傳感器技術(shù)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用研究

秦濤

摘 要：傳感器技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用，提高了機(jī)械生產(chǎn)制造的能力與質(zhì)量。目前傳感器技術(shù)在機(jī)械加工、數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，而且憑借技術(shù)優(yōu)勢(shì)在人工智能、醫(yī)療、探險(xiǎn)等領(lǐng)域中應(yīng)用取得了可觀成果，對(duì)于提升我國(guó)科技水平具有積極意義。本文就傳感器技術(shù)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：傳感器技術(shù);機(jī)電一體化中;機(jī)械加工

傳感器是當(dāng)前的前沿技術(shù)之一，也是決定一個(gè)國(guó)家科技水平的重要指標(biāo)。傳感器在很多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，具體包括資源探測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、臨床醫(yī)療室設(shè)備、日常家電、智能設(shè)備等。傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)自補(bǔ)償和自診斷，還可以對(duì)信息進(jìn)行存儲(chǔ)。不僅如此，在部分環(huán)境下，傳感器還可以實(shí)現(xiàn)一定的學(xué)習(xí)和適應(yīng)功能，為實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的操作打下基礎(chǔ)。

1傳感器技術(shù)應(yīng)用于機(jī)電一體化系統(tǒng)的意義

當(dāng)下我國(guó)正處于不斷提高工業(yè)生產(chǎn)制造業(yè)自動(dòng)化水平的發(fā)展過(guò)程中，這就需要加強(qiáng)機(jī)電一體化系統(tǒng)在日常工作中的應(yīng)用，傳感器技術(shù)在這里就起到了至關(guān)重要的作用。加強(qiáng)傳感器技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用，不僅可以通過(guò)檢測(cè)得出的數(shù)據(jù)信息來(lái)促進(jìn)系統(tǒng)檢測(cè)自動(dòng)化水平的提高，進(jìn)而推動(dòng)我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)制造水平的提高;而且還能夠幫助機(jī)電一體化系統(tǒng)高效科學(xué)的獲取待檢測(cè)對(duì)象的相關(guān)特征和狀態(tài)信號(hào)，為機(jī)電一體化系統(tǒng)后續(xù)正常發(fā)揮功能奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。機(jī)電一體化系統(tǒng)中測(cè)量模塊是至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，涉及到檢測(cè)與獲取待檢測(cè)對(duì)象的特征狀態(tài)和數(shù)據(jù)信息，影響到相關(guān)工作人員確定機(jī)械結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、壓力、速度等主要功能的重要物理參數(shù)數(shù)據(jù)輸入，而這個(gè)測(cè)量模塊就是由傳感器和測(cè)量電路等重要部分組成，也就是說(shuō)，傳感器技術(shù)是機(jī)電一體化系統(tǒng)中的核心，是機(jī)電一體化系統(tǒng)高水平、高精確度工作的重要保障。

