淺析傳感器技術(shù)在機電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用

張蕾

（江蘇省工程勘測研究院有限責(zé)任公司，江蘇揚州 225000）

0 引言

傳感器技術(shù)在機械設(shè)備機電一體化系統(tǒng)中廣泛的應(yīng)用，不僅能夠?qū)?shù)據(jù)誤差控制在最小范圍內(nèi)，而且還能有效控制制造成本，實現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟效益最大化，從而促進機電一體化系統(tǒng)可持續(xù)性發(fā)展。

1 傳感器技術(shù)在汽車行業(yè)的應(yīng)用

隨著我國科技及經(jīng)濟水平的進步與發(fā)展，汽車已將成為人們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｓ玫慕煌üぞ?，隨著科技理念逐漸深入人們意識當中，人們對汽車的需求從傳統(tǒng)的代步工具上升為科技品質(zhì)的追求，因此，以往的汽車制造生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)無法滿足當代汽車行業(yè)發(fā)展的需求，汽車制造行業(yè)如若不積極轉(zhuǎn)變生產(chǎn)理念，很有可能面臨市場的淘汰。傳感器技術(shù)的到來徹底打破了當前汽車行業(yè)發(fā)展的瓶頸，通過在機電一體化系統(tǒng)中應(yīng)用傳感器技術(shù)，不僅使汽車制造業(yè)智能化和輕型化水平得到進一步的提高，而且還提高了現(xiàn)代汽車應(yīng)用的舒適度，使現(xiàn)代汽車的使用和操作更具便捷性，從而推動我國現(xiàn)代汽車行業(yè)進一步的發(fā)展和進步。傳感器技術(shù)在現(xiàn)代汽車制造生產(chǎn)中占據(jù)著不可取代的地位，在現(xiàn)代汽車生產(chǎn)制造工序中，傳感器技術(shù)起到了不可或缺的作用，應(yīng)用范圍十分廣泛[1]。眾所周知，汽車防抱死功能是現(xiàn)代汽車功能中的標配，可以保障汽車在特殊路況中不會發(fā)生跑偏、掉頭、甩尾或者方向失去控制的情況，傳感器技術(shù)在汽車防抱死系統(tǒng)中起著關(guān)鍵性作用，通過傳感器技術(shù)獲取數(shù)據(jù)使該系統(tǒng)自動做出相應(yīng)；汽車變速器可以提高汽車駕駛性能，而這一作用同樣離不開傳感器技術(shù)。在現(xiàn)代汽車使用中，為了滿足車主對汽車功能不同的需求，電子裝置越來越多，以至于傳統(tǒng)純機械式控制系統(tǒng)無法滿足現(xiàn)代汽車這一生產(chǎn)標準，為了迎合當代汽車行業(yè)發(fā)展趨勢，機電一體化系統(tǒng)逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)純機械式控制系統(tǒng)的地位，比如，現(xiàn)代汽車中應(yīng)用最為廣泛的導(dǎo)航系統(tǒng)和發(fā)動機控制系統(tǒng)，都應(yīng)用到傳感器技術(shù)，不僅實現(xiàn)汽車電子裝置多樣化功能，而且還使現(xiàn)代汽車系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和可靠性得以進一步提升。相比傳統(tǒng)汽車制造技術(shù)和工藝，傳感器技術(shù)具有極強的抗干擾能力，可以滿足大范圍應(yīng)用需求，并且在此基礎(chǔ)上還可以使制造成本大大降低。傳感器具有超強的適應(yīng)能力，對外界環(huán)境的侵蝕影響有著超強的抵御能力，不論在何種環(huán)境中，包括汽車發(fā)動機艙內(nèi)部高溫高壓環(huán)境、發(fā)動機運行過程中的電磁波或者強烈震動等狀況，都不會影響汽車傳感器在車用機電一體化系統(tǒng)中發(fā)揮的作用。在現(xiàn)代汽車制造生產(chǎn)中，只要傳感器技術(shù)能夠在實現(xiàn)自動化和控制制造成本的基礎(chǔ)上，就可以實現(xiàn)大批量生產(chǎn)。不僅如此，傳感器技術(shù)在汽車機電一體化系統(tǒng)應(yīng)用中，可以實現(xiàn)對汽車安全管理系統(tǒng)進一步改善及優(yōu)化，使汽車行駛安全性得以大大提升。從當代汽車安全管理系統(tǒng)全局發(fā)展來看，涵蓋壓力傳感器和加速度傳感器是現(xiàn)代汽車制造的核心裝置，根據(jù)現(xiàn)代汽車側(cè)邊撞擊速度的相關(guān)檢測數(shù)據(jù)可以看出，相比加速度傳感器的運行效率，壓力傳感器的運行效率更高，能夠?qū)?shù)據(jù)誤差控制在最小范圍內(nèi)，單憑這一優(yōu)勢實現(xiàn)在汽車制造生產(chǎn)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用價值，不僅可以大大提高駕駛?cè)藛T在汽車駕駛過程中的人身安全，而且還能進一步加強汽車安全管理系統(tǒng)運行穩(wěn)定性和可靠性。由此可見，將傳感器技術(shù)應(yīng)用在汽車機電一體化系統(tǒng)中，可以助力汽車制造產(chǎn)業(yè)的改革，為現(xiàn)代汽車制造產(chǎn)業(yè)帶來新的發(fā)展契機，從而促進汽車制造產(chǎn)業(yè)向前一步的發(fā)展。在汽車機電一體化系統(tǒng)中應(yīng)用傳感器技術(shù)，在實現(xiàn)整體功能多樣化的同時，更進一步提升了汽車行駛過程中的安全性，因此，加強傳感器技術(shù)在現(xiàn)代汽車制造領(lǐng)域應(yīng)用價值的研究，是促進我國現(xiàn)代汽車行業(yè)穩(wěn)定可持續(xù)性發(fā)展的重要內(nèi)容。

