機(jī)電一體化系統(tǒng)中傳感器技術(shù)的應(yīng)用策略

李鑫

摘要：傳感器和檢測(cè)技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用，這將為整個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供充分的保障，從而促使機(jī)電一體化系統(tǒng)更加科學(xué)有效地運(yùn)行。為此，在本文中作者將結(jié)合自身多年從事該領(lǐng)域研究經(jīng)驗(yàn)，在通過(guò)對(duì)大量文獻(xiàn)的閱讀與總結(jié)基礎(chǔ)上，對(duì)傳感器與檢測(cè)技術(shù)在整個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)中發(fā)揮的控制及調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)展開(kāi)研究，并對(duì)其種類(lèi)、功能及其未來(lái)的發(fā)展給予深入的探討，以期不斷提升該領(lǐng)域的研究。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化系統(tǒng)；傳感器技術(shù)；應(yīng)用策略

傳感器與檢測(cè)技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中具有不可替代的作用。利用傳感器與檢測(cè)技術(shù)能夠及時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)特征和系統(tǒng)狀態(tài)，同時(shí)也能夠?yàn)榇郎y(cè)系統(tǒng)提供必要性信息。

一、傳感器與檢測(cè)技術(shù)

從本質(zhì)屬性上來(lái)說(shuō)，傳感器屬于信號(hào)傳輸裝置，對(duì)于機(jī)電一體化系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，傳感器的作用不容忽視。它能夠?qū)崿F(xiàn)檢測(cè)功能，而傳感器就是檢測(cè)的基礎(chǔ)裝置，在安裝完傳感器之后就能對(duì)指定內(nèi)容進(jìn)行檢測(cè)。它能夠檢測(cè)的內(nèi)容包括系統(tǒng)自身情況、目標(biāo)對(duì)象的情況以及作業(yè)環(huán)境情況，通過(guò)完善的檢測(cè)得到的信息非常全面，這就為系統(tǒng)安全、穩(wěn)定的運(yùn)行提供有力保障。按照傳感器的作業(yè)方式進(jìn)行分類(lèi)，可以分為接觸式傳感器與非接觸式傳感器。壓覺(jué)傳感器就屬于典型的接觸式傳感器，而溫覺(jué)傳感器、聲覺(jué)傳感器則屬于典型的非接觸式傳感器。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，傳感器技術(shù)也得到了完善，這就使得它的應(yīng)用范圍變得更加廣泛，促進(jìn)生產(chǎn)效率的提升，推動(dòng)社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展。

二、機(jī)電一體化

機(jī)電一體化就是把微電子技術(shù)以及機(jī)械技術(shù)相互融合，在微電子技術(shù)的控制下實(shí)現(xiàn)設(shè)備的機(jī)械功能，包括控制、運(yùn)動(dòng)、信息等。這樣的設(shè)備既具備電子裝置的優(yōu)點(diǎn)，又融合了機(jī)械裝置的長(zhǎng)處，但是機(jī)電一體化設(shè)備需要很多先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行支撐，包括微電子技術(shù)、人工智能、自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)、機(jī)械制造技術(shù)等。隨著電子時(shí)代的到來(lái)，電子信息的數(shù)量非常巨大，增長(zhǎng)速度驚人，信息傳遞所需要的時(shí)間不斷縮短。隨著機(jī)電一體化系統(tǒng)的不斷發(fā)展與完善，所使用的到信息資源種類(lèi)更多，為了讓系統(tǒng)能夠順暢運(yùn)行，就需要傳感器與檢測(cè)技術(shù)的支持。所以對(duì)于機(jī)電一體化系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，傳感器與檢測(cè)技術(shù)的重要性非比尋常。

三、傳感器與檢測(cè)技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用

（一）傳感器與檢測(cè)技術(shù)在工業(yè)機(jī)器人中的應(yīng)用

工業(yè)機(jī)器人在工作過(guò)程中之所以能夠準(zhǔn)確無(wú)誤，是因?yàn)闄C(jī)器人身上安裝的傳感器能夠感受其自身的狀態(tài)，同時(shí)還能夠感受操作對(duì)象以及工作環(huán)境的狀態(tài)，通過(guò)內(nèi)部傳感器能夠獲取其自身的位置、位移、速度等信息，通過(guò)外部傳感器能夠完成操作對(duì)象以及外部環(huán)境的感知，內(nèi)外部傳感裝置同時(shí)為機(jī)器人提供反饋信息，協(xié)助它順利完成各項(xiàng)工作。

（二）機(jī)械加工過(guò)程的傳感檢測(cè)技術(shù)

