呂忠毅

摘 要：近年來(lái)，我國(guó)機(jī)械自動(dòng)化快速發(fā)展，在機(jī)電一體化系統(tǒng)中傳感器技術(shù)使用最為廣泛，其能夠提高系統(tǒng)的自動(dòng)化水平，提高控制性能。簡(jiǎn)要地介紹了傳感器技術(shù)對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的積極意義，重點(diǎn)提出了傳感器技術(shù)的運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；傳感器；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TH39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.02.031

機(jī)電一體化涉及到機(jī)械制造、自動(dòng)控制等多種技術(shù)，而傳感器技術(shù)是其實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的重要一環(huán)，它的技術(shù)高低對(duì)系統(tǒng)的功能起著影響和決定作用。

1 傳感器技術(shù)的意義

機(jī)電一體化系統(tǒng)中最核心的部件就是傳感器，同樣的傳感器技術(shù)也是系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。傳感器能夠獲取被測(cè)物體的相關(guān)信息，并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行傳輸，為系統(tǒng)的決策和控制效率的提升提供技術(shù)保障。機(jī)電一體化系統(tǒng)中測(cè)量部分是由電路和傳感器等部分組成，主要是對(duì)待測(cè)對(duì)象的信息采集和收納，再給系統(tǒng)的控制提供參數(shù)等數(shù)據(jù)的決策參考，保證系統(tǒng)的有效控制。傳感器在測(cè)量部分中能夠提高收集參數(shù)的準(zhǔn)確率和數(shù)據(jù)獲取的速度，有利于測(cè)量模塊更高效準(zhǔn)確地為系統(tǒng)提供科學(xué)準(zhǔn)確運(yùn)行的信息，也能夠使系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化檢測(cè)。

2 傳感器技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的運(yùn)用

傳感器技術(shù)所涉及的范圍非常廣泛，主要是利用物理特性將非電量轉(zhuǎn)換為電量，能夠使機(jī)電一體化系統(tǒng)達(dá)到更高的自動(dòng)化水平和準(zhǔn)確度[1]。

2.1 汽車行業(yè)的傳感器技術(shù)運(yùn)用

在汽車生產(chǎn)中使用傳感器技術(shù)是實(shí)現(xiàn)汽車自動(dòng)化控制的關(guān)鍵，尤其是近些年車用電子裝置的增加，如娛樂裝置、防抱死系統(tǒng)等，都需要傳感器技術(shù)。汽車機(jī)電一體化系統(tǒng)是用電子自動(dòng)化控制代替機(jī)械式控制，這就要求汽車的整體都要覆蓋檢測(cè)控制裝置，如底盤控制用傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)控制傳感器等。

汽車傳感器要求具有適應(yīng)性強(qiáng)、抗干擾和穩(wěn)定可靠性強(qiáng)的特點(diǎn)，隨著新型傳感器技術(shù)的應(yīng)用，汽車的性能也得到了提高，如可以減少汽車的耗油量、降低尾氣排放量，并為使用者提供更人性化的安全穩(wěn)定服務(wù)。以汽車發(fā)動(dòng)機(jī)部分為例，這一部分的傳感器是眾多傳感器的中心，其包括溫度、氣體含量和爆震傳感器等種類，可以有效的提高汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)用性能。但汽車運(yùn)行中會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)和電磁波，在選擇傳感器時(shí)要注意抗干擾和抗震的性能。

