淺談傳感檢測技術(shù)在機械制造業(yè)中的應(yīng)用

1、淺談傳感檢測技術(shù)在機械制造業(yè)中的應(yīng)用班級： 學號： 姓名： 隨著機械制造業(yè)在我國的迅速發(fā)展，誕生了許許多多的機械設(shè)備，用于不同的領(lǐng)域生產(chǎn)中，在不同的領(lǐng)域中，不同的機械設(shè)備都有不同的功能。這些機械設(shè)備能幫人們完成人們無法完成的任務(wù)，并使生產(chǎn)任務(wù)更加快速，甚至能實現(xiàn)全自動化生產(chǎn)制造。其中自動化制造中應(yīng)用最多的是機械手，以下我就以機械手為例，談?wù)剛鞲袡z測技術(shù)在機械自動化制造業(yè)中的應(yīng)用。機械手能模仿人手和臂的某些動作功能，用以按固定程序抓取、搬運物件或操作工具的自動操作裝置。機械手是最早出現(xiàn)的工業(yè)機器人，也是最早出現(xiàn)的現(xiàn)代機器人，廣泛應(yīng)用于機械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。機械手經(jīng)過誕生、成長

2、、成熟后，已成為自動化裝備中不可缺少的核心部分，現(xiàn)代化加工車間常配有機械手以提高生產(chǎn)效率，不僅可以將人從繁重、重復的工作中解放出來，而且可以代替人在惡劣的環(huán)境下進行操作。機械手的技術(shù)創(chuàng)新和廣泛應(yīng)用，大大提高了生產(chǎn)力，其帶來的經(jīng)濟效益顯而易見。傳感檢測技術(shù)是實現(xiàn)信息感受、檢測變換和傳輸?shù)囊环N技術(shù)，而其又廣泛應(yīng)用于機械手中。1、 傳感檢測技術(shù)的地位和作用“春江水暖鴨先知”這句詩中蘊含著傳感檢測技術(shù)，江水溫度的上升被壓著感知察覺，鴨子實際上充當了傳感器的角色。傳感檢測技術(shù)就是利用傳感器把被檢測物件的編花籃測定出來，反饋給控制設(shè)備修正。傳感檢測技術(shù)是實現(xiàn)自動化控制、自動調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其水平高低在很大

3、程度上影響和決定著系統(tǒng)功能。它是自動化及相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)基礎(chǔ)，不管是在工程技術(shù)還是在基礎(chǔ)學科中都具有獨特而重要的作用和地位。從上面的自動控制系統(tǒng)框圖中可以看到，如果沒有傳感檢測部分，系統(tǒng)講成為開環(huán)系統(tǒng)，當無法預計的擾動因素使輸出量產(chǎn)生的偏差超過允許限度時，系統(tǒng)便無法滿足技術(shù)要求，只要用檢測元件將輸出量反饋回去作用于控制部分，系統(tǒng)才能自動進行補償，如果不能對被控制對象的參數(shù)進行即時準確的檢測并轉(zhuǎn)換成易于處理的信號，那么，就無法準確控制整個系統(tǒng)。傳感檢測部分就如同機械手的感覺器官，沒有它，機械手無法實現(xiàn)準確定位、動作。整個系統(tǒng)講陷入癱瘓。而先進的傳感檢測系統(tǒng)能夠快速、準確的捕捉信息，不失真的進行信號

4、的檢測、轉(zhuǎn)換，并且能夠經(jīng)受環(huán)境的考驗，其精確度不隨溫度定、濕度、光照、輻射等極端因素的影響。這是系統(tǒng)進行信號處理、控制決策的前提。由此可見，傳感檢測技術(shù)是機械手系統(tǒng)的重要組成部分，直接決定于機械手的靈敏性、準確性和穩(wěn)定性。2、 傳感檢測技術(shù)的發(fā)展早期由于敏感技術(shù)的落后，主要是直接機械量輸出或電參量輸出的機械型傳感器。隨著微電子加工技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生了固態(tài)敏感元件。利用材料的不同特性和物理量、化學效應(yīng)，制成了敏感元件傳感器。纖維光學的飛速發(fā)展，隨后也使光纖進入傳感檢測領(lǐng)域。現(xiàn)在，生物傳感器成為傳感器發(fā)展的一個新方向，是集現(xiàn)代生物技術(shù)與先進電子技術(shù)于一體的高科技產(chǎn)品。傳感檢測技術(shù)的發(fā)展，無疑也使機械