2傳感器技術(shù)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用

2.1傳感器技術(shù)在機(jī)械加工中的應(yīng)用

各個(gè)行業(yè)工程項(xiàng)目機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)際加工的過(guò)程中都需要對(duì)零部件進(jìn)行檢測(cè)，工作人員在進(jìn)行加工機(jī)械零部件之前，必須利用現(xiàn)有的自動(dòng)化機(jī)械加工檢測(cè)設(shè)備對(duì)零部件的加工胚件和各個(gè)零件的加工工具進(jìn)行檢測(cè)，越精確科學(xué)的檢測(cè)結(jié)果，越能保障后續(xù)工作的順利進(jìn)行，而在此過(guò)程中，傳感器技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用為機(jī)械加工檢測(cè)技術(shù)就起到了重要的作用，使機(jī)械加工檢測(cè)結(jié)果更加科學(xué)精準(zhǔn)。機(jī) 械加工在實(shí)操加工前，對(duì)加工設(shè)備的檢測(cè)要求較高，諸如，自動(dòng)化識(shí)別和控制坯件的夾持方位，依據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)調(diào)整坯件夾緊力、變形等參數(shù);加工后，精準(zhǔn)測(cè)量工件的形狀、尺寸和位置數(shù)據(jù)信息，保證生產(chǎn)的工件品質(zhì)符合實(shí)際需要。通過(guò)各項(xiàng)指標(biāo)檢測(cè)，為后續(xù)工序開(kāi)展奠定基礎(chǔ)，傳感器技術(shù)在這里就起到了科學(xué)、精準(zhǔn)且省時(shí)省力的作用。在機(jī)床加工中，依托于傳感器技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用可以優(yōu)化加工流程，進(jìn)一步提升加工過(guò)程穩(wěn)定性，調(diào)整相關(guān)加工參數(shù)，生產(chǎn)高精度的工件。通過(guò)控制床身有關(guān)部位的阻抗參數(shù)、振動(dòng)等數(shù)值，加強(qiáng)機(jī)床加工的薄弱環(huán)節(jié)，提升加工精準(zhǔn)度。我國(guó)現(xiàn)階段在機(jī)械加工中傳感器技術(shù)的應(yīng)用，其中當(dāng)屬壓電式三向切削力傳感器，以及應(yīng)變式傳感器更具代表性，但是不同技術(shù)特點(diǎn)和適用情況不同，需要結(jié)合具體情況靈活選用，切實(shí)提升機(jī)械生產(chǎn)加工效率和效益。

2.2在機(jī)電一體化數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用

傳感器在數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)過(guò)程中得到有效應(yīng)用，而且種類(lèi)較多，具體包括脈沖傳感器、感應(yīng)同步器、紅外線傳感器等。脈沖編碼器的作用在于檢測(cè)設(shè)備的轉(zhuǎn)速，并將其轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的電脈沖并進(jìn)行傳輸，為系統(tǒng)根據(jù)需要做好調(diào)整和控制提供支撐;感應(yīng)同步器能夠?qū)?shù)控機(jī)床具體元件的視點(diǎn)和直線位移進(jìn)行轉(zhuǎn)換，得到對(duì)應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)幅值，有助于實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制;光電編碼器能夠?qū)崿F(xiàn)光電的轉(zhuǎn)換，在實(shí)踐應(yīng)用過(guò)程中，能夠?qū)C(jī)械設(shè)備的位移量進(jìn)行轉(zhuǎn)換，得到相應(yīng)的脈沖或者數(shù)字量，為準(zhǔn)確控制提供支撐。數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)中的傳感器，對(duì)于機(jī)械制造的順利進(jìn)行具有關(guān)鍵作用，在后續(xù)發(fā)展過(guò)程中，傳感器的應(yīng)用會(huì)更加普遍，其作用和效率會(huì)進(jìn)一步提高。

2.3在智能機(jī)器人中的應(yīng)用

在當(dāng)今社會(huì)，許多機(jī)器人手臂已經(jīng)安裝相應(yīng)的傳感器。機(jī)器人在一定程度上取代人工操作，使得工業(yè)產(chǎn)生效率與生產(chǎn)質(zhì)量得到保障。如今智能機(jī)器人已經(jīng)成為全國(guó)范圍內(nèi)研究的熱點(diǎn)話題與熱門(mén)內(nèi)容。比如，在可以行走并具備較強(qiáng)越障能力的機(jī)器人研發(fā)中，就對(duì)傳感器技術(shù)進(jìn)行了充分利用（ 如圖2） 。尤其是在我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域中，具有特殊功能的機(jī)器人以及機(jī)械手臂被廣泛應(yīng)用在各行各業(yè)中。尤其在許多精密儀器以及復(fù)雜零件的制造中，會(huì)加強(qiáng)對(duì)機(jī)器人的應(yīng)用，因?yàn)槿斯さ墓ぷ鞣绞饺菀壮霈F(xiàn)失誤，而機(jī)器人的應(yīng)用具備更多優(yōu)勢(shì)，并且可以在很大程度上促進(jìn)工作的有序進(jìn)行。對(duì)于機(jī)器人的控制，不僅要使用軟件編程與計(jì)算機(jī)控制，同時(shí)還要合理應(yīng)用傳感器。傳感器在機(jī)器人的應(yīng)用中，主要是對(duì)自身工作情況進(jìn)行明確，并結(jié)合相應(yīng)的操作流程，完成后續(xù)工作。機(jī)器人在自身工作中，需要不同傳感器之間相互配合，對(duì)濕度變化情況、溫度變化情況以及環(huán)境變化情況作出分析，而傳感器能夠?qū)⑿畔⑥D(zhuǎn)化為電信號(hào)，經(jīng)過(guò)處理系統(tǒng)進(jìn)行有效處理，然后再根據(jù)處理的數(shù)據(jù)信息，對(duì)后續(xù)工作做出指令與明確，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人工作。除此之外，傳感器還能夠及時(shí)監(jiān)控機(jī)器人內(nèi)部情況，發(fā)現(xiàn)機(jī)器人存在的故障問(wèn)題，并針對(duì)故障問(wèn)題給出相應(yīng)解決措施，從而將故障問(wèn)題控制在合理范圍內(nèi)。機(jī)器人越復(fù)雜，那么內(nèi)部的傳感器就越先進(jìn)，完成的工作也越精準(zhǔn)，相應(yīng)地，工作質(zhì)量與工作效率也將會(huì)得到保障。

