機(jī)械設(shè)計(jì)中光電檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用分析

馮義超 劉啟航

摘 要：光電檢測(cè)技術(shù)屬于光電信息技術(shù)的一種，所涉及到的技術(shù)主要包括光學(xué)技術(shù)和電子技術(shù)兩大類，綜合性特點(diǎn)明顯，不僅檢測(cè)效率和檢測(cè)精準(zhǔn)度較高，而且具有較強(qiáng)的抗干擾能力，在機(jī)械設(shè)計(jì)中有著良好的應(yīng)用效果。文章從光電檢測(cè)技術(shù)分類及特點(diǎn)出發(fā)，對(duì)其在機(jī)械設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用展開(kāi)了探討，僅供參考。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)；光電檢測(cè)技術(shù)；具體應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.09.022

光電檢測(cè)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械運(yùn)行的有效控制，借助激光、紅外線等光電器材，將光輻射進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換，進(jìn)而便可以清楚了解到機(jī)械具體物理量，結(jié)合實(shí)際情況對(duì)機(jī)械運(yùn)行加以控制，有利于其工作性能的改善。如何實(shí)現(xiàn)光電檢測(cè)技術(shù)的有效應(yīng)用，已經(jīng)成為了當(dāng)前機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)。

1 光電檢測(cè)技術(shù)分類及特點(diǎn)

光電檢測(cè)技術(shù)是一種借助光學(xué)和電子學(xué)原理開(kāi)展檢測(cè)作業(yè)的一項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，實(shí)際操作過(guò)程中需要用到光源、受光器、信號(hào)處理器，其中光源通常為自然光，待檢測(cè)物體受到光照后，受光器便會(huì)從信號(hào)處理器處獲得感知信號(hào)，其顏色和形狀都是有所差異的，根據(jù)器件所處位置的不同，可將光電檢測(cè)技術(shù)分為透過(guò)型和反射型兩種，具體應(yīng)用時(shí)應(yīng)結(jié)合實(shí)際需求選擇最為合適的一種[1]。對(duì)光電檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)其主要具備以下特點(diǎn)：第一，檢測(cè)精準(zhǔn)度較高，如激光光電器材精準(zhǔn)的可達(dá)0.05μm/m；第二，檢測(cè)效率高，這是由于光的傳播速度最快，能夠完成信息的瞬時(shí)傳播；第三，不用接觸物體，直接將光源照射在物體上，即可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)測(cè)量；第四，使用壽命較長(zhǎng)，做好檢測(cè)設(shè)備保養(yǎng)及復(fù)現(xiàn)工作，可確保器材的長(zhǎng)時(shí)間使用；第五，信息運(yùn)算能力較強(qiáng)，可以快速完成對(duì)復(fù)雜信息的處理，信息控制及存儲(chǔ)也極為方便。這些都是光電檢測(cè)技術(shù)所體現(xiàn)出的優(yōu)點(diǎn)。

2 機(jī)械設(shè)計(jì)中光電檢測(cè)技術(shù)的具體應(yīng)用

機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械制造的基礎(chǔ)，在工業(yè)領(lǐng)域中占據(jù)重要地位，要想提高機(jī)械制造水平，確保機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量，就需要實(shí)現(xiàn)光電檢測(cè)技術(shù)的有效應(yīng)用。

2.1 在包裝機(jī)械中的應(yīng)用

將光電檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用于包裝機(jī)械方面，為充分發(fā)揮其應(yīng)用價(jià)值和優(yōu)勢(shì)，還需結(jié)合計(jì)算機(jī)信息技術(shù)，進(jìn)而才能達(dá)到實(shí)現(xiàn)預(yù)期應(yīng)用效果，提高包裝機(jī)械設(shè)計(jì)水平。包裝機(jī)械中所用到的光電控制裝置以反射型為主，可以以靜態(tài)檢測(cè)方式控制包裝面料。以牙膏包裝機(jī)械設(shè)計(jì)為例，在包裝作業(yè)流水線上設(shè)置光性能控制工位，灌好的牙膏傳送至此后，凸輪驅(qū)動(dòng)杠桿，會(huì)將牙膏連同底座在所需要的位置托起，然后跟隨電動(dòng)器做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)光電接收頭與牙膏管表面印刷商標(biāo)的位置重合后，該處有色標(biāo)記不會(huì)發(fā)出反射光，便會(huì)以電信號(hào)形式將受光器所采集到的光信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。最后再放大電信號(hào)，控制并改變電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，使其停止工作，便可以保證牙膏管底部與商標(biāo)在同一平面上[2]。在包裝機(jī)械中應(yīng)用光電檢測(cè)技術(shù)，首先，可以科學(xué)整合信息資源，發(fā)揮計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的輔助作用，既可以確保機(jī)械檢測(cè)的精準(zhǔn)性，又可以提高檢測(cè)效率、縮短檢測(cè)時(shí)間，檢測(cè)控制力度得到了顯著增強(qiáng)。其次，優(yōu)化企業(yè)組織結(jié)構(gòu)，保證了人員配置的合理性，以及資源利用率的最大化，可將其企業(yè)生產(chǎn)成本。

