傳感器技術(shù)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用論文.doc

傳感器技術(shù)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用論文 傳感器技術(shù)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用論文 【摘要】傳感器技術(shù)是研究機(jī)電一體化系統(tǒng)中的信息傳遞問(wèn)題使系統(tǒng)中信息和能量的傳遞和轉(zhuǎn)換更加順暢使系統(tǒng)各部分有機(jī)地結(jié)合在一起形成完整的系統(tǒng) 傳感器技術(shù)是在機(jī)電一體化技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展而變得越來(lái)越重要傳感器技術(shù)的研究也必然促進(jìn)機(jī)電一體化的發(fā)展 【關(guān)鍵詞】傳感器;機(jī)電一體化;應(yīng)用 1.傳感器的研究現(xiàn)狀與發(fā)展 隨著人類(lèi)探知領(lǐng)域和空間的拓展電子信息種類(lèi)日益繁多信息傳遞速度日益加快信息處理能力日益增強(qiáng)相應(yīng)的信息采集傳感技術(shù)也將日益發(fā)展傳感器也將無(wú)所不在 2.傳感器在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用 2.1機(jī)器人用傳感器 工業(yè)機(jī)器人之所以能夠準(zhǔn)確操作是因?yàn)樗軌蛲ㄟ^(guò)各種傳感器來(lái)準(zhǔn)確感知自身、操作對(duì)象及作業(yè)環(huán)境的狀態(tài)包括其自身狀態(tài)信息的獲取通過(guò)內(nèi)部傳感器(位置、位移、速度、加速度等)來(lái)完成操作對(duì)象與外部環(huán)境的感知通過(guò)外部傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)過(guò)程非常重要足以為機(jī)器人控制提供反饋信息 2.2機(jī)械加工過(guò)程的傳感檢測(cè)技術(shù) (1)切削過(guò)程和機(jī)床運(yùn)行過(guò)程的傳感技術(shù) 切削過(guò)程傳感檢測(cè)的目的在于優(yōu)化切削過(guò)程的生產(chǎn)率、制造成本或(金屬)材料的切除率等 對(duì)于機(jī)床的運(yùn)行來(lái)講主要的傳感檢測(cè)目標(biāo)有驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、軸承與回轉(zhuǎn)系統(tǒng)、溫度的監(jiān)測(cè)與控制及安全性等其傳感參數(shù)有機(jī)床的故障停機(jī)時(shí)間、被加工件的表面粗糙度和加工精度、功率、機(jī)床狀態(tài)與冷卻潤(rùn)滑液的流量等 (2)工件的過(guò)程傳感 與刀具和機(jī)床的過(guò)程監(jiān)視技術(shù)相比工件的過(guò)程監(jiān)視是研究和應(yīng)用最早、最多的多數(shù)以工件加工質(zhì)量控制為目標(biāo) 20世紀(jì)80年代以來(lái)工件識(shí)別和工件安裝位姿監(jiān)視要求也提到日程上來(lái) 粗略地講工序識(shí)別是為辨識(shí)所執(zhí)行的加工工序是否是工(零)件加工要求的工序;工件識(shí)別是辨識(shí)送入機(jī)床待加工的工件或者毛坯是否是要求加工的工件或毛坯還要求辨識(shí)工件安裝的位姿是否是工藝規(guī)程要求的位姿 (3)刀具(砂輪的檢測(cè)傳感 切削與磨削過(guò)程是重要的材料切除過(guò)程 刀具與砂輪磨損到一定限度(按磨鈍標(biāo)準(zhǔn)判定)或出現(xiàn)破損(破損、崩刃、燒傷、塑變或卷刀的總稱(chēng))使它們失去切(磨削能力或無(wú)法保證加工精度和加工表面完整性時(shí)稱(chēng)為刀具/砂輪失效 工業(yè)統(tǒng)計(jì)證明刀具失效是引起機(jī)床故障停機(jī)的首要因素由其引起的停機(jī)時(shí)間占NC類(lèi)機(jī)床的總停機(jī)時(shí)間的1/51/3.此外它還可能引發(fā)設(shè)備或人身安全事故甚至是重大事故 2.3汽車(chē)自動(dòng)控制系統(tǒng)中的傳感技術(shù) 隨著傳感器技術(shù)和其它新技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)代化汽車(chē)工業(yè)進(jìn)入了全新時(shí)期 汽車(chē)的機(jī)電一體化要求用自動(dòng)控制系統(tǒng)取代純機(jī)械式控制部件這不僅體現(xiàn)在發(fā)動(dòng)機(jī)上為更全面地改善汽車(chē)性能增加人性化服務(wù)功能降低油耗減少排氣污染提高行駛安全性、可靠性、操作方便和舒適性先進(jìn)的檢測(cè)和控制技術(shù)已擴(kuò)大到汽車(chē)全身 在其所有重點(diǎn)控制系統(tǒng)中必不可少地使用曲軸位置傳感器、吸氣及冷卻水溫度傳感器、壓力傳感器、氣敏傳感器等各種傳感器 3.