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機電專業(yè)畢業(yè)論文范文
機電專業(yè)培養(yǎng)具有必備基礎(chǔ)理論知識、專門知識和較強的從事本專業(yè)領(lǐng)域?qū)嶋H工作的能力,適應(yīng)生產(chǎn)建設(shè)、管理、服務(wù)第一線需要的,德、智、體、美等方面全面發(fā)展的人才,下面為大家分享了機電專業(yè)畢業(yè)論文,歡迎借鑒!
摘要:社會發(fā)展是不斷科學(xué)化的過程,機電一體化系統(tǒng)已經(jīng)在許多領(lǐng)域得到應(yīng)用,且其中的科學(xué)技術(shù)不斷更新,傳感器技術(shù)作為其基本支撐技術(shù)之一也在逐漸擴大應(yīng)用范圍和程度。本文中通過文獻綜述詳細說明機電一體化技術(shù)的定義,描述傳感器技術(shù)在機電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用情況,并對今后的發(fā)展趨勢進行了展望,希望對傳感器技術(shù)在機電一體化系統(tǒng)中的快速發(fā)展有所裨益。
關(guān)鍵詞:機電一體化系統(tǒng) 傳感器技術(shù) 發(fā)展趨勢 自動檢測
信息電子化時代使得科學(xué)技術(shù)愈加先進,相關(guān)統(tǒng)計表明全球傳感器市場營業(yè)額達到200億美元以上,且年增長率達到80%,已有2萬種以上的傳感器產(chǎn)品品種供使用者選擇,其涉及領(lǐng)域包括鋼鐵、能源、交通、機械、通信等,幾乎涵蓋所有行業(yè),我國也已將傳感器技術(shù)作為未來重點發(fā)展技術(shù)之一,因此了解其在機電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用就顯得尤為必要。
1傳感器和機電一體化系統(tǒng)
傳感器指工程上可以直接測量、轉(zhuǎn)換輸出量值的器件,一般需要按照一定的規(guī)律完成,所轉(zhuǎn)換的量值可以是同種的,也可是別種的,可以將其作用類比為人體感覺器官及其延伸。
而機電一體化指的是將微電子技術(shù)引入到機械中,使其主功能、動力功能、信息功能和控制功能等更為先進,是機械裝置與電子裝置用相關(guān)軟件的有機融合,其涉及到的技術(shù)包括機械制造、信息處理、微電子、自動控制、人工智能等,而傳感器技術(shù)是基本支撐技術(shù)之一,其意義在于檢測系統(tǒng)本身及操作對象、作業(yè)環(huán)境狀態(tài),以輔助有效控制系統(tǒng)運作,使其可在眾多惡劣環(huán)境下完成高效獲取信息工作,也就是說機電一體化代表著自動化技術(shù)的形成,傳感器技術(shù)水平高低則決定了自動化程度。
而社會發(fā)展的高速性,使得我們需要獲取的信息越來越多,也就需要增強信息處理能力,這也就意味著傳感器技術(shù)具有廣闊的發(fā)展前景。
2機電一體化系統(tǒng)中的傳感器技術(shù)
前文中提到機電一體化系統(tǒng)中傳感器類似于系統(tǒng)感覺器官,可將待測對象特征和狀態(tài)信號獲取,以一個典型的機電一體化系統(tǒng)為例,測量模塊是其中的重點,由傳感器、測量電路等共同組構(gòu),擔(dān)負著系統(tǒng)狀態(tài)和行為信息的收集工作,輸入?yún)?shù)為機械結(jié)構(gòu)模塊性能物理參數(shù),包括強度、位移、力矩等,輸出參數(shù)為被測量特征參數(shù),包括電壓、電流、頻率等,整個測量模塊需展現(xiàn)物理參數(shù)隨時間變化的曲線,包括一些系列技術(shù)指標,如分辨率、線性范圍等。
而在實際的應(yīng)用中,許多機電一體化系統(tǒng)無法達到設(shè)計要求,主要是受到檢測傳感技術(shù)的限制,無法同時滿足高速高效獲取信息并控制成本的要求,有待進一步研究。
3機電一體化系統(tǒng)中傳感器技術(shù)的應(yīng)用
3.1機械加工過程的傳感檢測
技術(shù)機械加工過程中無法離開檢測工作,加工開始前需要自動檢查坯件和加工設(shè)備,以便加工工作順利展開,包括: 第一,通過檢測自動判斷、調(diào)整坯件夾持方位,對上床后裝夾是否會發(fā)生變形以及夾緊力大小進行預(yù)估; 第二是加工工作結(jié)束后需通過測量評估產(chǎn)品合格度,測量中需要了解工件尺寸、形狀、平面度等情況,一些特殊工件( 齒輪、螺紋)還需要測齒距、導(dǎo)程等,機電一體化系統(tǒng)要求自動進行這些測量并輸入下道工序,將其作為選用條件; 第三,加工過程中也需要通過傳感檢測技術(shù)把控加工條件,包括切削速度、扭距、振動等參數(shù),當(dāng)其進行自行檢測調(diào)整會使得加工處于最佳狀態(tài),達到較高的合格率; 以切削過程作為詳細說明,通過傳感檢測使得生產(chǎn)率得到優(yōu)化,切除率達到最佳,達到對機床的動態(tài)特性掌控,將其中影響精度的薄弱環(huán)節(jié)找到并進行優(yōu)化,輔助加工的同時還能評估刀架結(jié)構(gòu)和材料,國內(nèi)常以應(yīng)變式和壓電式三向切削力傳感器作為主要的工具。
