浅析传感器技术在机电一体化系统中的应用

张蕾

（江苏省工程勘测研究院有限责任公司，江苏扬州 225000）

0 引言

传感器技术在机械设备机电一体化系统中广泛的应用，不仅能够将数据误差控制在最小范围内，而且还能有效控制制造成本，实现企业经济效益最大化，从而促进机电一体化系统可持续性发展。

1 传感器技术在汽车行业的应用

随着我国科技及经济水平的进步与发展，汽车已将成为人们日常生活中常用的交通工具，随着科技理念逐渐深入人们意识当中，人们对汽车的需求从传统的代步工具上升为科技品质的追求，因此，以往的汽车制造生产技术已经无法满足当代汽车行业发展的需求，汽车制造行业如若不积极转变生产理念，很有可能面临市场的淘汰。传感器技术的到来彻底打破了当前汽车行业发展的瓶颈，通过在机电一体化系统中应用传感器技术，不仅使汽车制造业智能化和轻型化水平得到进一步的提高，而且还提高了现代汽车应用的舒适度，使现代汽车的使用和操作更具便捷性，从而推动我国现代汽车行业进一步的发展和进步。传感器技术在现代汽车制造生产中占据着不可取代的地位，在现代汽车生产制造工序中，传感器技术起到了不可或缺的作用，应用范围十分广泛[1]。众所周知，汽车防抱死功能是现代汽车功能中的标配，可以保障汽车在特殊路况中不会发生跑偏、掉头、甩尾或者方向失去控制的情况，传感器技术在汽车防抱死系统中起着关键性作用，通过传感器技术获取数据使该系统自动做出相应；汽车变速器可以提高汽车驾驶性能，而这一作用同样离不开传感器技术。在现代汽车使用中，为了满足车主对汽车功能不同的需求，电子装置越来越多，以至于传统纯机械式控制系统无法满足现代汽车这一生产标准，为了迎合当代汽车行业发展趋势，机电一体化系统逐渐代替传统纯机械式控制系统的地位，比如，现代汽车中应用最为广泛的导航系统和发动机控制系统，都应用到传感器技术，不仅实现汽车电子装置多样化功能，而且还使现代汽车系统运行的稳定性和可靠性得以进一步提升。相比传统汽车制造技术和工艺，传感器技术具有极强的抗干扰能力，可以满足大范围应用需求，并且在此基础上还可以使制造成本大大降低。传感器具有超强的适应能力，对外界环境的侵蚀影响有着超强的抵御能力，不论在何种环境中，包括汽车发动机舱内部高温高压环境、发动机运行过程中的电磁波或者强烈震动等状况，都不会影响汽车传感器在车用机电一体化系统中发挥的作用。在现代汽车制造生产中，只要传感器技术能够在实现自动化和控制制造成本的基础上，就可以实现大批量生产。不仅如此，传感器技术在汽车机电一体化系统应用中，可以实现对汽车安全管理系统进一步改善及优化，使汽车行驶安全性得以大大提升。从当代汽车安全管理系统全局发展来看，涵盖压力传感器和加速度传感器是现代汽车制造的核心装置，根据现代汽车侧边撞击速度的相关检测数据可以看出，相比加速度传感器的运行效率，压力传感器的运行效率更高，能够将数据误差控制在最小范围内，单凭这一优势实现在汽车制造生产领域的广泛应用价值，不仅可以大大提高驾驶人员在汽车驾驶过程中的人身安全，而且还能进一步加强汽车安全管理系统运行稳定性和可靠性。由此可见，将传感器技术应用在汽车机电一体化系统中，可以助力汽车制造产业的改革，为现代汽车制造产业带来新的发展契机，从而促进汽车制造产业向前一步的发展。在汽车机电一体化系统中应用传感器技术，在实现整体功能多样化的同时，更进一步提升了汽车行驶过程中的安全性，因此，加强传感器技术在现代汽车制造领域应用价值的研究，是促进我国现代汽车行业稳定可持续性发展的重要内容。

