传感器技术在机电一体化系统中的应用

传感器技术在机电一体化系统中的应用

程卫国

山东中矿集团有限公司 山东 烟台招远 265400

摘要：我国传感器技术发展时间较长，已经拥有一个较为成熟的应用体系，尤其在机电一体化系统中，应用了大量传感器，用于感知周围情况，收集环境和设备信息，为系统精准运行提供依据。由此可见，若机电一体化系统中缺少传感器和传感器技术，就无法准确感知信息，维持系统运行，必须不断提升传感器技术应用效果和品质，才能切实提升机电一体化系统运行效率和运行质量。

关键词：传感器技术；机电一体化；应用

传感技术是衡量一个国家信息化程度的重要标志，随着我国传感技术水平的不断提升，其应用领域不断扩大，为促进我国社会的发展做出了重要贡献。机电一体化技术的应用，促进了我国机械制造水平的进一步发展，将计算机与信息技术、自动控制技术、传感检测技术、伺服传动技术和机械技术融合应用，不仅扩大了机械设备的应用范围，而且提升了机械设备的自动化和智能化水平。

1传感器技术概述

1980年代左右，传感器在世界各国开始流行，许多先进工业国家开始引进普及传感器技术，并对其进行研发和应用。截至今日，传感器及其系统生产与发展已经成为热门领域。传感器是一种重要的测量装置，能够感知外界变化（物体或周围环境受生物、化学、物理等影响产生的变化）并作出反应，将信息按照一定规律转化为能够远距离传播的电信号，或者其他形式的信号。传感器技术是基于实际需求，对各类传感器，如力学传感器、位移传感器、压力传感器、光电传感器等进行综合配置，以实时测量周围环境和信息，并将信息传输至系统的技术。技术人员可按照实际工作环境，基于传感器分类，如能量转换原则分类、参量设计分类、工作原理分类等，对传感器型号、配置、种类等进行设计和选择，以满足配置需求。

2机电一体化的含义

机电一体化即是通过有效措施使得信息技术、电子工程技术能够实现有机结合，进而在机械工程中加以充分应用，确保其作用能够充分发挥出来。对于机械工程而言，将机电一体化技术的价值展现出来，能够使得操作的整个过程纳入自动监控。在现阶段，信息技术和电子技术的发展速度是较快的，在此背景下，将现代信息技术、机械工程技术切实结合起来，并对智能系统予以充分利用，这样可以保证机电自动化技术具有的优势真正展现出来，技术性能会有大幅提升，在工业领域得到应用后，也可为工业发展注入强劲动力。需要指出的是，技术结合并非只是将相关的系统予以叠加处理，必须按照严格的标准完成技术分析，继而将不同技术具有的优势进行整合，确保一体化目标能够切实达成，技术性能可以充分发挥，如此方可使得机电一体化技术能够保持更稳健的发展。现代信息技术涵盖的领域较多，从机电一体化来说，也要将信息技术的应用作为关注的重点，并要保证思维创新能够切实达成。从当前应用的现状来看，信息处理技术带来的障碍是较大的，因而要针对技术障碍展开全面的分析，确保能够在最短时间内予以消除，进而使得技术障碍造成的影响大幅降低。为了保证信息传输更顺利，信息技术处理是不可忽视的，而要保证机电一体化技术能够真正发挥出效用，数据信息传输是不可忽视的，只有获得所需的信息，运行才能真正保持正常状态，所以，信息技术需求方面存在的障碍也是较为常见的。确保信息化技术具有的性能大幅提升，信息传输保持正常，这些在机电一体化生产中都是要考虑的，当技术性能得到提高后，机电一体化才可在更适宜的环境中保持稳定运行状态。

