传感器技术在机电自动化控制中的应用

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  摘 要:文章首先分析了传感器技术的应用发展现状,结合在机电自动化控制中的应用形式来进行。其次重点介绍在机器人与机械生产中应用传感器技术的要点,帮助提升自动化控制系统运行稳定性,高效完成生产任务,提升能源的利用效率。
  关键词:传感器技术;机电自动化控制;应用
  自动化控制是基于信息采集基础上来进行的,传感技术应用后信号传递稳定性得到保障,能够在规定时间内高效完成传输任务,并且不会产生误差。传感器技术是一项综合性较强、技术含量较高的技术,对机电自动化控制技术的发展有着非常重要的意义。假如将机电自动化控制技术比作是一个人,那么传感器技术就是人的感觉器官,可以快速、准确获取有用信息,是确保机电自动化控制技术有效运行与发展的基础与前提。在机电自动化控制技术中,如果传感器技术发生问题,就会对控制系统的信息采集、传递、管理等产生影响。所以,强化对传感器技术在机电自动化控制中的应用进行研究是非常必要的。
  一、传感器技术现状
  自动化控制系统中包含众多模块,传感器只是其中的一部分,但却发挥着极大的功能。可以将其理解为人体感官的延伸,将感应到的数据变化及时反馈到控制系统中吗,方便在短时间内做出调控,实现自动化控制目标。机电设备运行时会在同一时间接收多项指令,对控制系统的数据分析能力要求比较高,传感器作为中间环节可以减少信息分析运算所用时间,保障数据的准确度,这样自动化控制系统所发出的指令也与实际情况相符。传感器使用期间一旦出现故障会对机电一体化系统的控制带来严重影响,数据难以传递,真实出现信息失真的现象,因此在系统日常使用阶段需要定期对传感器进行维护,将故障发生几率降至最低,提升使用安全性。
  传感器指的就是工程上能够被直接测量,按照一定规律转换为同种或者别种量值输出的器件。传感器功能相当人的感觉器官,在某种程度上而言,传感器就是人类感觉器官的延伸。传感器主要可以对自动化系统运行、操作对象、作业环境状态等进行检测,为有效控制机电一体化系统提供了可靠依据。
  随着科学技术的不断进步,信息化技术、自动化技术的广泛应用,以传感器—计算机为核心的现代测试控制系统在现实生产与管理中得到了广泛应用。在机电自动化控制系统中,应用传感器技术可以实现系统的自动调节控制,并且直接影响系统的自动化水平,如果传感器技术水平比较高,那么就会提高系统的自动化水平,相反,就会降低系统的自动化水平。现阶段,传感器技术在社会各个领域中均得到了广泛应用,并且越來越集成化。集成化传感器具有更强的技术稳定性,减小了以往传感器的重量与体积,为自动化控制系统的运用提供了可靠的技术支持。除此之外,传感器生产成本较低,可以进行批量生产,在未来发展中具有十分广阔的应用前景。
  二、传感器技术在机电自动化控制中的应用
  1、机器人技术中的应用
  模仿人体的控制特征,在机电控制中设计机器人,自动化控制能够更精准的进行,机器人的控制管理系统接收到信息后,在短时间内进行分析运算,并根据所得到的数据结果来进行控制指令传输,完成最终的控制目标。传感器在其中发挥着信息传递功能,机器人功能实现也与传感器有着重要联系。传统的信息传递方法中,常常会出现数据误差问题,但随着功能不断的发展完善,传感器能够达到检验标准,信息传递前也能够更准确的判断所归属数据库,节省分类时间,减轻任务量。机器人对系统进行控制时也更具有针对性。机器人信息获取与信息输出均是依靠传感器技术完成的,传感器将感知到的物理信息转变成电量,这样机器人就可以进行信息获取与输出。在此过程中,传感器技术的应用主要包括两个方面:外部传感器技术与内部传感器技术。首先,利用外部传感器技术,对外部信息予以检测和收集,同时识别机器人的工作环境,为机器人工作提供必要的信息,保证机器人可以对工作对象做出及时、准确的反应,达到预期的工作效果。其次,利用内部传感器技术,实现机器人对系统的控制,并且对机器人运行状态予以检测,向外部传感器传递有用信息,保证机器人可以有效感知外部环境,同时按照有关指令与要求开展活动。除此之外,随着传感器技术的不断发展,其还可以在机器人运行中收集有关反馈建议,为以后技术创新提供参考依据。