2 傳感器在工業(yè)機器人中的應(yīng)用

隨著我國科技智能化的發(fā)展，工業(yè)機器人隨之誕生，并在我國工業(yè)領(lǐng)域取得了顯著的成效，工業(yè)機器人之所以能夠在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中得以廣泛應(yīng)用，是因為在工作的過程中，工業(yè)機器人能夠準確無誤地完成作業(yè)任務(wù)，這時就不得不提傳感器技術(shù)在其中的應(yīng)用價值。將傳感器安裝在工業(yè)機器人身上，可以通過傳感器感受機器人自身的狀態(tài)，包括自身位置、速度、位移等信息狀況，同時工業(yè)機器人還可以通過自身的傳感器對操作對象和周圍工作環(huán)境進行清晰的感知。在實際工作的過程中，工業(yè)機器人通過自身內(nèi)部傳感裝置獲取相關(guān)反饋信息，準確無誤地完成各項工作任務(wù)。不僅如此，在工業(yè)機器人每一個關(guān)節(jié)部位上都有安裝各種形式的傳感器，包括微動開關(guān)、光電開關(guān)等，這些傳感器的作用主要用于幫助機器人進行零位和極限位置的檢測，其中零位檢測是確保工業(yè)機器人重復(fù)定位的精確度及行駛軌跡的精確度；極限位置檢測是在工業(yè)機器人操作的過程中，起到對其安全保護的作用[2]。不僅如此，在工業(yè)機器人的關(guān)節(jié)部位還裝有位移傳感器，在機器人移動的過程中，這種傳感器可以對機器人的方位和位置移動起到控制的作用。同時在機器人的手腕部位和抓手部位都有安裝觸覺傳感器，可使機器人通過觸覺傳感器對操作對象的位置進行精準的定位，然后在利用手抓傳感器使機器人能夠準確地抓住對象物體。由此可見，傳感器技術(shù)在工業(yè)機器人制造當中起著不可或缺的關(guān)鍵性作用，大大提高了企業(yè)生產(chǎn)效率的同時，更是推動了企業(yè)生產(chǎn)線智能化的發(fā)展與進步[3]。

