1、变频器培训知识 http:/关于传感器技术在机电一体化中的应用内容来源于http:/ 机 电 一 体 化 系 统 中 ,传 感 器 处 系 统 之 首 ,其 作 用 相 当 于 系 统 感 受 器 官 ,能 快 速 、 精确 地 获 取 信 息 并 能 经 受 严 酷 环 境 考 验 ,是 机 电 一 体 化 系 统 达 到 高 水 平 的 保 证 。 如 缺 少这 些 传 感 器 对 系 统 状 态 和 对 信 息 精 确 而 可 靠 的 自 动 检 测 ,系 统 的 信 息 处 理 、 控 制 决策 等 功 能 就 无 法 谈 及 和 实 现 。一 、 传 感 器 的 研 究 现 状 与
2、发 展传 感 器 是 能 感 受 规 定 的 被 测 量 并 按 一 定 规 律 转 换 成 可 用 输 出 信 号 的 器 件 或 装 置 ,主 要 用于 检 测 机 电 一 体 化 系 统 自 身 与 操 作 对 象 、 作 业 环 境 状 态 ,为 有 效 控 制 机 电 一 体 化 系统 的 运 作 提 供 必 须 的 相 关 信 息 。 随 着 人 类 探 知 领 域 和 空 间 的 拓 展 ,电 子 信 息 种 类 日益 繁 多 ,信 息 传 递 速 度 日 益 加 快 ,信 息 处 理 能 力 日 益 增 强 ,相 应 的 信 息 采 集 传 感技 术 也 将 日 益 发 展 ,
3、传 感 器 也 将 无 所 不 在 。从 20 世 纪 80 年 代 起 ,逐 步 在 世 界 范 围 内 掀 起 一 股 “传 感 器 热 ”,各 先 进 工 业 国都 极 为 重 视 传 感 技 术 和 传 感 器 研 究 、 开 发 和 生 产 。 传 感 技 术 已 成 为 重 要 的 现 代 科 技 领 域 ,传感 器 及 其 系 统 生 产 已 成 为 重 要 的 新 兴 行 业 。二 、 传 感 器 在 机 电 一 体 化 系 统 中 的 应 用传 感 器 是 左 右 机 电 一 体 化 系 统 (或 产 品 )发 展 的 重 要 技 术 之 一 ,广 泛 应 用 于 各 种自
4、动 化 产 品 之 中 :1.机 器 人 用 传 感 器 。 工 业 机 器 人 之 所 以 能 够 准 确 操 作 ,是 因 为 它 能 够 通 过 各 种 传感 器 来 准 确 感 知 自 身 、 操 作 对 象 及 作 业 环 境 的 状 态 ,包 括 :其 自 身 状 态 信 息 的 获 取 通过 内 部 传 感 器 (位 置 、 位 移 、 速 度 、 加 速 度 等 )来 完 成 ,操 作 对 象 与 外 部 环 境 的 感 知 通过 外 部 传 感 器 来 实 现 ,这 个 过 程 非 常 重 要 ,足 以 为 机 器 人 控 制 提 供 反 馈 信 息 。2.机 械 加 工 过
5、 程 的 传 感 检 测 技 术 。(1)切 削 过 程 和 机 床 运 行 过 程 的 传 感 技 术 。 切 削 过 程 传 感 检 测 的 目 的 在 于 优 化 切 削 过 程的 生 产 率 、 制 造 成 本 或 (金 属 )材 料 的 切 除 率 等 。 切 削 过 程 传 感 检 测 的 目 标 有 切 削 过 程的 切 削 力 及 其 变 化 、 切 削 过 程 颤 震 、 刀 具 与 工 件 的 接 触 和 切 削 时 切 屑 的 状 态 及 切 削 过 程 辨识 等 ,而 最 重 要 的 传 感 参 数 有 切 削 力 、 切 削 过 程 振 动 、 切 削 过 程 声 发
6、 射 、 切 削 过 程 电 机 的变频器培训知识 http:/功 率 等 。 对 于 机 床 的 运 行 来 讲 ,主 要 的 传 感 检 测 目 标 有 驱 动 系 统 、 轴 承 与 回 转 系 统 、 温度 的 监 测 与 控 制 及 安 全 性 等 ,其 传 感 参 数 有 机 床 的 故 障 停 机 时 间 、 被 加 工 件 的 表 面 粗 糙度 和 加 工 精 度 、 功 率 、 机 床 状 态 与 冷 却 润 滑 液 的 流 量 等 。(2)工 件 的 过 程 传 感 。 与 刀 具 和 机 床 的 过 程 监 视 技 术 相 比 ,工 件 的 过 程 监 视 是 研究 和
7、应 用 最 早 、 最 多 的 。 它 们 多 数 以 工 件 加 工 质 量 控 制 为 目 标 。 20 世 纪 80 年代 以 来 ,工 件 识 别 和 工 件 安 装 位 姿 监 视 要 求 也 提 到 日 程 上 来 。 粗 略 地 讲 ,工 序 识 别是 为 辨 识 所 执 行 的 加 工 工 序 是 否 是 工 (零 )件 加 工 要 求 的 工 序 ;工 件 识 别 是 辨 识 送 入机 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 时 还 要 求 辨 识 工 件 安装 的 位 姿 是 否 是 工 艺 规 程 要 求 的