  2、机械加工中的应用
  机械生产中应用传感技术能够有效的提升产品质量,对系统进行全面控制,及时向总控制模块反应检测到的异常情况,由此可见传感器的重要作用是无法替代的。通过自动化控制来实现机床加工生产任务,减少人力资源的投入量,生产期间也可以根据产品需求对控制形式做出调整,保障运行使用的安全性。虽然是自动化控制,但技术人员也要定期对系统进行调试,检验数据与实际情况是否保持一致,发现问题后及时处理,并采取维修方案恢复系统运行的安全性,高效完成机械生产任务。
  在机械加工中应用传感器技术主要包括三个方面:其一,生产现场中的应用。在机械加工生产现场,传感器技术作为一种不可或缺的重要技术,发挥着不可替代的作用。为了可以完全按照切削加工指令控制机床,需要借助传感器技术对机床位置、速度予以探测,并且了解振动、变形等因素对工件、刀具相对位移的影响,同时还要密切监测加工过程,根据检测结果调整刀具等加工条件,确保加工精度满足设计要求,实现切削加工的高精度化。除此之外,为了实现省力化、无人化加工,需要借助传感器技术对加工结果予以反馈输出,确保现场加工的顺利进行。其二,最终加工精度中的应用。在机械加工中,最终加工精度控制是非常重要的环节。工件尺寸是连接两点间的直线距离,基点就是一个点。检测工件上一个点的位置,一般使用微小光点非接触光学式位移传感器与接触式传感器。近些年来,扫描式测头传感器的应用也在不断增多。此种测头是沿着工件轮廓进行连续的仿形测量,可以在短时间内收集大量信息,更加接近真实情况,测量结果非常可靠。除此之外,在刀具管理过程中,可以运用电磁结合式识别系统,对刀具进行识别,并且明确刀具使用年限。其三,汽车自动化控制系统中的应用。随着汽车生产电子化水平的不断提升,普通的机械系统已经无法解决一些和汽车功能要求相关的问题,逐渐被电子控制系统所取代。在汽车电子控制系统中,传感器作为非常重要的组成部分,对汽车技术性能的发挥有着直接的影响。现阶段,普通汽车一般安装了10-20个传感器,高级豪车轿车安装数量更多,这些传感器主要分布于车身控制系统、底盘控制系统、发动机控制系统中。
  在机械加工中应用传感器技术,可以对机械阻抗与振动等部件参数予以精细化测量,并且能够检测部件的动态特性;同时,传感器技术还可以对机械设备进行精细的在线监控,比如,在检测车床车刀安装位置的时候,因为车刀刀尖形状会影响工件尺寸与表面精度,所以,可以通过在刀尖上安装振动传感器的方式,检测刀尖锋利程度,为零部件生产提供有用的参考依据。
  结语:总而言之,传感器技术在机电子自动化控制中的应用,可以有效将外部物理信息转变成电量信息,向信息系统中传输,具有传输速度快、精度高的特点。在机电自动化控制系统中,传感器技术作为一种有效、协调、统一的技术支持,促进了机电一体化的进一步发展,值得相关人士进行深入研究探讨。
  参考文献:
  [1]吴丹.基于传感器技术的机电自动化控制研究[J].黑龙江科技信息.2015(29)
  [2]钱忠远.对于传感器的探讨[J].数字技术与应用.2011(01)
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