2.2 在印刷機(jī)中的應(yīng)用

光電檢測(cè)技術(shù)在印刷機(jī)中也有著較高應(yīng)用價(jià)值，但是，根據(jù)應(yīng)用實(shí)踐可知，基于光電檢測(cè)技術(shù)高成本特點(diǎn)，會(huì)給企業(yè)帶來(lái)較大經(jīng)濟(jì)壓力，而規(guī)模較小、實(shí)力有限的企業(yè)，一般是不愿意應(yīng)用光電檢測(cè)技術(shù)的，尤其是小型印刷機(jī)，不利于該項(xiàng)技術(shù)的推廣及應(yīng)用。而企業(yè)自主研發(fā)的機(jī)械控制系統(tǒng)，雖然技術(shù)成本較低，但是在安全性、可操作性等方面有所不足。一般情況下，印刷機(jī)中所用光電檢測(cè)技術(shù)為透射型，在位置檢測(cè)和雙、張檢測(cè)方面實(shí)現(xiàn)良好應(yīng)用，一號(hào)發(fā)光管發(fā)出信號(hào)，經(jīng)過(guò)二號(hào)發(fā)光管并由三號(hào)發(fā)光管接收后，紙張厚度、強(qiáng)度及透明度都是不同的，這就需要對(duì)紙張進(jìn)行調(diào)試，并及時(shí)掌握信號(hào)強(qiáng)度大小，才能保證光電檢測(cè)技術(shù)的有效應(yīng)用。同時(shí)，還需要嚴(yán)格控制紙張厚度和不同接收管間隔，確保信號(hào)強(qiáng)度的穩(wěn)定性。

2.3 在模糊控制洗衣機(jī)中的應(yīng)用

就現(xiàn)階段光電檢測(cè)技術(shù)發(fā)展情況來(lái)看，已經(jīng)被逐漸應(yīng)用到模糊控制洗衣機(jī)中，可實(shí)現(xiàn)對(duì)其運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制。與常規(guī)洗衣機(jī)的硬件系統(tǒng)不同，模糊控制洗衣機(jī)中增加了接口電路及相應(yīng)的A / D轉(zhuǎn)換器和傳感器，可以檢測(cè)得到多種參數(shù)，包括衣物參數(shù)如質(zhì)量、面料等，以及水的參數(shù)如水位、溫度等。然后洗衣機(jī)便會(huì)根據(jù)所得信息進(jìn)行推理和計(jì)算，進(jìn)而找出最為科學(xué)、合理的洗滌方法，控制自身運(yùn)行。另外，在其工作過(guò)程中，還可以借助傳感器時(shí)刻了解水的渾濁度情況，對(duì)洗滌時(shí)間做出判斷，并在設(shè)定好的時(shí)間點(diǎn)自動(dòng)停止運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)對(duì)洗衣機(jī)的有效控制。

3 總結(jié)

將光電檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)中，是機(jī)械制造行業(yè)的必然發(fā)展方向，同時(shí)也是提高機(jī)械設(shè)計(jì)水平，實(shí)現(xiàn)機(jī)械運(yùn)行良好控制的重要舉措。在具體應(yīng)用時(shí)，不僅要熟練掌握機(jī)械知識(shí)，還應(yīng)深刻認(rèn)識(shí)光電檢測(cè)技術(shù)的工作原理，進(jìn)而才能滿足實(shí)際應(yīng)用需求，充分發(fā)揮光電檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值和優(yōu)勢(shì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李慶鵬.淺談光電檢測(cè)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用[J].探索科學(xué)，2016（12）：34.

[2]李龍龍.光電檢測(cè)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用[J].中國(guó)科技縱橫，2017（09）：70.

作者簡(jiǎn)介：馮義超（1985-），河南長(zhǎng)垣人，工學(xué)學(xué)士，在讀碩士，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)。