傳感器技術(shù)下智能制造過程效率探究

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摘要：隨著我國制造業(yè)的發(fā)展，傳感器技術(shù)越來越多的應(yīng)用于制造業(yè)中。傳感器能夠?qū)⒒瘜W(xué)量、物理量和電量轉(zhuǎn)化為計算機(jī)能夠識別的數(shù)字信號，實時的反映各項參數(shù)。當(dāng)今的制造業(yè)越來越依賴傳感器技術(shù)，傳感器能在智能制造過程中提升工作效率。本文通過分析傳感器技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用，希望能對傳感器技術(shù)在智能制造的發(fā)展中有些許作用。

關(guān)鍵詞：傳感器技術(shù)；智能制造；效率提升

0引言

目前，各種各樣的傳感器已經(jīng)融入了我們生活的各個面面，每秒能夠收集大量的數(shù)據(jù)，并形成了智能物聯(lián)網(wǎng)的基本要素。作為所有智能設(shè)備的感官，傳感器收集物理信息，主要包括濕度、溫度、壓力等多的感知。在智能制造過程中高效化應(yīng)用傳感器技術(shù)，它可以更加有效地保證穩(wěn)定運行系統(tǒng)，以此在智能制造保證效率運行的有效性。

1傳感器技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用概述

在智能制造傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域，不同行業(yè)之間對其應(yīng)用各具其行業(yè)特點。在石化等制造業(yè)中，新型高端工業(yè)傳感器的應(yīng)用相較而言不多，但在高端制造業(yè)，傳感器的本土化率仍然很低。智能制造所需的某些特殊部件，如高溫高壓傳感器，其可靠性和穩(wěn)定性與國外產(chǎn)品相比還是相去甚遠(yuǎn)。期初，我國大多數(shù)智能制造設(shè)備都從國外進(jìn)口，這是非常昂貴的。后期發(fā)展中，由于國內(nèi)相關(guān)企業(yè)進(jìn)行了學(xué)習(xí)，能夠獨立生產(chǎn)，但是為了便于設(shè)備類型選擇和運行穩(wěn)固，傳感器通常為原廠產(chǎn)品。與此同時，智能制造利用MEMS技術(shù)定義了的工業(yè)物聯(lián)的新領(lǐng)域。基于物聯(lián)網(wǎng)的工業(yè)應(yīng)用將帶來一個巨大的新興市場，而國內(nèi)制造商不能僅滿足于傳感器的生產(chǎn)本身。對于硬件來說，工業(yè)傳感器在硬件等方面的應(yīng)用也很重要。目前，以工業(yè)生態(tài)為導(dǎo)向的總體規(guī)劃具有很強(qiáng)的操作性?，F(xiàn)階段，傳感器技術(shù)在內(nèi)燃機(jī)控制中的應(yīng)用也十分重要，內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的運行可以在傳感器的指導(dǎo)下將實時信息轉(zhuǎn)變成電信號。傳感器技術(shù)即使在比較困難的條件下也能良好的運轉(zhuǎn)。由于工作溫度范圍寬泛，是因為汽車傳感器能明顯的抗高溫，我們以表面?zhèn)鞲衅鳛槔?，它可以承受超過100℃的溫度，而至于尾氣傳感器，它可以運行至800℃的以上。同時，它對于震動和打擊具有很強(qiáng)的抵抗力，因此保證了傳感器在任何位置的正常工作。從智能制造傳感器技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀中看出，傳感器技術(shù)在智能制造中的運用仍有較多問題。目前傳感器技術(shù)的精細(xì)化程度有待提升，在工業(yè)化進(jìn)程快速推進(jìn)的大背景下，對智能制造動化系統(tǒng)應(yīng)用提出了更高的要求。首先，現(xiàn)階段傳感器技術(shù)發(fā)展尚處于優(yōu)化完善階段，傳感器技術(shù)精細(xì)化、整體化發(fā)展程度有待優(yōu)化。其次，技術(shù)應(yīng)用中清潔性不足，不能有效滿足綠色環(huán)保發(fā)展要求。在傳感器技術(shù)應(yīng)用中，要消耗較多切削液，實際消耗成本較高，還會產(chǎn)生較多廢油，對自然環(huán)境具有較大危害。傳感器技術(shù)智能化以及穩(wěn)定性亟需提升，以進(jìn)一步適應(yīng)機(jī)電系統(tǒng)自動化的發(fā)展要求。業(yè)內(nèi)人士建議，我國傳感器制造商應(yīng)更加注重質(zhì)量管理與控制。例如，一個力傳感器被用來檢測機(jī)器人自身力的與外部環(huán)境力之間相互作用，雖然它目前沒有得到廣泛使用，但是已成為工業(yè)發(fā)展中不可避免的趨勢。在不成熟的市場領(lǐng)域中，我國能事先做好功課，加以布局，能夠得到更多的發(fā)展機(jī)會。

