摘要:隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展,機電一體化生產(chǎn)技術(shù),得到了廣泛的應(yīng)用。但是,對于很多未接觸該技術(shù)系統(tǒng)的人,或會認為機電一體化,僅是一種技術(shù)模式。因此,本文從理論層面出發(fā),深刻剖析機電一體化構(gòu)成中,傳感器和檢測技術(shù)的應(yīng)用。希望能夠幫助相關(guān)工作者,更加客觀的認識機電一體化,同時也對傳感器和檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢有所掌握。進而在生產(chǎn)領(lǐng)域獲得更多發(fā)展機遇。
關(guān)鍵詞:機電一體化;傳感器;檢測技術(shù)
中圖分類號:TH-39 文獻識別碼:A 文章編號:1001-828X(2016)012-000-01
機電一體化是一種整合型技術(shù),需要很多環(huán)節(jié)組成。意味著在微電子、傳感器等技術(shù)發(fā)展同時,機電一體化也能夠獲得長足進步。而在具體分析機電一體化關(guān)鍵技術(shù)前,應(yīng)首先明確其組成結(jié)構(gòu),以消除一些人的誤區(qū)。機電一體化是指將不同重要機電工作環(huán)節(jié)整合,以微型處理器和主機為操控中心,有序協(xié)調(diào)各環(huán)節(jié)工作。因此,其很多情況下會被稱為機電一體化系統(tǒng),由此完善的覆蓋相關(guān)理念。但是,并不能由此忽視其他環(huán)節(jié)重要性。如開發(fā)者創(chuàng)造出完美控制中樞,在傳感器無法傳輸情況下,仍舊無法幫助生產(chǎn)者提升效率。
一、傳感器是機電一體化系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)
1.傳感器在測量模塊的應(yīng)用
傳感器是一種檢測裝置名稱,也是當前數(shù)字化管理中,最常使用的傳輸、存儲、處理、記錄設(shè)備。在機電一體化系統(tǒng),傳感器便是控制中樞與各環(huán)節(jié)橋梁,主要實現(xiàn)兩方面工作:第一,執(zhí)行控制中樞請求指令。傳感器在接收指令后,將其轉(zhuǎn)化為非傳輸數(shù)據(jù)語言,進行分析和內(nèi)容調(diào)配,再將結(jié)果轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)據(jù)傳輸模式,傳輸?shù)剿涞沫h(huán)節(jié);第二,負責(zé)將環(huán)節(jié)動態(tài)傳遞給控制中樞,以保證各環(huán)節(jié)有序進行。而在傳輸前傳感器需要接受信息,并根據(jù)SNMP協(xié)議進行處理、轉(zhuǎn)化。由此可以發(fā)現(xiàn),傳感器本身便是由復(fù)雜結(jié)構(gòu)所構(gòu)成的電子器械。其中主要包括檢測、傳輸和處理三個大層面,每個層面還會根據(jù)工作需求,配置不同元件。也可以從另一個方面來理解,將傳感器比喻為人的頭部,“大腦”負責(zé)處理數(shù)據(jù),“眼睛”、“鼻子”、“耳朵”負責(zé)收集數(shù)據(jù),“嘴”負責(zé)將數(shù)據(jù)傳輸出去,進而由人的“大腦”實現(xiàn)對其他人的支配或匯報。
2.傳感器的種類
傳感器種類的劃分,主要根據(jù)功能差異性實現(xiàn)。機電一體化應(yīng)用環(huán)境不同,需求操作的環(huán)節(jié)不同,均會對傳感器的功能造成影響。不過,在管理需求下,必須對傳感器分類,以避免一些問題的發(fā)生。根據(jù)其工作環(huán)境,可大體分為兩個寬泛層面:第一,基于內(nèi)部管理的傳感器。傳感器的工作內(nèi)容中,部分包括對內(nèi)部管理,例如檢測、收集信息等。同時,雖然任何類型傳感器都會有數(shù)據(jù)處理能力。但是,針對內(nèi)部數(shù)據(jù)處理和轉(zhuǎn)化的算法,較比于接收轉(zhuǎn)化有這一定差異。因此,內(nèi)部數(shù)據(jù)處理傳感器,也應(yīng)列入到此類中;第二,基于外部環(huán)境的傳感器。顧名思義,主要工作是針對接收數(shù)據(jù)信息??梢詫⒋祟悅鞲衅骼斫鉃榭刂浦袠械摹皥?zhí)行者”,用于獲取控制中樞指令,并轉(zhuǎn)化為工作環(huán)節(jié)可控指令。而除了從工作環(huán)境上進行分類,也可通過接觸形式分類,例如觸碰式、壓覺、溫覺、聲覺等。
