申振锁
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摘要:随着计算机技术的迅猛发展,机电一体化正朝着智能化、人性化、微型化方向发展。而伴随着科学技术的发展,越来越多的新材料、新工艺应运而生,传感器技术在研究、开发、制造方面获得长租的进步,将传感器技术应用到机电一体化系统中,更好帮助机电一体化系统朝着创新方向发展。下文就展开传感器技术在机电一体化系统中的具体应用现状研究。
关键词:传感器技术;机电一体化系统;应用
1导言
机电一体化系统中使用了大量的传感器来感知周围的情况,保证对系统的运行作出精确的控制。因此,传感器技术的提升能够推动机电一体化系统的各项工作水平的提升,对提升系统的工作质量和效率有着十分重要的意义。
2传感器技术概述
2.1传感器技术的概念
传感器是指能够感受被测量物体相关变化,并且将其按照一定规律转变为可输出信号的器件和装置。传感器技术就是传感器设备性能、结构研究、创造的技术手段。基于社会信息技术的发展进程可知,传感器技术可以分为三个阶段,当下传感器技术正处于低价格、多功能和系列化和智能化发展。在上世纪80年代起,传感器技术逐渐成熟,其在机械制造方面所具有的功能作用被激发出来,传感器技术逐渐成为重要的新兴行业,成为国民经济的新的经济增长点。
2.2传感器的分类
由于目前传感器的使用十分广泛,因此对传感器有很多种分类方法。可以根据被测量的物理量不同,将传感器分为位移传感器、力学传感器、温度传感器、压力传感器等等;根据传感器不同的工作原理,可以将传感器分为电学传感器、磁学传感器、光电传感器和半导体传感器等等;依据传感器的信号特征也可以将传感器分为物性传感器、结构性传感器;根据敏感元件和被测对象之间的能量关系,也可以将传感器分为转换性传感器和能量控制性传感器;根据信号的输出方式进行分类,传感器可以分为模拟式传感器和数字式传感器等
3机电一体化中应用传感器的优势
机电一体化设备会利用传感器对系统内部情况进行检测,并发出控制指令,因此传感器在机电一体化中有着重要的作用,传感器的精度,一定程度上决定了设备的精度和工作效率。传感器在机电一体化系统中承担提升转换系统性能、提升机电一体化系统工作精度、保证信号传输准确率等重要的任务,所以传感器在机电一体化系统中有着十分重要的意义。在传感器被广泛应用的情况下,工作人员也能做到时刻对系统状态有保持充分的了解,保证相关技术人员可以对机电设备工作状态做出调整,提升对设备的利用率和保证系统的使用寿命,具有较大的经济价值和保障作用。所以,传感器是机电一体化系统的神经,可以让机电一体化系统获得信息,保证工作的准确性和效率,对于提升机电一体化设备的技术水平有着决定性的作用。
4传感器技术在机电一体化系统中的应用
4.1传感器技术在机械加工机电一体化系统中的应用
在机械加工机床和机械加工生产过程中,传感器技术都发挥着重要的作用。如,在数控加工机床中导入传感器设备,其能够完成对整个数控机床各个部件的工作情况的测量,比如,对于数控机床的振动部件的频率参数进行数据接收和管理,将这些数据反馈到数控机床的控制中心,由此展开对数控机床的各部件的监控管理。同时,数控机床的控制中心也可以将加工方案传输给每一个传感器设备,由传感器来进行数控机床各个零部件的智能化操作,比如,对机床的速度、刀具的位移情况等参数进行全面把握,由此极大程度地提升数控机床加工的精度。
4.2数控机床领域的传感器技术
数控机床是进行机械生产、机械加工的重要技术设备,也是目前机电一体化系统应用的主要方向。
由于传感器技术在数控机床中逐渐普及,数控机床的性能相比过去有了明显提升,并且满足了很多全新的技术要求。在数控机床中,通过使用传感器可以让技术人员能选择最合适的控制策略,确保数控机床的运行精度。而且数控机床也因为传感器的发展朝着小体积、高精度的方向发展,可以对批量生产时刻保持检测,让零件的生产效率和质量都得到了极大幅度的提升。由于数控机床在工作中必然会释放大量的热能,导致周围的温度发生转变,即便是比较微小的温度变化,都会导致较大的精度变化。所以,在机床工作过程中需要用传感器时刻监控周围的温度,并利用温度数据确定温度控制策略,降低周围温度的起伏,确保零件加工的总体质量。另一方面,数控机床在加工过程中需要对零部件夹紧,但是如果施加的力过大会导致零部件损坏,力度过小则会导致零件在加工时发生位移,导致零件报废,降低零件加工的效率和水平;同时,不合理的力度控制也会导致数控机床的磨损,导致机床使用寿命缩短。因此,必须要有传感器时刻分析零部件的受力情况,并依靠智能技术来对加紧力度进行控制和调整,从而有效地控制加工精度。通过使用这种方法,可以保证机床零件加工的质量稳定性,防止加工过程中出现误差,而且可以选择到最合适的切削角度和力度,维持机床工作的最佳功率。例如根据零件受力的变化,来对切削的扭矩作出调整,就能获得最合理的切削质量和效率。
4.3在温度测量机电一体化系统中的创新应用
当前不论是在工业企业通信还是在日常生活中,温度测量都是重要的内容。如,在工业生产中,较多行业都需要在一定的温度下才能够发生化学反应,因此要求能够对工业生产中的温度进行精确及时的测量。同时在生活中,各种温度传感器的应用能够提高对温度测量的准确性,以此次的新冠疫情为例,市面上出现较多的传感温度测量仪。可以说这都是传感器技术的创新应用所带来的智能化、信息化、数字化的变化。在工业生产中常见的温度测量主要有非接触式测量和接触式测量。非接触式测量方法是采用特定的电磁波信号传感器,对被测量物的电磁波信号进行接收和分析。而接触式则是采用能够进行热传递作用的传感器,对被测量物体的温度进行有效直接感知。
4.4工业机器人
在技术进步的背景下,大量的工业机器人都被应用到工业生产当中。工业机器人可以有效地代替一部分人工的操作,并且克服生产过程中的恶劣环境,从而降低工业生产的成本,从而有效提升工业的加工效率和质量。同时,工业机器人能够解决工人在工作过程中存在的疲劳问题,减少因为人为因素所导致的误差率和失误率,保证工业生产的质量和效率。而为了实现工业机器人的这些功能,就需要利用传感器让工业机器人能对周围的情况、零部件的加工状态做出感知,自动地对零部件加工的位置、加工工艺做出微调,保证机器人工作的效率和有效性。所以,传感器就是机器人的感官系统,可以有效识别周边的情况,机器人会利用传感器的数据进行自主调整,技术人员也能在工业生产的过程中监控机器人的状态,并且结合实际工作需要做好调整。
4.5传感器技术在报警器中的创新运用
在社会生产生活中,还有许多领域安装有报警器,如,火灾报警器、烟雾报警器等。当前传感器技术在这些报警器中具有创新应用效果。以火灾报警器为例,传感器技术对于烟雾浓度、有害气体含量等安全域值进行提前设置,当报警器所处的环境这些参数出现异常发展,则此时传感器能够及时感知到参数的变化情况,启动声音传感器,由此发出报警声音,便于火灾的有效控制。
结束语
总之,传感器技术在机电一体化系统中有着重要的作用,是机电一体化系统的关键组成部分。目前,传感器系统的不断更新和研发,能够提升和完善机电一体化系统的性能,满足行业的发展,推动工业现代化水平的提升。
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