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(guó)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(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，實(shí)時(shí)的反映各項(xiàng)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(duì)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(gè)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(yùn)行系統(tǒng)，以此在智能制造保證效率運(yùn)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(duì)其應(yīng)用各具其行業(yè)特點(diǎn)。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(guó)外產(chǎn)品相比還是相去甚遠(yuǎn)。期初，我國(guó)大多數(shù)智能制造設(shè)備都從國(guó)外進(jìn)口，這是非常昂貴的。后期發(fā)展中，由于國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)進(jìn)行了學(xué)習(xí)，能夠獨(dú)立生產(chǎn)，但是為了便于設(shè)備類型選擇和運(yùn)行穩(wěn)固，傳感器通常為原廠產(chǎn)品。與此同時(shí)，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?；谖锫?lián)網(wǎng)的工業(yè)應(yīng)用將帶來一個(gè)巨大的新興市場(chǎng)，而國(guó)內(nèi)制造商不能僅滿足于傳感器的生產(chǎn)本身。對(duì)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(yùn)行可以在傳感器的指導(dǎo)下將實(shí)時(shí)信息轉(zhuǎn)變成電信號(hào)。傳感器技術(shù)即使在比較困難的條件下也能良好的運(yùn)轉(zhuǎn)。由于工作溫度范圍寬泛，是因?yàn)槠噦鞲衅髂苊黠@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(yùn)行至800℃的以上。同時(shí)，它對(duì)于震動(dòng)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(yùn)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(duì)智能制造動(dòng)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(shí)際消耗成本較高，還會(huì)產(chǎn)生較多廢油，對(duì)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(dòng)化的發(fā)展要求。業(yè)內(nèi)人士建議，我國(guó)傳感器制造商應(yīng)更加注重質(zhì)量管理與控制。例如，一個(gè)力傳感器被用來檢測(cè)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(shì)。在不成熟的市場(chǎng)領(lǐng)域中，我國(guó)能事先做好功課，加以布局，能夠得到更多的發(fā)展機(jī)會(huì)。

2智能制造中對(duì)傳感器技術(shù)的創(chuàng)新運(yùn)用

2.1機(jī)械加工

制造行業(yè)中有關(guān)各個(gè)振動(dòng)部件動(dòng)態(tài)情況和機(jī)械阻抗部件的精確測(cè)量和其他參數(shù)的測(cè)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(shí)，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(shí)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(duì)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(yùn)用主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)方面，首先是對(duì)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(duì)輪廓進(jìn)行連續(xù)測(cè)量，從而獲得更準(zhǔn)確的信息，能夠有效地識(shí)別和及時(shí)確定相關(guān)工具的壽命。其次，必須及時(shí)掌握加工場(chǎng)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(cè)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(duì)更加精確的加工過程加以運(yùn)用，同時(shí)有助于降低人工的勞動(dòng)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(shí)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(gè)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(chǔ)壓器的壓力、輸出油泵的閉合、斷開信號(hào)或者油壓出現(xiàn)異常情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，并將其傳輸?shù)诫娮语@示屏，第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)問題，對(duì)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(dòng)變壓器傳感器等，不同的傳感器有不同的特點(diǎn)，電容式傳感器主要以電容器作為傳感元件，將測(cè)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(diǎn)等方面的測(cè)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(hào)輸出，一般壓阻式傳感器用來測(cè)量壓力、拉力、壓力差等；差動(dòng)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(cè)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(duì)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(yùn)用傳感器技術(shù)，通過對(duì)復(fù)雜數(shù)據(jù)的辨析，機(jī)器人可以獲取運(yùn)動(dòng)控制參數(shù)，并形成相應(yīng)的行動(dòng)指令。傳感器使機(jī)器人在制造加工中的運(yùn)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(dú)立地發(fā)出動(dòng)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(gè)類型。其中，外部傳感器能夠有效地識(shí)別機(jī)器人所處的環(huán)境及其存在的風(fēng)險(xiǎn)，能夠監(jiān)測(cè)機(jī)器人動(dòng)作的安全性，以有效防止機(jī)器人因?yàn)榧夹g(shù)問題而發(fā)生不可逆的問題。通過對(duì)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(gè)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(dòng)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(dòng)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(shí)現(xiàn)機(jī)械生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)有效監(jiān)控，對(duì)阻抗、機(jī)械震動(dòng)等方面進(jìn)行在線測(cè)量，做好多項(xiàng)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(duì)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(duì)車床車刀具體位置展開精確化測(cè)量，在刀尖位置安裝傳感器，能對(duì)實(shí)際生產(chǎn)現(xiàn)狀精確化檢測(cè)。當(dāng)鋒利度不能滿足應(yīng)用要求時(shí)，要及時(shí)更換，對(duì)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(xiàng)技術(shù)是發(fā)揮傳感器技術(shù)應(yīng)用價(jià)值，對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息集中獲取，之后轉(zhuǎn)化為規(guī)定格式，能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息高效化傳輸。傳感器技術(shù)運(yùn)用能對(duì)機(jī)器人合理控制，通過傳感器技術(shù)能有效檢測(cè)收取的數(shù)據(jù)信息，對(duì)異常數(shù)據(jù)精確化識(shí)別，判定機(jī)器人系統(tǒng)運(yùn)行故障。合理選取傳感器技術(shù)，全面掌握機(jī)器基本運(yùn)行現(xiàn)狀，將多項(xiàng)數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)秸{(diào)度中心，對(duì)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(xiàng)活動(dòng)。