2 传感器在工业机器人中的应用

随着我国科技智能化的发展，工业机器人随之诞生，并在我国工业领域取得了显著的成效，工业机器人之所以能够在工业生产领域中得以广泛应用，是因为在工作的过程中，工业机器人能够准确无误地完成作业任务，这时就不得不提传感器技术在其中的应用价值。将传感器安装在工业机器人身上，可以通过传感器感受机器人自身的状态，包括自身位置、速度、位移等信息状况，同时工业机器人还可以通过自身的传感器对操作对象和周围工作环境进行清晰的感知。在实际工作的过程中，工业机器人通过自身内部传感装置获取相关反馈信息，准确无误地完成各项工作任务。不仅如此，在工业机器人每一个关节部位上都有安装各种形式的传感器，包括微动开关、光电开关等，这些传感器的作用主要用于帮助机器人进行零位和极限位置的检测，其中零位检测是确保工业机器人重复定位的精确度及行驶轨迹的精确度；极限位置检测是在工业机器人操作的过程中，起到对其安全保护的作用[2]。不仅如此，在工业机器人的关节部位还装有位移传感器，在机器人移动的过程中，这种传感器可以对机器人的方位和位置移动起到控制的作用。同时在机器人的手腕部位和抓手部位都有安装触觉传感器，可使机器人通过触觉传感器对操作对象的位置进行精准的定位，然后在利用手抓传感器使机器人能够准确地抓住对象物体。由此可见，传感器技术在工业机器人制造当中起着不可或缺的关键性作用，大大提高了企业生产效率的同时，更是推动了企业生产线智能化的发展与进步[3]。

3 传感器技术在机械加工中的应用

机械加工对各项工作环节都有着超高的要求，因此，在加工的过程中，需要将加工中的每一项工作环节都做安全检测，提高机械加工的质量，以便达到各项工作的加工标准。在加工机械零部件之前，工作人员需要利用当前的自动化机械加工检测设备对加工的零部件进行自动化检测，比如自动判断加工胚件的夹持方位，根据检测数据对加工胚件的实际夹持位置进行合理调整，同时还要确定加工胚件上床后的装夹变形和夹紧力等各项参数，以便满足加工过程中的各项操作条件，检测结果的精准性对后期机械加工是否顺利开展起到关键性作用[4]。而在此过程中，传感器技术在机械设备机电一体化系统中起到了重要的作用，可以确保检测结果的科学性和精确性；在机械零部件加工的过程中，通过传感器技术在机械设备机电一体化系统中的实际应用，实现自动检测和调整加工过程中的速度、温度、振动、切削扭矩等加工环节，使加工条件始终保持在良好的运行状态中，同时通过传感器技术，还可以合理控制机械加工环节中切削的力度、切削状态、切削接触面等，优化加工环节中切削的过程，减少材料的切除率，将机械加工成本控制在最小值范围内，从而达到了优化加工流程、提高机械加工过程中稳定性的理想机械加工效果；在机械零部件加工完成之后，还可以通过传感器技术的在机电一体化系统中的应用，对加工零部件的形状、尺寸、位置公差等各项数据进行测量，以便使加工零部件的质量符合设计制造标准。由此可见，在机械设备机电一体化系统中应用传感器技术，在机械加工零部件的过程中，可以确保机械加工过程动态稳定性的基础上，还可以实现对床身有关部位的振动、阻抗参数等数据的控制，弥补机床加工薄弱环节的不足之处，从而强化加工过程中的精准度。

4 传感器技术在数控机床上的应用

在数控机床运行的过程中，通过采用数字信号对加工过程进行精准的控制，运用传感器技术对机床刀具和工件之间的运动进行数字化控制，从而使各项加工指标都能达到零件加工规定的质量标准，包括工件加工的尺寸、精准度等。在数控机床机电一体化系统中常用的传感器有光电编码器、电流传感器、感应同步器、温度传感器等，通过对这些传感器的运用，可以使数控机床对工件检测位置、加工速度、温度等各项数据进行科学的控制。在数控机床实际运行的过程中，由于传动轴容易受外界因素的影响发生传动过位的状况，对数控机床正常运行造成一定的阻碍，而传感器可以彻底解决这一问题，通过在数控机床中应用传感器技术，可以对刀具的运动、温度、工件的位置等数据进行实时监测，一旦发现数控机床在生产过程中存在问题，可以帮助工作人员及时采取补救措施将加工环节进行调整，降低数控机床生产过程中发生故障的概率，充分发挥传感器在其中的监测作用。由此可见，传感器技术在数控机床机电一体化系统中的应用，不仅使人工检测效率低下的问题得以解决，而且还能有效增强机械加工零件的精确度，进一步推动机械制造行业的发展与进步。

5 结束语

综上所述，传感器技术在机电一体化系统中的应用，不仅解决了人工工作效率低下的问题，而且还能有效提高机械生产制造的质量。随着我国科技水平不断的提高，传感器技术的发展不再仅限于汽车行业、机械加工行业、智能机器人及数控机床等领域，更是凭借其独特的技术优势在医疗、探险等领域取得了显著的成果，进一步推动我国机电一体化系统的发展。