信息處理技術(shù) 20世紀(jì)90年代末隨著微型技術(shù)的快速發(fā)展微控制器的性能不斷提高促使微控制器技術(shù)獲得廣泛應(yīng)用并且以微控制器技術(shù)為基礎(chǔ)的分布式自動(dòng)控制系統(tǒng)在當(dāng)時(shí)是計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì) 微控制器技術(shù)系統(tǒng)具有很多優(yōu)點(diǎn)如：控制功能更明確組成更簡(jiǎn)單可靠性更高;運(yùn)行速度快;開(kāi)發(fā)、維護(hù)、擴(kuò)充方便等 AFS1000控制系統(tǒng)經(jīng)過(guò)10余年的運(yùn)行已接近衰落期但電廠出于資金原因和其他因素的限制并不能馬上更換AFS1000控制系統(tǒng) 因此需開(kāi)發(fā)此系統(tǒng)信息處理 AFS1000信息處理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)：(1)硬件的組成：利用RS232接口建立控制系統(tǒng)與信息處理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通道 其由通信部分的AFS1000控制系統(tǒng)通過(guò)RS232接口把歷史數(shù)據(jù)送到打印機(jī) 信息的處理部分：帶有PENTIUM中央處理器、20GB硬盤(pán)的PC機(jī)1部;EPSONLQ1900打印機(jī)1部 (2)軟件部分：系統(tǒng)軟件：Windows98操作系統(tǒng)、VisualFoxPro6.0數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言系統(tǒng)和ASMforWin匯編語(yǔ)言軟件等 1)信息處理軟件：信息處理軟件具有自動(dòng)糾錯(cuò)、自動(dòng)翻譯英文信息、智能打印、歷史信息數(shù)據(jù)庫(kù)管理4大功能 2)信息接收軟件：其是匯編語(yǔ)言編寫(xiě)的程序 運(yùn)行SETLOG.時(shí)接收程序常存在于內(nèi)存中 當(dāng)系統(tǒng)產(chǎn)生了中斷程序會(huì)根據(jù)中斷的類(lèi)型查找中斷向量表確定要執(zhí)行一模塊 3)自動(dòng)翻譯英文信息模塊：自動(dòng)糾錯(cuò)模塊會(huì)產(chǎn)生TEMPO.TXT文件將它輸入到數(shù)據(jù)庫(kù)AFS.DBF中 自動(dòng)翻譯英文信息根據(jù)AFS.DBF記錄會(huì)在字典庫(kù)查找與之對(duì)應(yīng)的中文信息最后把中英文信息寫(xiě)入AFA.DBF中 (3)智能打印模塊：當(dāng)出現(xiàn)“汽輪機(jī)跳閘”、“鍋爐燃料跳閘”等重要事件時(shí)系統(tǒng)會(huì)把此事件發(fā)生前8個(gè)報(bào)警及后續(xù)報(bào)警及時(shí)打印出來(lái) 這時(shí)模塊就可以提取重要的信息 遠(yuǎn)程控制技術(shù)是指管理人員在異地通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)異地?fù)芴?hào)或雙方都接入Internet等手段聯(lián)通需被控制的計(jì)算機(jī)并將被控計(jì)算機(jī)的桌面環(huán)境顯示到自己的計(jì)算機(jī)上通過(guò)本地計(jì)算機(jī)對(duì)遠(yuǎn)方計(jì)算機(jī)進(jìn)行配置、軟件安裝程序、修改等工作 隨著高科技的飛速發(fā)展機(jī)電控制技術(shù)也面臨著全新的改革 Internet網(wǎng)絡(luò)在當(dāng)今社會(huì)不僅僅是傳播信息的重要渠道也為應(yīng)用技術(shù)提供了可靠的平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制的作用 這也是機(jī)電控制系統(tǒng)向基于Internet的遠(yuǎn)程控制發(fā)展的趨勢(shì) 隨著遠(yuǎn)程控制的發(fā)展控制方式技術(shù)有3種典型的遠(yuǎn)程控制方式：保持型、完成型以及人機(jī)交互型 (1)保持型：設(shè)備根據(jù)需要自主地完成這個(gè)命令并且監(jiān)控設(shè)備只對(duì)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視只在必要時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行干預(yù) 這種模式可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程設(shè)備的無(wú)人控制主要作用在人所不及的地方 (2)完成型：遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)不對(duì)設(shè)備的具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控設(shè)備完成任務(wù)后向遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)報(bào)告 (3)人機(jī)交互型：在執(zhí)行任務(wù)時(shí)系統(tǒng)可以隨時(shí)建立連接進(jìn)行設(shè)備與人員之間的交互并且隨時(shí)在遠(yuǎn)程監(jiān)控端采集 4.我國(guó)傳感器技術(shù)發(fā)展的若干問(wèn)題及發(fā)展方向 我國(guó)傳感器的研究主要集中在專(zhuān)業(yè)研究所和大學(xué)始于20世紀(jì)80年代與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)相比我們還有較大差距主要表現(xiàn)在：(1)先進(jìn)的計(jì)算、模擬和設(shè)計(jì)方法;(2)先進(jìn)的微機(jī)械加工技術(shù)與設(shè)備;(3)先進(jìn)的封裝技術(shù)與設(shè)備;(4)可靠性技術(shù)研究等方面 必須加強(qiáng)技術(shù)研究和引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備以提高整體水平 傳感器技術(shù)今后的發(fā)展方向可有幾方面：(1)加速開(kāi)發(fā)新型敏感材料：通過(guò)微電子、光電子、生物化學(xué)、信息處理等各種學(xué)科各種新技術(shù)的互相滲透和綜合利用可望研制出一批基于新型敏感材料的先進(jìn)傳感器 (2)向高精度