3傳感器技術(shù)在機(jī)電一體化中的未來(lái)發(fā)展方向

我國(guó)科學(xué)技術(shù)以及信息技術(shù)的不斷發(fā)展，在很大程度上促使傳感器技術(shù)日益完善與優(yōu)化。雖然我國(guó)傳感器技術(shù)，與其他發(fā)達(dá)國(guó)家之間存在一定的差異，但是差異會(huì)隨著社會(huì)的不斷發(fā)展而縮小。無(wú)論是其中的微機(jī)械加工技術(shù)、傳感器可靠技術(shù)還是計(jì)算模擬設(shè)計(jì)方法，都會(huì)結(jié)合實(shí)際情況實(shí)現(xiàn)進(jìn)步。在未來(lái)傳感器技術(shù)的發(fā)展中，可以朝著以下兩點(diǎn)努力： 第一，將提升傳感器的抗干擾能力作為重點(diǎn)與關(guān)鍵，同時(shí)加大新型敏感材料的研發(fā)力度。在這一過(guò)程中，要合理使用穩(wěn)定電源，從而促進(jìn)傳感器技術(shù)的進(jìn)步; 第二，促使傳感器技術(shù)能夠逐漸朝著高精度與微型化方向發(fā)展，研發(fā)出靈敏度更強(qiáng)并且精確度更高的傳感器。

結(jié)束語(yǔ)

傳感器的應(yīng)用非常廣泛，在機(jī)電一體化中的應(yīng)用很多，具體來(lái)講，在機(jī)械制造、醫(yī)療設(shè)備、電子產(chǎn)品、汽車(chē)設(shè)備中都可以發(fā)現(xiàn)傳感器的使用。通過(guò)利用傳感器，能夠?yàn)闄C(jī)電一體化系統(tǒng)提供良好的監(jiān)測(cè)和控制效果，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化智能化控制，提高生產(chǎn)效率與質(zhì)量，減少成本投入。不僅如此，傳感器的應(yīng)用還可以進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率，減少資源浪費(fèi)，有助于節(jié)約資源，提高生產(chǎn)效率和綠色環(huán)保效果。傳感器在很多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，具體包括資源探測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、臨床醫(yī)療室設(shè)備、日常家電、智能設(shè)備等，在具體領(lǐng)域和設(shè)備中，傳感器的作用不一樣，但是都是促進(jìn)設(shè)備順利運(yùn)行的重要元件，具有不可替代的積極作用，極具實(shí)用價(jià)值。傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)自補(bǔ)償和自診斷，還可以對(duì)信息進(jìn)行存儲(chǔ)，不僅如此，在部分環(huán)境下，傳感器還可以實(shí)現(xiàn)一定的學(xué)習(xí)和適應(yīng)功能，為實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的操作打下基礎(chǔ)。

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