淺析傳感器技術在機電一體化系統中的應用

張蕾

（江蘇省工程勘測研究院有限責任公司，江蘇揚州 225000）

0 引言

傳感器技術在機械設備機電一體化系統中廣泛的應用，不僅能夠將數據誤差控制在最小范圍內，而且還能有效控制制造成本，實現企業經濟效益最大化，從而促進機電一體化系統可持續性發展。

1 傳感器技術在汽車行業的應用

隨著我國科技及經濟水平的進步與發展，汽車已將成為人們日常生活中常用的交通工具，隨著科技理念逐漸深入人們意識當中，人們對汽車的需求從傳統的代步工具上升為科技品質的追求，因此，以往的汽車制造生產技術已經無法滿足當代汽車行業發展的需求，汽車制造行業如若不積極轉變生產理念，很有可能面臨市場的淘汰。傳感器技術的到來徹底打破了當前汽車行業發展的瓶頸，通過在機電一體化系統中應用傳感器技術，不僅使汽車制造業智能化和輕型化水平得到進一步的提高，而且還提高了現代汽車應用的舒適度，使現代汽車的使用和操作更具便捷性，從而推動我國現代汽車行業進一步的發展和進步。傳感器技術在現代汽車制造生產中占據著不可取代的地位，在現代汽車生產制造工序中，傳感器技術起到了不可或缺的作用，應用范圍十分廣泛[1]。眾所周知，汽車防抱死功能是現代汽車功能中的標配，可以保障汽車在特殊路況中不會發生跑偏、掉頭、甩尾或者方向失去控制的情況，傳感器技術在汽車防抱死系統中起著關鍵性作用，通過傳感器技術獲取數據使該系統自動做出相應；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。在現代汽車使用中，為了滿足車主對汽車功能不同的需求，電子裝置越來越多，以至于傳統純機械式控制系統無法滿足現代汽車這一生產標準，為了迎合當代汽車行業發展趨勢，機電一體化系統逐漸代替傳統純機械式控制系統的地位，比如，現代汽車中應用最為廣泛的導航系統和發動機控制系統，都應用到傳感器技術，不僅實現汽車電子裝置多樣化功能，而且還使現代汽車系統運行的穩定性和可靠性得以進一步提升。相比傳統汽車制造技術和工藝，傳感器技術具有極強的抗干擾能力，可以滿足大范圍應用需求，并且在此基礎上還可以使制造成本大大降低。傳感器具有超強的適應能力，對外界環境的侵蝕影響有著超強的抵御能力，不論在何種環境中，包括汽車發動機艙內部高溫高壓環境、發動機運行過程中的電磁波或者強烈震動等狀況，都不會影響汽車傳感器在車用機電一體化系統中發揮的作用。在現代汽車制造生產中，只要傳感器技術能夠在實現自動化和控制制造成本的基礎上，就可以實現大批量生產。不僅如此，傳感器技術在汽車機電一體化系統應用中，可以實現對汽車安全管理系統進一步改善及優化，使汽車行駛安全性得以大大提升。從當代汽車安全管理系統全局發展來看，涵蓋壓力傳感器和加速度傳感器是現代汽車制造的核心裝置，根據現代汽車側邊撞擊速度的相關檢測數據可以看出，相比加速度傳感器的運行效率，壓力傳感器的運行效率更高，能夠將數據誤差控制在最小范圍內，單憑這一優勢實現在汽車制造生產領域的廣泛應用價值，不僅可以大大提高駕駛人員在汽車駕駛過程中的人身安全，而且還能進一步加強汽車安全管理系統運行穩定性和可靠性。由此可見，將傳感器技術應用在汽車機電一體化系統中，可以助力汽車制造產業的改革，為現代汽車制造產業帶來新的發展契機，從而促進汽車制造產業向前一步的發展。在汽車機電一體化系統中應用傳感器技術，在實現整體功能多樣化的同時，更進一步提升了汽車行駛過程中的安全性，因此，加強傳感器技術在現代汽車制造領域應用價值的研究，是促進我國現代汽車行業穩定可持續性發展的重要內容。