3传感器技术在机电一体化系统中的应用

3.1数控机床领域

数控机床是机械生产加工的重要技术设备，在自动化发展过程中，数控机床领域发展受到高度关注，这也是目前机电一体化系统应用的重要发展方向。从数控机床生产原理看，数控机床在工作中会产生大量热能，导致周围环境发生变化，继而影响加工制造精度和准确度。采用传感器实时监测周围温度，了解温度变化区间，采用相关措施有效把控温度变化，避免出现温度大幅变化情况，以保障整体加工质量。从加工过程看，数控机床在加工过程中需要将零部件夹紧，倘若夹紧力控制不恰当，施加力度过大，将会导致零部件损坏；施加力度不足，会导致零部件位移，最终报废，还会过度磨损数控机床，缩短机床使用寿命。在这一环节使用传感器技术时刻分析零部件受力情况，并结合使用智能系统调控施加力度，充分保障机床加工稳定性，避免出现失误。例如，可以根据零部件受力情况，时刻调整切削扭矩，以获得高的切削效率和质量。

3.2视觉焊接机器人方面

从机电一体化技术出现之日起，其就受到了人们的普遍关注，发展速度也是较快的，尤其是在机械行业中发挥着重要作用。众所周知，机械形式呈现出多样性，而视觉焊接机器人就是其中之一，其自动化、智能化程度较高，市场前景广阔。然而，其视觉系统和随动系统结构复杂，精度高，一旦部件发生故障，想进行维修是非常困难的。如将机电一体化技术进行充分利用，就可使得以上问题得到有效解决。在机电一体化技术的辅助下，增加视觉模块、随动模块、光学校准模块、焊缝轨迹坐标计算模块、故障检查及报警模块，使其呈现出模块化特征，如此一来，视觉焊接机器人的实用性就会大幅提高，操作也更具智能化，免去复杂的示教编程过程，仅需焊缝轨迹上几个关键点的坐标，机器人即可自动计算出焊缝轨迹，大大提高了视觉焊接机器人的使用效率，降低了编程工作量，同时，由于其分布式的故障检查传感器可对各种故障进行快速诊断和报警，甚至能快速给出故障排除建议。

3.3数控加工方面

数控加工机床是典型的机电自动化控制设备，传感器在数控加工过程中发挥了重要的作用。在数控加工中应用的传感器种类较多，比如压力传感器、温度传感器、液位传感器、速度传感器等。压力传感器将压力转换为电信号，在数控机床中主要应用于对工件夹紧力的监测。如果夹紧力低于设定值时，会导致工件松动，此时传感器会将收集到的数据信息传递到控制系统中，系统将发出报警，停止走刀，既能够降低因为夹紧力低而产生的生产误差，又能够避免安全事故的发生。在切削过程中，传感器还能够对切削力的变化、切削过程的颤震、刀具与工件的接触状态等进行监测，然后对收集到的数据信息进行分析，及时调整各项加工参数，优化切削加工工艺，在提高生产效率的同时，降低生产成本。除了对加工工艺进行监测外，还能够对工件的加工工序进行监测，机电自动化控制系统能辨识出工件是否需要加工，工件所处的位置是否满足工艺规定的设置要求等。传感器技术在数控加工中的应用，既提高了生产效率和加工质量，又降低了生产成本和安全事故的发生，是促进我国机械加工制造业发展的重要驱动力。

总之，机电自动化控制装置在我国社会发展中的广泛应用，不仅提升了工作效率，而且促进了行业的进一步发展。传感器作为机电自动化控制装置的感受器官，通过强大的感知功能，能够快速而准确地获取各类信息，然后通过对信息的识别、分析和处理，为机电自动化控制系统各种指令的制定和传递提供重要的参考依据。传感器的敏感元件种类较多，能够对各种物理量进行感知，这也为机电自动化控制系统的工作提供了更多的可能性。随着传感器技术水平的不断提升，获取信息的速度会更快，精准度会更高，在大数据技术的支持下，对信息的分析处理能力也会更加优质和高效，这都对机电自动化控制技术的发展有着重要的促进作用。

参考文献：

[1]浅析传感器技术在机电一体化系统中的应用[J].涂祖蕾,何滔.内燃机与配件.2020(17)

[2]机电一体化系统中传感器技术的运用研究[J].赵亮.中国管理信息化.2020(04)

[3]传感器技术在机电一体化的应用探讨[J].刘潇.山东工业技术.2019(11)