張蕾

（江蘇省工程勘測(cè)研究院有限責(zé)任公司，江蘇揚(yáng)州 225000）

0 引言

傳感器技術(shù)在機(jī)械設(shè)備機(jī)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(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益最大化，從而促進(jìn)機(jī)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(jì)水平的進(jìn)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(shí)當(dāng)中，人們對(duì)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(dāng)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(dāng)前汽車行業(yè)發(fā)展的瓶頸，通過在機(jī)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(jìn)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(dòng)我國現(xiàn)代汽車行業(yè)進(jìn)一步的發(fā)展和進(jìn)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(biāo)配，可以保障汽車在特殊路況中不會(huì)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(dòng)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(duì)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(jī)械式控制系統(tǒng)無法滿足現(xiàn)代汽車這一生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，為了迎合當(dāng)代汽車行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，機(jī)電一體化系統(tǒng)逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)純機(jī)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(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，都應(yīng)用到傳感器技術(shù)，不僅實(shí)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(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性得以進(jìn)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(qiáng)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(qiáng)的適應(yīng)能力，對(duì)外界環(huán)境的侵蝕影響有著超強(qiáng)的抵御能力，不論在何種環(huán)境中，包括汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)部高溫高壓環(huán)境、發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中的電磁波或者強(qiáng)烈震動(dòng)等狀況，都不會(huì)影響汽車傳感器在車用機(jī)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(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和控制制造成本的基礎(chǔ)上，就可以實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)。不僅如此，傳感器技術(shù)在汽車機(jī)電一體化系統(tǒng)應(yīng)用中，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車安全管理系統(tǒng)進(jìn)一步改善及優(yōu)化，使汽車行駛安全性得以大大提升。從當(dāng)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(cè)數(shù)據(jù)可以看出，相比加速度傳感器的運(yùn)行效率，壓力傳感器的運(yùn)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(shì)實(shí)現(xiàn)在汽車制造生產(chǎn)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用價(jià)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(jìn)一步加強(qiáng)汽車安全管理系統(tǒng)運(yùn)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(jī)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(jī)，從而促進(jìn)汽車制造產(chǎn)業(yè)向前一步的發(fā)展。在汽車機(jī)電一體化系統(tǒng)中應(yīng)用傳感器技術(shù)，在實(shí)現(xiàn)整體功能多樣化的同時(shí)，更進(jìn)一步提升了汽車行駛過程中的安全性，因此，加強(qiáng)傳感器技術(shù)在現(xiàn)代汽車制造領(lǐng)域應(yīng)用價(jià)值的研究，是促進(jìn)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(jī)器人中的應(yīng)用

隨著我國科技智能化的發(fā)展，工業(yè)機(jī)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(jī)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?yàn)樵诠ぷ鞯倪^程中，工業(yè)機(jī)器人能夠準(zhǔn)確無誤地完成作業(yè)任務(wù)，這時(shí)就不得不提傳感器技術(shù)在其中的應(yīng)用價(jià)值。將傳感器安裝在工業(yè)機(jī)器人身上，可以通過傳感器感受機(jī)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(shí)工業(yè)機(jī)器人還可以通過自身的傳感器對(duì)操作對(duì)象和周圍工作環(huán)境進(jìn)行清晰的感知。在實(shí)際工作的過程中，工業(yè)機(jī)器人通過自身內(nèi)部傳感裝置獲取相關(guān)反饋信息，準(zhǔn)確無誤地完成各項(xiàng)工作任務(wù)。不僅如此，在工業(yè)機(jī)器人每一個(gè)關(guān)節(jié)部位上都有安裝各種形式的傳感器，包括微動(dòng)開關(guān)、光電開關(guān)等，這些傳感器的作用主要用于幫助機(jī)器人進(jìn)行零位和極限位置的檢測(cè)，其中零位檢測(cè)是確保工業(yè)機(jī)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(cè)是在工業(yè)機(jī)器人操作的過程中，起到對(duì)其安全保護(hù)的作用[2]。不僅如此，在工業(yè)機(jī)器人的關(guān)節(jié)部位還裝有位移傳感器，在機(jī)器人移動(dòng)的過程中，這種傳感器可以對(duì)機(jī)器人的方位和位置移動(dòng)起到控制的作用。同時(shí)在機(jī)器人的手腕部位和抓手部位都有安裝觸覺傳感器，可使機(jī)器人通過觸覺傳感器對(duì)操作對(duì)象的位置進(jìn)行精準(zhǔn)的定位，然后在利用手抓傳感器使機(jī)器人能夠準(zhǔn)確地抓住對(duì)象物體。由此可見，傳感器技術(shù)在工業(yè)機(jī)器人制造當(dāng)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(shí)，更是推動(dòng)了企業(yè)生產(chǎn)線智能化的發(fā)展與進(jìn)步[3]。