2智能制造中對傳感器技術(shù)的創(chuàng)新運用

2.1機(jī)械加工

制造行業(yè)中有關(guān)各個振動部件動態(tài)情況和機(jī)械阻抗部件的精確測量和其他參數(shù)的測量等，利用傳感器技術(shù)可以使制造中的效率更加有保障，并提高其質(zhì)量，使部件工作更加可靠安全。同時，現(xiàn)有的異常條件能夠傳送給控制中心，確保相關(guān)的溝通和安全監(jiān)督順利進(jìn)行。在實際工作過程中，傳感器的控制方式可以靈活調(diào)整，以滿足企業(yè)安全監(jiān)督的工作要求，使企業(yè)能夠更加安全地進(jìn)行安全監(jiān)督工作。此外，為了確保傳感器技術(shù)始終保持其應(yīng)用的效果，相關(guān)人員有必要對傳感器進(jìn)行定期維護(hù)和調(diào)試，并制定有效的措施，來更高效的解決現(xiàn)有的問題。其中，傳感器技術(shù)在企業(yè)加工中的運用主要體現(xiàn)在以下幾點方面，首先是對加工的最終精度所進(jìn)行的響應(yīng)。為了有效地控制加工的最終精度，這是企業(yè)機(jī)械加工工作的重要組成部分，通過適當(dāng)使用掃描傳感器技術(shù)，可以高效地對輪廓進(jìn)行連續(xù)測量，從而獲得更準(zhǔn)確的信息，能夠有效地識別和及時確定相關(guān)工具的壽命。其次，必須及時掌握加工場地的現(xiàn)狀并加以分辨，利用傳感器技術(shù)來準(zhǔn)確地監(jiān)測加工過程中的相關(guān)參數(shù)，包括機(jī)器的速度和位置，把握并理解各種加工過程中的相關(guān)影響因素，并對更加精確的加工過程加以運用，同時有助于降低人工的勞動強(qiáng)度。此外，為了充分發(fā)揮傳感器技術(shù)的作用，工作人員應(yīng)實施監(jiān)控特定的加工過程，以提高加工過程的安全性。

2.2內(nèi)燃機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用

內(nèi)燃機(jī)控制系統(tǒng)主要為內(nèi)燃機(jī)組件提供相關(guān)指令，并通過電子控制單元向內(nèi)燃機(jī)組的各個組件控制命令，確保安全性、可靠性、舒適性、節(jié)能性。智能傳感器技術(shù)在內(nèi)燃機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在壓力、轉(zhuǎn)速器、車速、氣體濃度和流量等方面。壓力傳感器可以檢查出儲壓器的壓力、輸出油泵的閉合、斷開信號或者油壓出現(xiàn)異常情況，及時發(fā)現(xiàn)問題，并將其傳輸?shù)诫娮语@示屏，第一時間發(fā)現(xiàn)問題，對車子進(jìn)行檢修，確保車輛行駛安全。目前，汽車壓力傳感器主要有電容式傳感器、壓阻式傳感器、差動變壓器傳感器等，不同的傳感器有不同的特點，電容式傳感器主要以電容器作為傳感元件，將測量量轉(zhuǎn)變?yōu)槲锢砹炕蛘邫C(jī)械量轉(zhuǎn)化為電容量，主要用于位移、角度、速度、壓力、介質(zhì)特點等方面的測量；壓阻式傳感器是受到力的作用，電阻率發(fā)生變化，電路得到變化將信號輸出，一般壓阻式傳感器用來測量壓力、拉力、壓力差等；差動變壓器傳感器可以將儀器設(shè)備受到的物理量轉(zhuǎn)變?yōu)槟M量，主要用來測量電阻。轉(zhuǎn)速器傳感器、角度傳感器和車速傳感器主要用來對內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速、角度和車速進(jìn)行控制。