3 傳感器技術(shù)在機械加工中的應(yīng)用

機械加工對各項工作環(huán)節(jié)都有著超高的要求，因此，在加工的過程中，需要將加工中的每一項工作環(huán)節(jié)都做安全檢測，提高機械加工的質(zhì)量，以便達到各項工作的加工標準。在加工機械零部件之前，工作人員需要利用當前的自動化機械加工檢測設(shè)備對加工的零部件進行自動化檢測，比如自動判斷加工胚件的夾持方位，根據(jù)檢測數(shù)據(jù)對加工胚件的實際夾持位置進行合理調(diào)整，同時還要確定加工胚件上床后的裝夾變形和夾緊力等各項參數(shù)，以便滿足加工過程中的各項操作條件，檢測結(jié)果的精準性對后期機械加工是否順利開展起到關(guān)鍵性作用[4]。而在此過程中，傳感器技術(shù)在機械設(shè)備機電一體化系統(tǒng)中起到了重要的作用，可以確保檢測結(jié)果的科學(xué)性和精確性；在機械零部件加工的過程中，通過傳感器技術(shù)在機械設(shè)備機電一體化系統(tǒng)中的實際應(yīng)用，實現(xiàn)自動檢測和調(diào)整加工過程中的速度、溫度、振動、切削扭矩等加工環(huán)節(jié)，使加工條件始終保持在良好的運行狀態(tài)中，同時通過傳感器技術(shù)，還可以合理控制機械加工環(huán)節(jié)中切削的力度、切削狀態(tài)、切削接觸面等，優(yōu)化加工環(huán)節(jié)中切削的過程，減少材料的切除率，將機械加工成本控制在最小值范圍內(nèi)，從而達到了優(yōu)化加工流程、提高機械加工過程中穩(wěn)定性的理想機械加工效果；在機械零部件加工完成之后，還可以通過傳感器技術(shù)的在機電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用，對加工零部件的形狀、尺寸、位置公差等各項數(shù)據(jù)進行測量，以便使加工零部件的質(zhì)量符合設(shè)計制造標準。由此可見，在機械設(shè)備機電一體化系統(tǒng)中應(yīng)用傳感器技術(shù)，在機械加工零部件的過程中，可以確保機械加工過程動態(tài)穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，還可以實現(xiàn)對床身有關(guān)部位的振動、阻抗參數(shù)等數(shù)據(jù)的控制，彌補機床加工薄弱環(huán)節(jié)的不足之處，從而強化加工過程中的精準度。

4 傳感器技術(shù)在數(shù)控機床上的應(yīng)用

在數(shù)控機床運行的過程中，通過采用數(shù)字信號對加工過程進行精準的控制，運用傳感器技術(shù)對機床刀具和工件之間的運動進行數(shù)字化控制，從而使各項加工指標都能達到零件加工規(guī)定的質(zhì)量標準，包括工件加工的尺寸、精準度等。在數(shù)控機床機電一體化系統(tǒng)中常用的傳感器有光電編碼器、電流傳感器、感應(yīng)同步器、溫度傳感器等，通過對這些傳感器的運用，可以使數(shù)控機床對工件檢測位置、加工速度、溫度等各項數(shù)據(jù)進行科學(xué)的控制。在數(shù)控機床實際運行的過程中，由于傳動軸容易受外界因素的影響發(fā)生傳動過位的狀況，對數(shù)控機床正常運行造成一定的阻礙，而傳感器可以徹底解決這一問題，通過在數(shù)控機床中應(yīng)用傳感器技術(shù)，可以對刀具的運動、溫度、工件的位置等數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)數(shù)控機床在生產(chǎn)過程中存在問題，可以幫助工作人員及時采取補救措施將加工環(huán)節(jié)進行調(diào)整，降低數(shù)控機床生產(chǎn)過程中發(fā)生故障的概率，充分發(fā)揮傳感器在其中的監(jiān)測作用。由此可見，傳感器技術(shù)在數(shù)控機床機電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用，不僅使人工檢測效率低下的問題得以解決，而且還能有效增強機械加工零件的精確度，進一步推動機械制造行業(yè)的發(fā)展與進步。

5 結(jié)束語

綜上所述，傳感器技術(shù)在機電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用，不僅解決了人工工作效率低下的問題，而且還能有效提高機械生產(chǎn)制造的質(zhì)量。隨著我國科技水平不斷的提高，傳感器技術(shù)的發(fā)展不再僅限于汽車行業(yè)、機械加工行業(yè)、智能機器人及數(shù)控機床等領(lǐng)域，更是憑借其獨特的技術(shù)優(yōu)勢在醫(yī)療、探險等領(lǐng)域取得了顯著的成果，進一步推動我國機電一體化系統(tǒng)的發(fā)展。