2.2 機(jī)械加工過(guò)程中的傳感器技術(shù)運(yùn)用

機(jī)械加工過(guò)程中，步驟繁多需要檢測(cè)的部分也很多，大致可以分為三個(gè)階段。一是加工前，要對(duì)加工設(shè)備和配件進(jìn)行自動(dòng)化檢測(cè)，自行判斷和調(diào)整夾持方向，確定變形情況和夾緊力的大小，保證機(jī)械加工過(guò)程的正常運(yùn)行。二是加工過(guò)程中，首先要確保產(chǎn)品的精確程度和合格率，對(duì)工程中的切削速度、力度、溫度、壓力等參數(shù)嚴(yán)格檢測(cè)，達(dá)到最佳的加工條件。如其中的切削傳感器技術(shù)，在切削過(guò)程中，傳感器主要對(duì)切削力度的變化、過(guò)程中的振幅、聲發(fā)射以及電擊功率進(jìn)行檢測(cè)。為了檢測(cè)切削狀態(tài)下的穩(wěn)定性和加工精度的問題，多采用應(yīng)變式和壓電式三向切削力傳感器進(jìn)行測(cè)量。三是在加工完畢后，對(duì)工件進(jìn)行檢測(cè)，以保證產(chǎn)品的合格。檢測(cè)時(shí)會(huì)對(duì)工件的尺寸、光滑度、形狀和圓度等位置公差測(cè)量；齒輪等樣式的工件，除了以上的檢測(cè)外，還要增加齒距、導(dǎo)程等的測(cè)量。在測(cè)量合格后，將檢測(cè)參數(shù)作為下一道工序的選用條件。

2.3 數(shù)控機(jī)床中的傳感器技術(shù)運(yùn)用

數(shù)控機(jī)床就是利用數(shù)字信號(hào)對(duì)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)和加工過(guò)程進(jìn)行控制，就是將刀具等工具的移動(dòng)加工信息用數(shù)字代碼表示。在數(shù)控機(jī)床上使用的傳感器，主要有光電編碼器、溫度傳感器、電壓傳感器、紅外傳感器等多種傳感器，主要用來(lái)測(cè)量線位移、角位移、速度、壓力等方面。在數(shù)控機(jī)床實(shí)際運(yùn)行中，常會(huì)發(fā)生傳動(dòng)軸振抖的現(xiàn)象，為了解決這種現(xiàn)象，就可以使用光電傳感器、超聲傳感器或紅外傳感器對(duì)傳動(dòng)軸振抖的現(xiàn)象及時(shí)檢測(cè)。而且可以利用壓力傳感器對(duì)數(shù)控機(jī)床的夾緊力進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)夾緊力大于設(shè)定值時(shí)會(huì)導(dǎo)致工件過(guò)緊，這時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)和刀具停止運(yùn)行。此外，壓力傳感器還能夠?qū)Φ毒叩那邢髁M(jìn)行檢測(cè)[2]。

傳感器在數(shù)控機(jī)床的液壓系統(tǒng)、氣壓系統(tǒng)中也被廣泛應(yīng)用，用來(lái)檢測(cè)油路和氣路中的壓強(qiáng)，當(dāng)氣壓值低于標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，觸點(diǎn)會(huì)將故障位置信息傳輸?shù)綌?shù)控系統(tǒng)。

傳感器技術(shù)還應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人中，安裝的傳感器主要是視覺傳感器和觸覺傳感器兩種。視覺傳感器可以識(shí)別工業(yè)傳送帶上的機(jī)械零件是否完整，可以完成危險(xiǎn)材料的裝運(yùn)和自動(dòng)導(dǎo)航。而觸覺傳感器則是對(duì)零件的孔洞、曲面等因素進(jìn)行檢查。隨著機(jī)械自動(dòng)化水平的不斷提高，對(duì)傳感器技術(shù)的要求也不斷的增加，這就要求發(fā)展連續(xù)、瞬時(shí)檢測(cè)的傳感器。

機(jī)電一體化系統(tǒng)是未來(lái)工業(yè)的發(fā)展方向，而傳感器技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的運(yùn)用，能夠有效的提高系統(tǒng)的自動(dòng)化和智能化水平，提高工作效率。其主要運(yùn)用于機(jī)械加工、汽車行業(yè)、數(shù)控機(jī)床等機(jī)電一體化行業(yè)，為生活和工程生產(chǎn)提供便利。

參考文獻(xiàn)：

[1] 吳凱.機(jī)電一體化系統(tǒng)中傳感器和檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用[J].中國(guó)高新區(qū)，2017，22（9）：103.

[2] 起紅忠.機(jī)電一體化系統(tǒng)中傳感器與檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用[J].現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)信息，2016，4（8）：353.endprint