2.3機(jī)器人研發(fā)

運用傳感器技術(shù)，通過對復(fù)雜數(shù)據(jù)的辨析，機(jī)器人可以獲取運動控制參數(shù)，并形成相應(yīng)的行動指令。傳感器使機(jī)器人在制造加工中的運用更加智能，因此機(jī)電功能不只局限在固定的位置，只要收集到的數(shù)據(jù)被加以分析，機(jī)器人就可以獨立地發(fā)出動作指令。開發(fā)機(jī)器人的過程中使用的傳感器，有內(nèi)部傳感器和外部傳感器兩個類型。其中，外部傳感器能夠有效地識別機(jī)器人所處的環(huán)境及其存在的風(fēng)險，能夠監(jiān)測機(jī)器人動作的安全性，以有效防止機(jī)器人因為技術(shù)問題而發(fā)生不可逆的問題。通過對內(nèi)部傳感器的使用，機(jī)器人可以有效地分散執(zhí)行機(jī)器人的各個部分的指令和自己的協(xié)調(diào)指令，機(jī)器人可以提供自動功能服務(wù)。通過與外部和內(nèi)部傳感器結(jié)合的有效合作，可以擴(kuò)大機(jī)器人的自動化服務(wù)范圍，提高機(jī)器人的服務(wù)質(zhì)量。

3基于傳感器技術(shù)的智能制造效率提升

3.1調(diào)整機(jī)械生產(chǎn)異常情況

高質(zhì)量、高精度的機(jī)械設(shè)備是目前多領(lǐng)域工業(yè)化生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)，傳感器技術(shù)高效化應(yīng)用能為機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備在多狀態(tài)作業(yè)環(huán)境中提供安全保障。傳感器技術(shù)融入到機(jī)械生產(chǎn)中，能有效實現(xiàn)機(jī)械生產(chǎn)現(xiàn)場有效監(jiān)控，對阻抗、機(jī)械震動等方面進(jìn)行在線測量，做好多項異常狀態(tài)調(diào)控，促使機(jī)械生產(chǎn)穩(wěn)定性有效提升。此外，車刀刀尖性狀對工件表面以及尺寸精確性具有較大影響，多數(shù)機(jī)械生產(chǎn)質(zhì)量降低的重要原因是受到車刀刀尖性狀影響。傳感器技術(shù)在應(yīng)用中能對車床車刀具體位置展開精確化測量，在刀尖位置安裝傳感器，能對實際生產(chǎn)現(xiàn)狀精確化檢測。當(dāng)鋒利度不能滿足應(yīng)用要求時，要及時更換，對機(jī)械生產(chǎn)異常問題進(jìn)行控制，提高零部件加工質(zhì)量。

3.2降低機(jī)器人技術(shù)故障率

機(jī)器人技術(shù)屬于智能化技術(shù)，此項技術(shù)是發(fā)揮傳感器技術(shù)應(yīng)用價值，對各項數(shù)據(jù)信息集中獲取，之后轉(zhuǎn)化為規(guī)定格式，能實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息高效化傳輸。傳感器技術(shù)運用能對機(jī)器人合理控制，通過傳感器技術(shù)能有效檢測收取的數(shù)據(jù)信息，對異常數(shù)據(jù)精確化識別，判定機(jī)器人系統(tǒng)運行故障。合理選取傳感器技術(shù)，全面掌握機(jī)器基本運行現(xiàn)狀，將多項數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)秸{(diào)度中心，對數(shù)據(jù)信息合理調(diào)控，優(yōu)化技術(shù)感知能力，便于開展多項活動。

