人中应用传感器,能够保证机器人实现对象目标、工作环境改变、自身工作状态等信息的采集,如当机器人将各种信息采集后,处理有关数据信息,获得及时性的指令,并作出反馈,能够实现机器人的准确性控制。在机电一体化中,单一传感器无法使机器人实现全部动作,为解决这一问题,应当根据机器人有关动作,安装针对性的传感器,如将光电开关、微动开关安装在其运动节点中,帮助检测机器人极限位置、关节零件,进而增强机器人动作的准确性,同时,安装此类传感器,能够提升机器人的自动保护、自身安全控制系统。
2.3 数控机床对于传感器的运用
数控机床具有高效、高精确、安全可靠等特点,其作为自动化机床,由程序对系统进行控制,是制造业常用的设备。传感器对数控机床中应用较为广泛,可用来检测压力、温度、位移、位置、速度等情况。在加工过程中,随着电机高速转动、运动部件位移、刀具切削等作业,将出现大量热量,且温度不一,温差不一可能影响数控机床加工精度。将传感器应用于数控机床中,通过传感器对其中的温度进行检测,接到温度反馈后对温差进行调节,可保障加工的精度。同时,应用传感器对数控机床压力进行检测,能够保证工件的夹紧力正常,防止因工件松动影响加工质量,采用传感器位移情况进行检测,能够防止传动轴出现传动过位等情况,有助于故障检测与排查。
2.4 汽车自动控制系统对于传感器的运用
在汽车机电一体化的发展中,不仅需要将单纯机械控制部件升级为自动控制系统,还需全面改善汽车的性能,在其中增加个性化、人性化服务项目,减少排气污染与油耗,进一步提高汽车行驶的可靠性、安全性,使驾驶者的操作更舒适、便捷。为实现这一目标,需在汽车中全面应用检测、控制技术。在汽车内的重点控制系统中,传感器的应用必不可少,如曲轴部位的传感器、压力传感器、冷却水温度传感器、气敏传感器、吸气传感器等等,多种传感器的综合应用使汽车自动控制系统更完备、更先进。
3 结束语
随着传感器的发展应用,其已成为高新技术发展的关键,且其发展前景光明,未来必将有更大的发展,从当前发展看来,传感器的发展主要分为微型化、智能化、微耗能几个发展方向。当前工业生产对于传感器的要求更为精细,传统大体积传感器将难以满足现代化的发展,传感器将往微型化方向发展,且目前纳米技术、电子集成、新型材料等技术、材料不断涌现,也为传感器的微型化发展提供了基础[2]。传统传感器仅可检测单一的物理量,无法满足多元化的检测需求,将传感器与微处理器结合为智能化传感器,扩大传感器检测的功能,同时不断提升检测的精度,进而促进工业的高精度、智能化发展。当前,传感器运转需电能支持,为进一步提升传感器的应用性,未来的传感器发展将向微耗能方向发展[3]。
综上所述,随着当前工业生产的自动化程度加深,工业生产对于自动监测的要求不断提高,为保障工业发展的先进性,有必要加强对传感器的研究,促使机电一体化系统的稳定、快速、智能、自动化发展。同时,为保障机电一体化系统获取信息的准确性,传感器的研究势在必行,行业内应加强对传感器技术的深入探索,扩展传感器检测的信息范围,并提升传感器检测的精度,促进工业发展。
参考文献:
[1]熊文静,匡勇江.机电一体化系统中传感器技术的运用[J].江西建材,2017(23):197.
[2]杨海燕.机电一体化系统中传感器技术的运用[J].科学技术创新,2016(04):102.
[3]安培成.浅析传感器技术在机电一体化系统中的应用[J].内燃机与配件,2018(01):82-83.