3.3機(jī)電自動(dòng)化運(yùn)行報(bào)警系統(tǒng)

報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)用有重要作用，智能制造運(yùn)行中產(chǎn)生較多異常故障，報(bào)警系統(tǒng)能及時(shí)傳遞出相應(yīng)的預(yù)警信號(hào)，便于技術(shù)人員對(duì)智能制造各項(xiàng)參數(shù)合理調(diào)控，促使系統(tǒng)高效、穩(wěn)定運(yùn)行，防止誘發(fā)較多安全隱患。將傳感器技術(shù)融入到報(bào)警系統(tǒng)中，全面掌握各類機(jī)電設(shè)備運(yùn)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(cè)結(jié)果合理轉(zhuǎn)為數(shù)據(jù)信息傳遞到報(bào)警系統(tǒng)中。技術(shù)人員能采取針對(duì)性措施對(duì)各項(xiàng)異常問題集中控制，在智能制造中設(shè)定對(duì)應(yīng)的消防點(diǎn)實(shí)施監(jiān)控，針對(duì)各項(xiàng)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(yùn)行。

3.4檢測(cè)系統(tǒng)環(huán)境檢測(cè)運(yùn)行

智能制造運(yùn)行安全與環(huán)境要素之間具有較大關(guān)聯(lián)，當(dāng)運(yùn)行環(huán)境較為惡劣時(shí)，會(huì)對(duì)智能制造運(yùn)行綜合效率產(chǎn)生較大的負(fù)面影響，嚴(yán)重的還會(huì)產(chǎn)生較多的故障問題。在智能制造中靈活運(yùn)用傳感器技術(shù)，能有效分析系統(tǒng)基本運(yùn)行情況，對(duì)各項(xiàng)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(xiàng)數(shù)據(jù)信息傳遞給系統(tǒng)調(diào)度人員，能對(duì)智能制造運(yùn)行規(guī)范化調(diào)控。在環(huán)境監(jiān)測(cè)中應(yīng)用傳感器技術(shù)，消耗成本較低，操作便捷度以及測(cè)量精確性較高。相關(guān)技術(shù)人員能遠(yuǎn)離危險(xiǎn)環(huán)境展開高效化測(cè)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(duì)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(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行。

4傳感器技術(shù)在智能制造中的發(fā)展趨勢(shì)

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(duì)智能制造的發(fā)展有著很大的影響。至于信號(hào)的出處控制系統(tǒng)方面，一體化發(fā)展是個(gè)重要的發(fā)展趨勢(shì)，針對(duì)傳感器技術(shù)，人們對(duì)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(duì)傳感器的有效調(diào)節(jié)，改善生產(chǎn)活動(dòng)中的狀態(tài)，有助于減少能源消費(fèi)，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(shì)。

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(shí)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(dòng)傳感器技術(shù)更為科學(xué)、可靠、有效，提高我國(guó)智能制造產(chǎn)業(yè)的效率，推動(dòng)我國(guó)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