8、位 姿 。 此 外 ,还 可 以 利 用 工 件 识 别 和 工 件 安 装 监 视 传感 待 加 工 毛 坯 或 工 件 的 加 工 裕 量 和 表 面 缺 陷 。 完 成 这 些 识 别 与 监 视 将 采 用 或 开 发 许 多 传 感器 ,如 基 于 TV 或 CCD 的 机 器 视 觉 传 感 器 、 激 光 表 面 粗 糙 度 传 感 系 统 等 。(3)刀 具 (砂 轮 的 检 测 传 感 。 切 削 与 磨 削 过 程 是 重 要 的 材 料 切 除 过 程 。 刀 具 与 砂 轮 磨 损到 一 定 限 度 (按 磨 钝 标 准 判 定 )或 出 现 破 损 (破 损 、 崩
9、刃 、 烧 伤 、 塑 变 或 卷 刀 的 总 称 ),使 它 们 失 去 切 (磨 削 能 力 或 无 法 保 证 加 工 精 度 和 加 工 表 面 完 整 性 时 ,称 为 刀 具 /砂轮 失 效 。 工 业 统 计 证 明 ,刀 具 失 效 是 引 起 机 床 故 障 停 机 的 首 要 因 素 ,由 其 引 起 的 停机 时 间 占 NC 类 机 床 的 总 停 机 时 间 的 1/5-1/3.此 外 ,它 还 可 能 引 发 设 备 或 人 身 安 全 事故 ,甚 至 是 重 大 事 故 。3.汽 车 自 动 控 制 系 统 中 的 传 感 技 术 。 随 着 传 感 器 技 术
10、和 其 它 新 技 术 的 应 用 ,现 代 化 汽 车 工 业 进 入 了 全 新 时 期 。 汽 车 的 机 电 一 体 化 要 求 用 自 动 控 制 系 统 取 代 纯 机 械 式 控制 部 件 ,这 不 仅 体 现 在 发 动 机 上 ,为 更 全 面 地 改 善 汽 车 性 能 ,增 加 人 性 化 服 务 功 能 ,降 低 油 耗 ,减 少 排 气 污 染 ,提 高 行 驶 安 全 性 、 可 靠 性 、 操 作 方 便 和 舒 适 性 ,先 进 的 检测 和 控 制 技 术 已 扩 大 到 汽 车 全 身 。 在 其 所 有 重 点 控 制 系 统 中 ,必 不 可 少 地 使
11、 用 曲 轴位 置 传 感 器 、 吸 气 及 冷 却 水 温 度 传 感 器 、 压 力 传 感 器 、 气 敏 传 感 器 等 各 种 传 感 器 。三 、 我 国 传 感 器 技 术 发 展 的 若 干 问 题 及 发 展 方 向传 感 器 技 术 是 实 现 自 动 控 制 、 自 动 调 节 的 关 键 环 节 ,也 是 机 电 一 体 化 系 统 不 可缺 少 的 关 键 技 术 之 一 ,其 水 平 高 低 在 很 大 程 度 上 影 响 和 决 定 着 系 统 的 功 能 ;其 水 平越 高 ,系 统 的 自 动 化 程 度 就 越 高 。 在 一 套 完 整 的 机 电 一
12、体 化 系 统 中 ,如 果 不 能 利 用传 感 检 测 技 术 对 被 控 对 象 的 各 项 参 数 进 行 及 时 准 确 地 检 测 出 并 转 换 成 易 于 传 送 和 处 理 的 信号 ,我 们 所 需 要 的 用 于 系统 控 制 的 信 息 就 无 法 获 得 ,进 而 使 整 个 系 统 就 无 法 正 常 有 效 的 工 作 。我 国 传 感 器 的 研 究 主 要 集 中 在 专 业 研 究 所 和 大 学 ,始 于 20 世 纪 80 年 代 ,与 国变频器培训知识 http:/外 先 进 技 术 相 比 ,我 们 还 有 较 大 差 距 ,主 要 表 现 在 :(
13、1)先 进 的 计 算 、 模 拟 和 设 计 方 法 ;(2)先 进 的 微 机 械 加 工 技 术 与 设 备 ;(3)先 进 的 封 装 技 术 与 设 备 ;(4)可 靠 性 技 术 研 究 等 方 面 。因 此 ,必 须 加 强 技 术 研 究 和 引 进 先 进 设 备 ,以 提 高 整 体 水 平 。 传 感 器 技 术 今 后 的 发 展 方向 可 有 几 方 面 :1.加 速 开 发 新 型 敏 感 材 料 :通 过 微 电 子 、 光 电 子 、 生 物 化 学 、 信 息 处 理 等 各 种 学 科 ,各 种 新 技 术 的 互 相 渗 透 和 综 合 利 用 ,可 望
14、研 制 出 一 批 基 于 新 型 敏 感 材 料 的 先 进 传 感 器 。2.向 高 精 度 发 展 :研 制 出 灵 敏 度 高 、 精 确 度 高 、 响 应 速 度 快 、 互 换 性 好 的 新 型 传 感 器以 确 保 生 产 自 动 化 的 可 靠 性 。3.向 微 型 化 发 展 :通 过 发 展 新 的 材 料 及 加 工 技 术 实 现 传 感 器 微 型 化 将 是 近 十 年 研 究 的热 点 。4.向 微 功 耗 及 无 源 化 发 展 :传 感 器 一 般 都 是 非 电 量 向 电 量 的 转 化 ,工 作 时 离 不 开电 源 ,开 发 微 功 耗 的 传 感 器 及 无 源 传 感 器 是 必 然 的 发 展 方 向 。5.向 智 能 化 数 字 化 发 展 :随 着 现 代 化 的 发 展 ,传 感 器 的 功 能 已 突 破 传 统 的 功 能 ,其输 出 不 再 是 一 个 单 一 的 模 拟 信 号 (如 0-10mV),而 是 经 过 微 电 脑 处 理 好 后 的 数 字 信 号 ,有 点 甚 至 带 有 控 制 功 能 ,即 智 能 传 感 器 。