3 傳感器技術(shù)在機(jī)械加工中的應(yīng)用

機(jī)械加工對(duì)各項(xiàng)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(xiàng)工作環(huán)節(jié)都做安全檢測(cè)，提高機(jī)械加工的質(zhì)量，以便達(dá)到各項(xiàng)工作的加工標(biāo)準(zhǔn)。在加工機(jī)械零部件之前，工作人員需要利用當(dāng)前的自動(dòng)化機(jī)械加工檢測(cè)設(shè)備對(duì)加工的零部件進(jìn)行自動(dòng)化檢測(cè)，比如自動(dòng)判斷加工胚件的夾持方位，根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)加工胚件的實(shí)際夾持位置進(jìn)行合理調(diào)整，同時(shí)還要確定加工胚件上床后的裝夾變形和夾緊力等各項(xiàng)參數(shù)，以便滿足加工過程中的各項(xiàng)操作條件，檢測(cè)結(jié)果的精準(zhǔn)性對(duì)后期機(jī)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(jī)械設(shè)備機(jī)電一體化系統(tǒng)中起到了重要的作用，可以確保檢測(cè)結(jié)果的科學(xué)性和精確性；在機(jī)械零部件加工的過程中，通過傳感器技術(shù)在機(jī)械設(shè)備機(jī)電一體化系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和調(diào)整加工過程中的速度、溫度、振動(dòng)、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(yùn)行狀態(tài)中，同時(shí)通過傳感器技術(shù)，還可以合理控制機(jī)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(jī)械加工成本控制在最小值范圍內(nèi)，從而達(dá)到了優(yōu)化加工流程、提高機(jī)械加工過程中穩(wěn)定性的理想機(jī)械加工效果；在機(jī)械零部件加工完成之后，還可以通過傳感器技術(shù)的在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用，對(duì)加工零部件的形狀、尺寸、位置公差等各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量，以便使加工零部件的質(zhì)量符合設(shè)計(jì)制造標(biāo)準(zhǔn)。由此可見，在機(jī)械設(shè)備機(jī)電一體化系統(tǒng)中應(yīng)用傳感器技術(shù)，在機(jī)械加工零部件的過程中，可以確保機(jī)械加工過程動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)床身有關(guān)部位的振動(dòng)、阻抗參數(shù)等數(shù)據(jù)的控制，彌補(bǔ)機(jī)床加工薄弱環(huán)節(jié)的不足之處，從而強(qiáng)化加工過程中的精準(zhǔn)度。

4 傳感器技術(shù)在數(shù)控機(jī)床上的應(yīng)用

在數(shù)控機(jī)床運(yùn)行的過程中，通過采用數(shù)字信號(hào)對(duì)加工過程進(jìn)行精準(zhǔn)的控制，運(yùn)用傳感器技術(shù)對(duì)機(jī)床刀具和工件之間的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行數(shù)字化控制，從而使各項(xiàng)加工指標(biāo)都能達(dá)到零件加工規(guī)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，包括工件加工的尺寸、精準(zhǔn)度等。在數(shù)控機(jī)床機(jī)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(duì)這些傳感器的運(yùn)用，可以使數(shù)控機(jī)床對(duì)工件檢測(cè)位置、加工速度、溫度等各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)的控制。在數(shù)控機(jī)床實(shí)際運(yùn)行的過程中，由于傳動(dòng)軸容易受外界因素的影響發(fā)生傳動(dòng)過位的狀況，對(duì)數(shù)控機(jī)床正常運(yùn)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(jī)床中應(yīng)用傳感器技術(shù)，可以對(duì)刀具的運(yùn)動(dòng)、溫度、工件的位置等數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床在生產(chǎn)過程中存在問題，可以幫助工作人員及時(shí)采取補(bǔ)救措施將加工環(huán)節(jié)進(jìn)行調(diào)整，降低數(shù)控機(jī)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(cè)作用。由此可見，傳感器技術(shù)在數(shù)控機(jī)床機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用，不僅使人工檢測(cè)效率低下的問題得以解決，而且還能有效增強(qiáng)機(jī)械加工零件的精確度，進(jìn)一步推動(dòng)機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步。

5 結(jié)束語

綜上所述，傳感器技術(shù)在機(jī)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(jī)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(jī)械加工行業(yè)、智能機(jī)器人及數(shù)控機(jī)床等領(lǐng)域，更是憑借其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在醫(yī)療、探險(xiǎn)等領(lǐng)域取得了顯著的成果，進(jìn)一步推動(dòng)我國機(jī)電一體化系統(tǒng)的發(fā)展。