机电自动化中传感器技术的应用

臧鸿志

摘 要：改革开放以来，我国各行各业都取得了飞速的发展，尤其是随着科技水平的不断提高，机电自动化中传感器技术也开始应用到了企业以及国家重型机器的生产过程中，尤其是对于一些制造业而言，更是关系到其今后在市场经济中的核心竞争力。由此可见，实现机电自动化的同时，加强对于传感器技术的应用显得尤为必要和迫切，为此还被列入到了中国制造2025的行动纲领之中。鉴于其重要性不言而喻，为此，主要就机电自动化中传感器技术的应用这一主题进行浅析。

关键词：改革开放；机电自动化；传感器技术应用

中图分类号：TB

文献标识码：A

doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2017.20.101

1 传感器技术的基本概念

如果按照我国国家标准，传感器应该是一种：“能够感受到被测量，并且可以按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或者是装置”。作为获取信息的一种重要手段，它还和通信技术以及计算机技术共同构成了当下信息技术的三大支柱。从目前看，关于传感器技术的运用，早已渗透到工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护等领域，并且对我国的经济发展，社会进步做出了巨大的贡献。

2 机电自动化中传感器技术的应用现状

2.1 机电自动化程度过低

现如今，很多的发达国家在现代机械行业技术的运用方式上，都已经达到技术智能化和自动化的水平了，并且也在机械行业中取得了突出的成效。其中最具有代表性的就是车联网技术的运用。

最早的车联网产品，主要用于安防服务，例如通用的OnStar、福特的SYNC等，在互联网发展影响下，随着购车人群的年轻化，车联网的存在不仅增加了汽车的安防功能，还满足了年轻人对于信息娱乐功能的需求，甚至还可以通过加强车辆与周围环境的互动，让车辆的出行更加安全、便利、高效。然而对于我国很多机械企业而言，单机自动化、刚性自动化等技术都还停留在初级的阶段。总之，现代机械行业机电自动化技术已经不再适应时代的发展需求了，因此必须要对此现状进行改变。

2.2 传感器技术水平过于落后

纵观国外发达国家的机械行业发展，在机电自动化技术上的应用上可谓是做到了精益求精，尤其是传感器技术更是得到了广泛的应用。但是我国的一些现代机械行业中，机电自动化中的传感器技术不仅没有引起高度的重视，而且还缺乏严格的系统管理。

一辆国内普通家用轿车上大约安装了近百个传感器，而豪华轿车上的传感器数量多达200只，主要在于传感器是汽车电子控制系统的关键部件，因此也更加受到豪华汽车生产商的高度重视。

3 机电自动化中传感器技术应用存在的问题

3.1 现代机电自动化中传感器技术不够精密化

目前，我国在现代机械行业的机电自动化技术应用中最大的问题，就是传感器技术的精密程度有待提高。

所谓精密技术，一般是以纳米技术、微细加工为代表的一系列超精密加工的技术手段。现阶段，部分大型企业所使用的传感器技术已经进入到微型机械电子技术与微型机器人发展的时代中，并不断朝着小、精、简的方向迅速发展，但是此技术的应用范围和强度还没有得到广泛的普及。与此同时，精密技术也越来越得到了消费者的青睐，以至于很多大型的家用电器和电子产品，从外形到细节都要在技术上进行不断的优化，这其实也反映出了人们也在不断追求着更加精细的生活方式。可见，在未来的一段时间内，小、精、简的传感技术发展趋势将成为我国机械行业机电自动化发展的主流趋势，因此，不断提高机电自动化中传感器技术的精密化程度显得尤为重要。

3.2 现代机电自动化中传感器技术不够清洁化

自从可持续发展这一理念提出之后，节约资源就成了社会各界都在广泛热议的一个话题，尤其是机械行业，为了改变不够清洁化的问题，随着机电自动化中传感器技术的运用，也开始纷纷加入到了节约资源的队伍当中。其中，干式加工技术就是其中比较具有代表性的。

干式加工技术，一般是被应用到干磨削以及干切削工作之中。和大量使用切削液相比，这种技术不仅能够有效的降低生产成本，而且还能有效地保护环境质量。

传统的磨削技术加工会造成大量的油气和烟雾，而这在一定程度上也使得环境受到了严重的威胁，但是干磨削方式，主要是借助热交换器进而实现对空气进行冷却压缩，所以等到空气的温度降低以后，只需要在磨削部位喷洒适量的氮气，就可以有效减少压缩空气中所产生的热量，总体而言，有效地弥补了传统磨削加工的不足之处。

至于干式加工技术，作为当下被广泛使用到的一种机械加工技术，不仅能有效缩短加工时间，而且也相应提高了工作效率。比如，在对丝杠进行加工的时候，通常就是先对螺纹进行加工，然后再进行淬硬等相关工序的处理，最后才是做好精磨工作的处理。总之，干式加工技术在节约资源型机械行业机电自动化传感器中的运用还是比较频繁的。