2 傳感器在工業機器人中的應用

隨著我國科技智能化的發展，工業機器人隨之誕生，并在我國工業領域取得了顯著的成效，工業機器人之所以能夠在工業生產領域中得以廣泛應用，是因為在工作的過程中，工業機器人能夠準確無誤地完成作業任務，這時就不得不提傳感器技術在其中的應用價值。將傳感器安裝在工業機器人身上，可以通過傳感器感受機器人自身的狀態，包括自身位置、速度、位移等信息狀況，同時工業機器人還可以通過自身的傳感器對操作對象和周圍工作環境進行清晰的感知。在實際工作的過程中，工業機器人通過自身內部傳感裝置獲取相關反饋信息，準確無誤地完成各項工作任務。不僅如此，在工業機器人每一個關節部位上都有安裝各種形式的傳感器，包括微動開關、光電開關等，這些傳感器的作用主要用于幫助機器人進行零位和極限位置的檢測，其中零位檢測是確保工業機器人重復定位的精確度及行駛軌跡的精確度；極限位置檢測是在工業機器人操作的過程中，起到對其安全保護的作用[2]。不僅如此，在工業機器人的關節部位還裝有位移傳感器，在機器人移動的過程中，這種傳感器可以對機器人的方位和位置移動起到控制的作用。同時在機器人的手腕部位和抓手部位都有安裝觸覺傳感器，可使機器人通過觸覺傳感器對操作對象的位置進行精準的定位，然后在利用手抓傳感器使機器人能夠準確地抓住對象物體。由此可見，傳感器技術在工業機器人制造當中起著不可或缺的關鍵性作用，大大提高了企業生產效率的同時，更是推動了企業生產線智能化的發展與進步[3]。

3 傳感器技術在機械加工中的應用

機械加工對各項工作環節都有著超高的要求，因此，在加工的過程中，需要將加工中的每一項工作環節都做安全檢測，提高機械加工的質量，以便達到各項工作的加工標準。在加工機械零部件之前，工作人員需要利用當前的自動化機械加工檢測設備對加工的零部件進行自動化檢測，比如自動判斷加工胚件的夾持方位，根據檢測數據對加工胚件的實際夾持位置進行合理調整，同時還要確定加工胚件上床后的裝夾變形和夾緊力等各項參數，以便滿足加工過程中的各項操作條件，檢測結果的精準性對后期機械加工是否順利開展起到關鍵性作用[4]。而在此過程中，傳感器技術在機械設備機電一體化系統中起到了重要的作用，可以確保檢測結果的科學性和精確性；在機械零部件加工的過程中，通過傳感器技術在機械設備機電一體化系統中的實際應用，實現自動檢測和調整加工過程中的速度、溫度、振動、切削扭矩等加工環節，使加工條件始終保持在良好的運行狀態中，同時通過傳感器技術，還可以合理控制機械加工環節中切削的力度、切削狀態、切削接觸面等，優化加工環節中切削的過程，減少材料的切除率，將機械加工成本控制在最小值范圍內，從而達到了優化加工流程、提高機械加工過程中穩定性的理想機械加工效果；在機械零部件加工完成之后，還可以通過傳感器技術的在機電一體化系統中的應用，對加工零部件的形狀、尺寸、位置公差等各項數據進行測量，以便使加工零部件的質量符合設計制造標準。由此可見，在機械設備機電一體化系統中應用傳感器技術，在機械加工零部件的過程中，可以確保機械加工過程動態穩定性的基礎上，還可以實現對床身有關部位的振動、阻抗參數等數據的控制，彌補機床加工薄弱環節的不足之處，從而強化加工過程中的精準度。

4 傳感器技術在數控機床上的應用

在數控機床運行的過程中，通過采用數字信號對加工過程進行精準的控制，運用傳感器技術對機床刀具和工件之間的運動進行數字化控制，從而使各項加工指標都能達到零件加工規定的質量標準，包括工件加工的尺寸、精準度等。在數控機床機電一體化系統中常用的傳感器有光電編碼器、電流傳感器、感應同步器、溫度傳感器等，通過對這些傳感器的運用，可以使數控機床對工件檢測位置、加工速度、溫度等各項數據進行科學的控制。在數控機床實際運行的過程中，由于傳動軸容易受外界因素的影響發生傳動過位的狀況，對數控機床正常運行造成一定的阻礙，而傳感器可以徹底解決這一問題，通過在數控機床中應用傳感器技術，可以對刀具的運動、溫度、工件的位置等數據進行實時監測，一旦發現數控機床在生產過程中存在問題，可以幫助工作人員及時采取補救措施將加工環節進行調整，降低數控機床生產過程中發生故障的概率，充分發揮傳感器在其中的監測作用。由此可見，傳感器技術在數控機床機電一體化系統中的應用，不僅使人工檢測效率低下的問題得以解決，而且還能有效增強機械加工零件的精確度，進一步推動機械制造行業的發展與進步。

5 結束語

綜上所述，傳感器技術在機電一體化系統中的應用，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械生產制造的質量。隨著我國科技水平不斷的提高，傳感器技術的發展不再僅限于汽車行業、機械加工行業、智能機器人及數控機床等領域，更是憑借其獨特的技術優勢在醫療、探險等領域取得了顯著的成果，進一步推動我國機電一體化系統的發展。