传感技术在自动化中的应用

传感技术在自动化中的应用

姓名：张贤航

班级：12级自动化

学号：1241202012 世界由不同形态的物质组成。人类为了认识物质及事物的本质，常常需要对物质特性进行测量。自动检测技术就是为了对自然规律进行定性的了解和定量的掌握所采取的一系列的技术措施。表征物质特性或运动形式的参数很多，通常根据物质的电特征，表征物质参数可分为电量和非电量。在工程上所要测量的参数大多数为非电量，如温度、压力、流量、位移量、重量、速度等，这就促使人们用电测的方法来研究非电量，既研究用电测的方法测量非电量的仪器仪表，以及如何能正确和快速地测的非电量的技术。

自动检测技术的研究内容包括：一是研究如何正确地获得所需信息的方法；二是研究在当今电子信息时代对所需信息进行采集，转换，传输和处理的测量仪器及自动检测系统。

自动检测系统通常由传感器，测量电器和输出单元等部分组成，其中还包括电源和传输通道等不可缺少的部分。系统中传感器的主要作用是将被测非电量转换成与其成一定关系的电量。但是传感器的输出信号一般很弱，而且伴有各种噪声，因此需要检测电路将它放大、剔除噪声选取有用信号并进行演算处理与转换，从而输出能控制执行机构动作的信号。由此可见，传感器在自动检测系统中占有重要地位，它获取的信号正确与否关系到整个系统的测量精度。自动化技术是一项应用计算机及其外围设备协助工程技术人员完成产品设计和制造的新兴技术。本专业面向设计院所，机械制造、轻工汽车、等行业，培养机自动化专业高级专门人才。该专业毕业生可从事机械制造技术和计算机应用技术复合的工作，如机械产品的计算机辅助设计与制造、计算机辅助产品造型、计算机辅助工艺过程管理和数控技术等。

检测技术在自动化制造系统中的作用和意义在自动化制造系统中，要求检测技术同时也实现自动化。制造过程的检测自动化，是利用各种自动化检测装置，自动地检测被测对象的有关参数，不断地提供各种有价值的信息和数据，包括被测对象的尺寸、形状、缺陷、加工条件和设备运行等。

在工程技术领域中，工程研究、产品开发、生产监督、质量控制和性能实验等都离不开检测技术。在机械制造行业中，通过对机床的许多静态、动态参数，如工件的加工精度、切削速度、床身振动等进行在线检测，从而控制加工质量。在化工、电力等生产过程中，温度压力、流量、液压等过程参数的检测是实现生产过程自动化的基础。在工业机器人中自动检测技术应用也手臂的位置和角度，传感器应用于视觉和触觉，检测技术已广泛应用于工业，交通，机械等各个方面，成为国民经济发展和社会进步的一项必不可少的重要基础技术。

在机械制造与自动化行业中，生产过程的自动化的首要环节就是通过检测获得相关信息，从而进行分析判断并实施控制。所谓自动化，就是用各种技术工具与方法代替人工完成检测、分析、判断和控制工作。因此，检测装置代替了人的眼睛作用，具有工业眼睛之称。它获取信息是否准确及时是实施自动化，确保生产正常的关键所在。在自动检测与转换是自动化技术中不可缺少的组成部分。

检测技术所涉及的知识非常广泛，渗透到各个学科领域。由于科学和技术的发展，自动化程度越来越高，因而对自动检测系统的要求越来越高。在流水化作业中，常大量采用自动化生产线以减少中间环节，提高工作效应，以降低生产成本。传感器是实现生产线自动化的重要条件，在一条生产线中传感器往往有上百个，绝大多数的传感器起着位置检测的作用，也有一些温度传感器，颜色判别，长度检测等传感器。自动化生产线中最常使用的传感器有光电传感器、磁性开关。如果把自动化生产线比做人，则电传感器就是人的眼睛，磁性开关就是

人的触觉，它们是自动化生产线中的检测元件。下面将介绍自动化生产线中最常用的几种传感器。

1、电涡流传感器

在自动化生产线上，有时要用托盘放工件，托盘被传送到各单元。托盘的位置检测通常采用电涡流传感器检测。托盘下面放置有铁质金属，当托盘到位时电涡流传感器检测到有铁质金属，即有输出信号（看传感器本身指示灯的情况或用万能表检测），移开托盘，电涡流传感器无输出信号（灯灭）。

2、光电传感器

光电接近开关通常在环境条件比较好、无粉尘的场合下使用，对检测对象无任何影响，所以被自动化生产线广泛使用。光电开关检测工件的有无依据生产线中的具体情况，当有工件靠近时，光电开关有信号输出。光电开关有漫射式、投射型和回归型，都由发光的光源和接受光线的光敏元件构成。漫射式光电开关由光源和光敏元件两部分构成，光发射器与光接收器同处于一侧，合为一体。这三种类型的光电开关要根据自动生产线被检测物体的特性、安装方式进行选择。色彩传感器也是一种光电传感器。工业生产中，进行颜色识别、调整及测定时，需要采用色彩传感器。色彩传感器通过检测工件上的商标颜色，通过工件上商标的不同颜色来识别是否为合格品，若不合格，则要进入废品回收单元。色彩传感器能可靠地检测多种颜色，灵敏度高、方便可调。通过静态和动态设置使灵敏度设定和亮度、暗度操作设定一次完成。激光对射式传感器也属于光学传感器，激光对射式传感器包括激光发射器和对射式接收器，两者分别布置在被测物体的两侧。

3、光栅传感器

在自动生产线立体仓库中，利用光栅传感器检测物料的输送高度，光栅传感器带显示器，显示器是一个配有LED数码显示屏的信号输出装置，用以显示光栅尺采集到的数据信号。该立体仓库单元系统的运行过程是：合格工件通过光电开关检测到本站后，输入电机脉冲信号使升降机动作，采用光栅尺计数进行工件的位置检测，传送电机把工件送入仓库。该立体仓库通过光栅显示器的准确读数，确定工件放入仓库的位置。

4、光电编码器

光电编码器在自动生产线上用于机械手或工作台的直线位移，测量十常见的安装方式为与伺服电机同轴连接在一起，伺服电机再和滚珠丝杠连接，光电编码器在传动链的前端。

从以上可以得知，在当今工业生产中，广泛应用各种自动检测装置和传感器来监视生产的各个环节，与控制装置的配合，构成了自动检测系统、自动控制系统。生产过程中处处有着检测技术的综合应用。一台自动化程度高的数控机床，自动检测控制系统中就安装有各式各样的传感器来件事系统运行情况，并向系统的执行机构提供控制信号。为了完成各种零部件的加工，数控机床电气控制系统中应用了各种传感器，起着检测和件事的重要作用。下面就简单较少一下各种传感器在系统中的作用。

1、工件夹紧与托起检测

工件的夹紧力由“压力传感器”检测，当压力等于设定值时，计算机发出指令停止增压，各轴解锁，允许刀具加工工件。当传感器测量的油压小于设定值导致夹紧力不足时，工件可能松动，影响切削精度，这时计算机将发出报警信号，停止走刀。

当加工好一部分之后，计算机发出指令，夹具减压，松开工件。接着油压从下托架的压力油孔压入，使工件与托架之间形成油膜，工件被托起，处于悬浮状态，系统启动交流伺服电机。