3.3 现代机电自动传感器技术不够虚拟化

在机械行业机电自动化中，虚拟化开始成了传感器技术应用的一大特征。它不仅可以大大降低产品在生产过程中的经济风险，同时也能加快企业产品的研发和生产速度。针对当前传感器技术应用还不夠虚拟化的问题，需要引起高度重视。

计算机仿真，一直以来都是机器运作实现虚拟化的核心要素，只有充分利用仿真软件，才可能模拟出相对真实的系统，进而保证企业产品设计以及相关工艺变得更加合理性，同时也能及时的发现产品制造中可能存在的一系列问题。总之，虚拟化将会是未来机械行业机电自动化中传感器技术发展的主要趋势，并且还具有优化生产工艺、提高产品质量、降低成本等作用。

3.4 现代机电自动化中传感器技术之智能化

促使传感器技术更加智能化，既能有效缩短机械制造行业的加工周期，同时也能有效提高其加工的速度。比如，冷加工工艺，为了确保其自动化，主要就可以采用以下三个办法：endprint

首先是多重加工，即意味着加工中心等设备集各种加工方式于一体，并完全通过计算机尽进行控制，以此有效实现各种切削的加工过程，而这样也能在很大程度上减少机械的辅助时间以及产品的加工周期。

其次是提高切削速度。由于切削工作难以凭借人力完成，因此必须要借用TIC硬质合金刀具、涂层刀具等高性能的智能刀具，才能在最大程度上有效提高切削速度。

最后很重要的一点是运用新的加工工艺。例如，利用电火花、激光等精密技术加进行制造加工；而对那些性能比较特殊、加工难度比较大的材料，则需要在特定的背景或者环境下，适当采用新的工艺技术，比如在加温或震动中进行切削。

4 机电自动化中传感器技术应用的发展方向

4.1 传感器技术在机械加工过程中的应用

传感器技术应用虽然还不够成熟，但是却在机械加工过程中发挥着极其重要的作用。通过研究调查发现，传感器技术几乎运用到了机械加工行业的所有环节。比如：在加工产片之前，为了保障整个加工过程的有效性，首先需要对加工设备进行自动化的检测；而在加工过程中，则可以借助相应的传感器技术，对切削力加工条件进行实时的监测，进而才能保证整个加工过程顺利进行。又或者在机械加工工序结束之后，除了对加工的机械产品进行自动化检测，还可以使用传感器技术对机械产品的平面度以及相关参数进行检测，而这样也能在最大程度上确保机械产品的加工质量。

4.2 传感器技术在汽车领域中的应用

传感器技术除了在机械行业发挥一定的作用外，同样也对汽车行业产生了十分重要的影响。尤其是随着汽车生产制造领域的不断发展，汽车生产过程中也开始广泛应用传感器技术。

在很多汽车装置中，比较有代表性的传感器技术运用就是驱动防滑装置。总体而言，汽车生产使用了传感器技术之后，呈现出两方面的特性：

一是适应性能强。由于汽车在实际的行驶过程中，经常会遇到恶劣的户外环境，因此，汽车传感器的使用必须要具备很强的环境适应能力，比如：耐高温、耐高压等性能就尤为必要。

二是抗干扰性能强。研究发现，在汽车发动机舱中，普遍安装了传感器。主要是因为汽车发动机在启动时，往往会产生高温高压，但是应用传感器技术之后，则能够有效抵抗高温高压的产生，同时还能避免汽车在路面的行驶过程中产生较大的振荡。

4.3 传感器技术在数控机床领域中的具体运用

传感器技术在数控机床领域有着较为广泛的应用。主要表现为：通过采集刀具移动轨迹等信息，从而将其转化为科学的数字信号，并技术输入到数控系统中，当这些信息经过编码运算之后，系统也就会自动的发出指令。

实际上，在数控机床中，红外传感器、感应同步器等是比较常见的，这些传感器的主要功能就是对刀具及工件的位置等加工参数进行监测，这样不仅能够及时地帮助技术人员合理控制相关参数，而且还可以实现机电自动化高精度的加工。

5 结语

随着我国机械行业市场竞争不断加剧，机电自动化技术的运用不僅成了行业竞争的有力武器，同时也成了衡量国家科技发展水平的重要标志。实际上，从当前我国机械行业的发展情况可知，其中还是存在诸多的问题，因此，只有不断创新传感器技术的应用，从而使得我国的机械制造业水平也步入到世界先进行列。

参考文献

[1]李琰琰.机电技术中传感器技术的应用研究[J].无线互联科技，2014，（08）.endprint