浅析传感器技术在机电一体化中的应用（一）

综述了传感器的研究现状和发展，讨论了传感器在机电一体化系统中的应用，分析了我国传感器技术存在的一些问题和发展方向。
关键词:传感器技术；机电一体化；应用
在机电一体化系统中，传感器是系统的头部，其作用相当于系统的感觉器官。它能快速准确地获取信息，经受住恶劣环境的考验，是机电一体化系统达到高水平的保证。没有这些传感器对系统状态和信息的准确可靠的自动检测，系统的信息处理、控制和决策功能就无从谈起和实现。
一、传感器的研究现状与发展
传感器是能够感知规定的测量值，并按照一定的规则转换成可用的输出信号的器件或装置。它们主要用于检测机电一体化系统本身、操作对象和工作环境的状态，为有效控制机电一体化系统的运行提供必要的相关信息。随着人类探索领域的扩大和空，电子信息的种类日益多样，信息传递的速度日益加快，信息处理的能力日益增强，相应的信息获取——传感技术也将得到发展，传感器将无处不在。
从20世纪80年代开始，全世界掀起了一股“传感器热”。所有先进的工业国家都非常重视传感器技术和传感器的研究、开发和生产。传感技术已经成为现代科学技术的一个重要领域，传感器及其系统的生产已经成为一个重要的新兴产业。
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)开发中的重要技术之一，广泛应用于各种自动化产品中:
1。机器人传感器。
工业机器人之所以能够精确地操作，是因为它能够通过各种传感器精确地感知自身、操作对象和工作环境的状态，包括:通过内部传感器获得自身的状态信息(位置、位移、速度、加速度等。)，对操作对象和外界环境的感知是通过外部传感器实现的。这个过程非常重要，足以为机器人控制提供反馈信息。
2。加工过程中的传感检测技术。
(1)切削过程和机床运行过程的传感技术。切割过程传感检测的目的是优化切割过程中(金属)材料的生产率、制造成本或切割速率。切削过程传感检测的对象包括切削力及其变化、切削过程颤振、刀具与工件的接触、切屑状态和切削过程识别等。最重要的传感参数包括切削力、切削过程振动、切削过程声发射、切削过程电机功率等。对于机床的操作，主要的传感目标是驱动系统、轴承和旋转系统、温度监控和安全等。它的传感参数包括机床的停机时间、被加工零件的表面粗糙度和加工精度、功率、机床状态和冷却润滑剂的流量等。
(2)工件的过程感应。与工具和机床的过程监控技术相比，工件的过程监控是研究最早、应用最广的。大部分是针对工件加工的质量控制。从80年代开始，工件识别和工件安装姿态监控的要求也提上了日程。大致来说，工序识别就是识别执行的加工工序是否是加工零件(零件)所需的工序；工件识别是识别送到待加工机床上的工件或毛坯是否需要加工，同时还要求识别工件安装的姿态是否是工艺规程要求的姿态。此外，工件识别和工件安装监控也可用于感测待加工毛坯或工件的加工余量和表面缺陷。将使用或开发许多传感器来完成这些识别和监测，如基于电视或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)的检测和传感。切削和磨削是重要的材料去除过程。刀具/砂轮磨损到一定限度(按磨削钝度标准判断)或损坏(破损、崩边、烧伤、塑性变形或刀卷的总称)，使其失去切削(磨削能力或不能保证加工精度和已加工表面的完整性)时，称为刀具/砂轮失效。工业统计证明，刀具故障是造成机床停机的首要因素，由它引起的停机时间占数控机床总停机时间的1/5-1/3。此外，还可能造成设备或人身安全事故，甚至重大事故。