5、手得到了升級換代。傳感檢測技術(shù)用于檢測系統(tǒng)本身、操作對象和作業(yè)環(huán)境的狀態(tài)，為有效控制系統(tǒng)的運行提供了必須的相關(guān)信息。隨著熄燈號程度的進一步加強，傳感檢測技術(shù)已滲透到軍事、醫(yī)療、環(huán)保、能源、服務(wù)、娛樂等各個領(lǐng)域。3、 機械手系統(tǒng)中的傳感檢測技術(shù)如圖2所示，用于適當?shù)某绦蛘Z言來描述系統(tǒng)要完成的操作，然后機械手通過感知器的內(nèi)部傳感器檢測本身的狀態(tài)，如位置、速度、加速度等，實現(xiàn)本身與環(huán)境信息（距離、溫度、力等）的交互，環(huán)境信息則由外部傳感器檢測，接著，控制器選擇相應(yīng)的環(huán)境模式指揮機械手完成任務(wù)。傳感器為機械手的動作提供了反饋信息。機械手可以堪稱是最簡單的機器人，它也是具有機器人的一些特點和功能，衡量機

6、器人是否具備只能成分的標準之一就是感知，感知自身和外部的信息，既而采取相應(yīng)對策，可見傳感檢測技術(shù)是機器人感知系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分。在機械手系統(tǒng)中，一般可以安裝光電開光、限位開關(guān)、電位器等保障機械手位移的幅度；測速發(fā)電機測量機械手的運動速度；加速度傳感器安裝在機械手的關(guān)節(jié)部位，用于檢測控制各關(guān)節(jié)的加速度；安裝在手指關(guān)節(jié)的握力傳感器和安裝在手爪于手臂連接處的腕力傳感器，能夠有效調(diào)整手指、手臂位置，以合適的力度抓起物體；另外，各類視覺、滑覺、接近視覺傳感器也可應(yīng)用于機械手。在機械手閉環(huán)系統(tǒng)中，由于傳感檢測技術(shù)的應(yīng)用，將被控對象的相關(guān)參數(shù)通過檢測反饋給控制系統(tǒng)，大大提高了機械手的精確度。4、 多傳感器機

7、械手多傳感器機械手系統(tǒng)是基于模塊化設(shè)計思想，由機械模塊和電路模塊組成的。不同類型的傳感器可以安裝在機械手本體上，比如握力傳感器、六維腕力傳感器、CCD圖像傳感器、陣列式觸覺傳感器、接近式觸覺傳感器、紅外線接近覺傳感器等。機械手上的多個傳感器對各種信息驚醒合成，形成對外部環(huán)境的表達，其中最主要的是不同數(shù)據(jù)的檢測轉(zhuǎn)換。每種傳感器建立相應(yīng)的信息處理模塊各模塊組成一定網(wǎng)絡(luò)形式的通信系統(tǒng)，相互配合，協(xié)調(diào)工作。若采用單一的傳感器檢測，只能獲得失誤的部分信息，這種表達不能精確、完整的反映事物的特征。當然，在機械手工作環(huán)境不復雜，動作簡單精度要求不高等場合，這中方式也能夠滿足要求。5、 展望在科技迅速發(fā)展的今天，計算機與微電子技術(shù)也在高速的發(fā)展，使得傳感檢測技術(shù)也得到了高速的發(fā)展，傳感檢測技術(shù)已在獲取信息、監(jiān)控檢測方面發(fā)揮了重要作用，其種類的增多和性能的更加完善，使其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大，融入我們的生活，