3.2汽車行業(yè)的傳感器技術(shù)應(yīng)用
汽車已經(jīng)成為我們?nèi)粘I钪胁豢扇鄙俚慕煌üぞ,也有越來越多的技術(shù)運用于汽車制造中,汽車行業(yè)趨向于智能化、輕型化,而其中采用的電子控制系統(tǒng)無法離開傳感器技術(shù),包括自動變速器、汽車制動防抱死系統(tǒng)、娛樂裝置等,這些系統(tǒng)使得汽車的使用越來越舒適便捷,大大的方便了我們的出行。
機電一體化以自動控制系統(tǒng)替代純機械式控制部件,將檢測和控制技術(shù)覆蓋整個汽車,整個過程若要完全實現(xiàn),就需要高可靠度、高性能的傳感器,其要求包括: 第一,有較強的適應(yīng)性,汽車可能會在極度惡劣條件下運行,需要傳感器具有密封性抵擋塵土風(fēng)雨,需要很好的耐潮濕抗腐蝕性,確保汽車在惡劣環(huán)境也可正常工作; 第二是較好的抗干擾能力,傳感器通常處于汽車發(fā)動機艙中,發(fā)動機運行時面臨著高溫高壓、強烈震動、電磁波等干擾; 第三是穩(wěn)定可靠,汽車的使用年限較長,頻率也較高,相關(guān)規(guī)定說明其零部件需能運行10 × 104km以上,即使沒有進行更換、調(diào)整,其技術(shù)指標也能符合運行要求; 第四是具有合適的成本,可投入大批量生產(chǎn),具有較高的一致性,與自動化生產(chǎn)的要求相符合。
3.3數(shù)控機床上傳感器技術(shù)的應(yīng)用
在機床中運用數(shù)控技術(shù)代表著采用數(shù)字信號把控機床運動加工,詳細地說是將加工信息以數(shù)字化代碼的形式記錄于程序介質(zhì),包括具移動軌跡等,輸入數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)過譯碼、運算后進行指令,使其發(fā)生相對運動,做出與要求高度相符的零件,用于其中的傳感器包括光電編碼器、霍爾傳感器、電壓傳感器等,作用主要在位置檢測,了解直線、角位移和相關(guān)運行狀態(tài)。
傳統(tǒng)的機床由于技術(shù)限制,軸傳動過位的情況很難避免,極易引發(fā)機床故障,而將光、超聲波、紅外等傳感器用于其中,可很好的檢測軸動過位情況,及時進行有效的處理,避免后續(xù)影響,解決了將人工檢測中的盲點,高效的完成了數(shù)控工作,影響了加工的精度、質(zhì)量等性能指標,且長遠來看是對資源的合理化利用,節(jié)省了各項成本。
4傳感器技術(shù)的發(fā)展趨勢
傳感器技術(shù)涉及到的領(lǐng)域眾多,其特點在于可將非電量轉(zhuǎn)換成電量,所有的過程均符合物理定律和物質(zhì)的物理特性,而隨著科學(xué)技術(shù)的進步,不斷有新材料、新技術(shù)出現(xiàn),將這些與傳感器技術(shù)相結(jié)合,或者在現(xiàn)有的技術(shù)基礎(chǔ)上,不斷對傳感器技術(shù)進行優(yōu)化更新都是非常重要的。
第一,研發(fā)新型敏感材料,將微電子、光電子等學(xué)科技術(shù)運用其中,提高傳感器的敏感程度,提高傳感器的性能,使其達到可以長時間連續(xù)以及短時間瞬時檢測的工作要求; 第二,新技術(shù)和新物理效應(yīng)的應(yīng)用,近代物理學(xué)已有造生物的感覺功能的新型傳感器得到開發(fā),其覆蓋的行業(yè)領(lǐng)域也越來越多,通過新的技術(shù)和材料不僅可以研究新型傳感器,還能優(yōu)化已經(jīng)開始使用的傳感器,增強可使用的范圍,將其更為小型化、集成化,開發(fā)更多的功能,減少其中的消耗; 第三,高精度發(fā)展,現(xiàn)代社會需要靈敏度、精確度、反應(yīng)速度的傳感器,一些超精度的在線檢測可達到< 0. 1μm,還可將數(shù)學(xué)模型和計算方法運用其中,降低故障率; 第四是智能化數(shù)字化發(fā)展,目前發(fā)現(xiàn)傳感器已可以不再輸出單一模擬信號,而是輸出微電腦處理后的數(shù)字信號,甚至可附帶控制功能,未來可以應(yīng)用自動檢測系統(tǒng)的線上檢測控制和智能化工作。
5總結(jié)
機電一體化系統(tǒng)與我們的生活息息相關(guān),決定著未來發(fā)展的情況,而傳感器技術(shù)作為其中的核心技術(shù),在機械加工、汽車行業(yè)、數(shù)控機床方面都有重要的應(yīng)用,未來必將迎來更為璀璨的發(fā)展前景,帶動社會科技化進程,為我們的生活、工作帶來更多的便利。
參考文獻
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