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传感器技术在机电一体化系统中发展

来源:admin ??发布时间:2018-09-22 06:30

        从20世纪80年代起,逐步(step by step)在世界范围(fàn wéi)内掀起(xiān qǐ)一股“传感器(transducer)热”,各先进工业国都极为重视传感技术和传感器研究(research)、开发和生产。传感技术已成为重要的现代科技领域,传感器及其系统(system)生产已成为重要的新兴行业。

传感器技术在机电一体化系统中发展

传感器是能感受规定的被测量并按一定规律转换成可用输出信号的器件或装置,主要用于检测机电一体化系统(system)自身与操作控制对象、作业环境状态,为有效控制机电一体化系统的运作提供必须的相关信息。直流高压发生器采用了高频倍压电路,应用了最新的PWM高频脉宽调制技术,闭环调整,采用了电压大反馈,使电压稳定度大幅度提高。使用性能卓越的大功率IGBT器件及其驱动技术,并根据电磁兼容性理论,采用特殊屏蔽、隔离和接地等措施。使直流高压发生器实现了高品质、便携式,并能承受额定电压放电而不损坏。随着人类探知领域和空间的拓展,电子信息种类日益繁多,信息传递(transmission)速度日益加快,信息处理能力日益增强,相应的信息采集——传感技术也将日益发展,传感器也将无所不在。
   传感器是左右机电一体化系统(或产品)发展的重要技术之一,广泛(extensive)应用于各种自动化产品之中:
   1.机器人用传感器(transducer)。高压直流发生器电压调节稳定度高,全量程平滑调压,输出电压调节采用进口单个多圈电位器,升压过程平稳,调节精度高,并设计有粗调和细调功能。电压调节度优于0.1%,电压、电流测量误差小于1.0%,脉动因数优于0.5%。工业机器人之所以能够准确操作控制,是因为它能够通过各种传感器来准确感知自身、操作对象及作业环境的状态,包括:其自身状态信息的获取(obtain)通过内部传感器(位置(position )、位移、速度、加速度等)来完成,操作对象与外部环境的感知通过外部传感器来实现,这个过程非常重要,足以为机器人控制(control)提供反馈信息。
   2.机械加工过程的传感检测(检查并测试)技术。直流高压发生器采用了高频倍压电路,应用了最新的PWM高频脉宽调制技术,闭环调整,采用了电压大反馈,使电压稳定度大幅度提高。使用性能卓越的大功率IGBT器件及其驱动技术,并根据电磁兼容性理论,采用特殊屏蔽、隔离和接地等措施。使直流高压发生器实现了高品质、便携式,并能承受额定电压放电而不损坏。
  (1)切削过程(guò chéng)和机床运行过程的传感技术。切削过程传感检测的目的在于优化(optimalize)切削过程的生产(Produce)率、制造成本或(金属)材料(Material)的切除率等。切削过程传感检测的目标有切削过程的切削力及其变化、切削过程颤震、刀具与工件的接触和切削时切屑的状态及切削过程辨识等,而最重要的传感参数(parameter)有切削力、切削过程振动、切削过程声发射、切削过程马达的功率等。对于机床的运行来讲,主要的传感检测目标有驱动系统、轴承与回转系统、温度的监测与控制及安全性(security)等,其传感参数有机床的故障停机时间、被加工件的表面粗糙(cū cāo)度和加工精度、功率、机床状态与冷却润滑液的流量等。
  (2)工件的过程传感。与刀具和机床的过程监视技术相比,工件的过程监视是研究(research)和应用最早、最多的。它们多数以工件加工质量控制(Quality Control)为目标(cause)。20世纪80年代以来,工件识别和工件安装位姿监视要求也提到日程上来。粗略地讲,工序识别是为辨识所实行的加工工序是否是工(零)件加工要求的工序;工件识别是辨识送入机床待加工的工件或者毛坯是否是要求加工的工件或毛坯,同时还要求辨识工件安装的位姿是否是工艺规程要求的位姿。此外,还可以利用工件识别和工件安装监视传感待加工毛坯或工件的加工裕量和表面缺陷。完成这些识别与监视将采用或开发许多传感器(transducer),如基于TV或CCD的机器视觉传感器、激光表面粗糙度传感系统等。
  (3)刀具(砂轮的检测传感。切削与磨削过程是重要的材料(Material)切除过程。刀具与砂轮磨损到一定限度(按磨钝标准判定)或出现破损(破损、崩刃、烧伤、塑变或卷刀的总称),使它们失去切(磨削能力或无法保证加工精度(精确度)和加工表面完整性时,称为刀具/砂轮失效。工业统计证明,刀具失效是引起机床故障停机的首要因素,由其引起的停机时间占NC类机床的总停机时间的1/5-1/3.此外,它还可能引发设备或人身安全事故,甚至是重大事故。

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