切削過(guò)程和機(jī)床運(yùn)行過(guò)程的傳感技術(shù)。切削過(guò)程傳感檢測(cè)的目的在于優(yōu)化切削過(guò)程的生產(chǎn)率、制造成本或（金屬）材料的切除率等。切削過(guò)程傳感檢測(cè)的目標(biāo)有切削過(guò)程的切削力及其變化、切削過(guò)程顫震、刀具與工件的接觸和切削時(shí)切屑的狀態(tài)及切削過(guò)程辨識(shí)等，而最重要的傳感參數(shù)有切削力、切削過(guò)程振動(dòng)、切削過(guò)程聲發(fā)射、切削過(guò)程電機(jī)的功率等。對(duì)于機(jī)床的運(yùn)行來(lái)講，主要的傳感檢測(cè)目標(biāo)有驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、軸承與回轉(zhuǎn)系統(tǒng)、溫度的監(jiān)測(cè)與控制及安全性等，其傳感參數(shù)有機(jī)床的故障停機(jī)時(shí)間、被加工件的表面粗糙度和加工精度、功率、機(jī)床狀態(tài)與冷卻潤(rùn)滑液的流量等。

工件的過(guò)程傳感。與刀具和機(jī)床的過(guò)程監(jiān)視技術(shù)相比，工件的過(guò)程監(jiān)視是研究和應(yīng)用最早、最多的。它們多數(shù)以工件加工質(zhì)量控制為目標(biāo)。20世紀(jì)80年代以來(lái)，工件識(shí)別和工件安裝位姿監(jiān)視要求也提到日程上來(lái)。粗略地講，工序識(shí)別是為辨識(shí)所執(zhí)行的加工工序是否是工（零）件加工要求的工序；工件識(shí)別是辨識(shí)送入機(jī)床待加工的工件或者毛坯是否是要求加工的工件或毛坯，同時(shí)還要求辨識(shí)工件安裝的位姿是否是工藝規(guī)程要求的位姿。此外，還可以利用工件識(shí)別和工件安裝監(jiān)視傳感待加工毛坯或工件的加工裕量和表面缺陷。完成這些識(shí)別與監(jiān)視將采用或開(kāi)發(fā)許多傳感器，如基于IV或CCD的機(jī)器視覺(jué)傳感器、激光表面粗糙度傳感系統(tǒng)等。

（三）傳感器檢測(cè)技術(shù)的作用

傳感器檢測(cè)技術(shù)的主要功能是自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因此是整個(gè)機(jī)電一體化中不能缺失的主要技術(shù)，傳感器檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)劣直接對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的功能有著重要的影響；如果傳感器檢測(cè)技術(shù)的水平越高，那么整個(gè)系統(tǒng)的自動(dòng)化程度就越高，否則就越低。在一個(gè)完整的機(jī)電一體化系統(tǒng)中，若所使用的傳感器檢測(cè)技術(shù)無(wú)法將被檢測(cè)的對(duì)象中的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行及時(shí)檢測(cè)，同時(shí)也不能參數(shù)轉(zhuǎn)化成信號(hào)進(jìn)行傳輸，那么系統(tǒng)控制無(wú)法及時(shí)的獲取信息，從而造成整個(gè)系統(tǒng)就不能正常的進(jìn)行工作。

傳感器檢測(cè)技術(shù)是自動(dòng)化研究領(lǐng)域的基礎(chǔ)，所以在基礎(chǔ)科學(xué)和工程技術(shù)中都有著非常重要的作用。比如在基礎(chǔ)科學(xué)研究過(guò)程中，采用全新的工作原理的檢測(cè)傳感器得到的迅速發(fā)展，該種傳感器的優(yōu)點(diǎn)就是在參數(shù)和狀態(tài)的檢測(cè)過(guò)程中靈敏度非常高，因此即便是較難獲取的信息多能夠及時(shí)的進(jìn)行捕捉和采集，所以新機(jī)理檢測(cè)傳感器的問(wèn)世將直接影響基礎(chǔ)科學(xué)的研究革命。有專(zhuān)家指出：“現(xiàn)代的文明就是以科學(xué)技術(shù)支撐起來(lái)的，但是如果沒(méi)有傳感器來(lái)對(duì)各種信息進(jìn)行檢測(cè)，那么科學(xué)技術(shù)就不可能發(fā)展，人類(lèi)文明的進(jìn)步速度將會(huì)大打折扣。”在基礎(chǔ)科學(xué)的研究中怎樣提升感覺(jué)信息傳感器功能是今后科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域研究的新起點(diǎn)，相信在以后的科學(xué)技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中，傳感器則是下一代技術(shù)革命的主角。

四、結(jié)語(yǔ)

在工業(yè)發(fā)展過(guò)程中，需要結(jié)合實(shí)際需求來(lái)重視新型傳感器開(kāi)發(fā)工作，不斷擴(kuò)大傳感器性能以及傳感器使用范圍，促進(jìn)傳感器集成化、小型化發(fā)展，提升機(jī)電一體化系統(tǒng)工作效率，為機(jī)電一體化系統(tǒng)順利運(yùn)行提供保障。為了促使機(jī)電一體化系統(tǒng)能夠獲取更加準(zhǔn)確信息，需要積極引進(jìn)先進(jìn)傳感器與檢測(cè)技術(shù)，提升信息鑊取與信息傳播的有效性。

參考文獻(xiàn)：

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