3.3機(jī)電自動化運行報警系統(tǒng)

報警系統(tǒng)應(yīng)用有重要作用，智能制造運行中產(chǎn)生較多異常故障，報警系統(tǒng)能及時傳遞出相應(yīng)的預(yù)警信號，便于技術(shù)人員對智能制造各項參數(shù)合理調(diào)控，促使系統(tǒng)高效、穩(wěn)定運行，防止誘發(fā)較多安全隱患。將傳感器技術(shù)融入到報警系統(tǒng)中，全面掌握各類機(jī)電設(shè)備運行現(xiàn)狀以及異常問題，在異常問題發(fā)生之后傳感器技術(shù)能將具體檢測結(jié)果合理轉(zhuǎn)為數(shù)據(jù)信息傳遞到報警系統(tǒng)中。技術(shù)人員能采取針對性措施對各項異常問題集中控制，在智能制造中設(shè)定對應(yīng)的消防點實施監(jiān)控，針對各項潛在問題能有效降低事故發(fā)生的概率，促使智能制造穩(wěn)定運行。

3.4檢測系統(tǒng)環(huán)境檢測運行

智能制造運行安全與環(huán)境要素之間具有較大關(guān)聯(lián)，當(dāng)運行環(huán)境較為惡劣時，會對智能制造運行綜合效率產(chǎn)生較大的負(fù)面影響，嚴(yán)重的還會產(chǎn)生較多的故障問題。在智能制造中靈活運用傳感器技術(shù)，能有效分析系統(tǒng)基本運行情況，對各項環(huán)境不穩(wěn)定因素產(chǎn)生的負(fù)面影響集中整合。將各項數(shù)據(jù)信息傳遞給系統(tǒng)調(diào)度人員，能對智能制造運行規(guī)范化調(diào)控。在環(huán)境監(jiān)測中應(yīng)用傳感器技術(shù)，消耗成本較低，操作便捷度以及測量精確性較高。相關(guān)技術(shù)人員能遠(yuǎn)離危險環(huán)境展開高效化測量，還能應(yīng)用傳感器技術(shù)獲取相應(yīng)的環(huán)境影響要素，對各類保護(hù)裝置靈活應(yīng)用，降低系統(tǒng)故障損失，加速自動化系統(tǒng)運行。

4傳感器技術(shù)在智能制造中的發(fā)展趨勢

在智能制造中，傳感器技術(shù)有非常重要的作用，傳感器技術(shù)水平對智能制造的發(fā)展有著很大的影響。至于信號的出處控制系統(tǒng)方面，一體化發(fā)展是個重要的發(fā)展趨勢，針對傳感器技術(shù)，人們對其有著更高的要求，如智能化要求、數(shù)字化要求等。此外，通過對傳感器的有效調(diào)節(jié)，改善生產(chǎn)活動中的狀態(tài)，有助于減少能源消費，并促進(jìn)生產(chǎn)系統(tǒng)功率的有效轉(zhuǎn)換。綜上所述，節(jié)能降耗、和連續(xù)電量供是傳感器技術(shù)的未來發(fā)展趨勢。

5結(jié)語

傳感器技術(shù)是一種重要的技術(shù)，有助于智能制造工作順利進(jìn)行。因此，我們必須順應(yīng)時展，高度重視傳感器技術(shù)在職能制造中的創(chuàng)新和發(fā)展，繼續(xù)創(chuàng)新和發(fā)展傳感器技術(shù)，推動傳感器技術(shù)更為科學(xué)、可靠、有效，提高我國智能制造產(chǎn)業(yè)的效率，推動我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

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作者:胡兆東 單位:南京康尼機(jī)電股份有限公司