二、機電一體化中傳感器與檢測技術(shù)的運用
從上文敘述可以得知,機電一體化系統(tǒng)主要工作內(nèi)容,在于設(shè)置指令、傳輸指令和完成指令三個方面。其中,傳感器便是負責(zé)傳輸指令的唯一環(huán)節(jié)。不過,機電一體化仍舊存在局限性,會因為特殊形式或環(huán)境出現(xiàn),導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯栴}。因此,筆者選擇幾點較具代表意義領(lǐng)域,試談傳感器與檢測技術(shù)的運用。
1.有“感覺”的機器人
機電一體化發(fā)展過程中,出現(xiàn)了不同傾向。一些工業(yè)領(lǐng)域逐漸采取標準化作業(yè),對于可控管理系統(tǒng)需求開始降低,轉(zhuǎn)而將投入更多放在智能化、自動化生產(chǎn)領(lǐng)域上。例如工業(yè)機械人生產(chǎn)技術(shù),便是在機電一體化基礎(chǔ)上,所創(chuàng)造的新型生產(chǎn)技術(shù)。其主要特性在于規(guī)律性、高精度工作方式,可以更有效提升工業(yè)生產(chǎn)效率。不過,該工作方式無疑對傳感器提出更高要求。適合的傳感器,必須準確的控制機器人各個部位,其中包括關(guān)節(jié)移動,力量控制等方面,只有傳感器傳達數(shù)據(jù)保證準確性、高效性,才能夠讓機器人實現(xiàn)理想工作狀態(tài)。對此,必須采用接觸式傳感器,以確保不會出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失狀況,例如壓覺傳感器等。
2.傳感器在自動化機床的應(yīng)用
自動化機床也是機電一體化的衍生領(lǐng)域。其特性在于完全自動化的操作所有生產(chǎn)內(nèi)容。然而,自動化控制則需要傳感器,將準確工作指令,按照規(guī)范邏輯和實效,傳達各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)。若出現(xiàn)問題,便需要人工調(diào)節(jié),才能夠持續(xù)生產(chǎn)。舉例來看,較為著名的CNC機床,便是借助傳感器檢測控制,減少人工生產(chǎn)控制需求,極大節(jié)約人力成本,同時也使生產(chǎn)效率有了顯著提升;再如,切割工業(yè)領(lǐng)域,特別是采用金剛石切割機床,必須要借助傳感器準確傳達切割角度、壓力等數(shù)值,進而確保切割成果達成預(yù)期。
3.傳感器的擴大滲透
隨著傳感器的發(fā)展,其檢測技術(shù)將不僅應(yīng)用在機電一體化生產(chǎn)領(lǐng)域。從現(xiàn)狀來看,很多工業(yè)產(chǎn)品已然達到了“對傳感器產(chǎn)生需求”的水準,例如近年來Apple、Google等企業(yè)研發(fā)的無人駕駛汽車,必須依靠精準傳感器才能夠?qū)崿F(xiàn)。而在傳統(tǒng)汽車領(lǐng)域,傳感器對于駕駛便捷性以及安全性,也會產(chǎn)生較大促進作用。
三、總結(jié)
本文主要為透過機電一體化系統(tǒng),對傳感器功能、變化、發(fā)展及未來需求,進行一定程度的闡述。進而有效的幫助讀者,客觀認識機電一體化組成,以及傳感器在工業(yè)生產(chǎn)中所實現(xiàn)的作用。因此,也希望本文研究,能夠為應(yīng)用領(lǐng)和研發(fā)領(lǐng)域,提供一些思路啟發(fā)。
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作者簡介:起紅忠(1993-),男,彝族,云南楚雄人,本科,研究方向:機械設(shè)計制造及其自動化(機電一體化方向)。