電子稱在機電一體化系統(tǒng)中的應用探討
電子稱采用現(xiàn)代傳感器技術、電子技術和計算機技術一體化的電子稱量裝置，才能滿足并解決現(xiàn)實生活中提出的"快速、準確、連續(xù)、自動"稱量要求，同時有效地消除人為誤差，使之更符合法制計量管理和工業(yè)生產(chǎn)過程控制的應用要求。
機電一體化技術是在以微型計算機為代表的微電子技術、信息技術迅速發(fā)展向機械工業(yè)領域迅猛滲透并與機械電子技術深度結合的現(xiàn)代工業(yè)的基礎上，綜合應用機械技術、微電子技術、信息技術、自動控制技術、傳感測試技術、電力電子技術、接口技術及軟件編程技術等群體技術，從系統(tǒng)理論出發(fā)根據(jù)系統(tǒng)功能目標和優(yōu)化組織結構目標，以智力、動力、結構、運動和感知組成要素為基礎，對各組成要素及其間的信息處理，接口耦合，運動傳遞，物質運動，能量變換進行研究，使得整個系統(tǒng)有機結合與綜合集成，并在系統(tǒng)程序和微電子電路的有序信息流控制下，形成物質的和能量的有規(guī)則運動，在高功能、高質量、高精度、高可靠性、低能耗等諸方面實現(xiàn)多種技術功能復合的*佳功能價值系統(tǒng)工程技術。
電子秤是左右機電一體化系統(tǒng)(或產(chǎn)品)發(fā)展的重要技術之一,廣泛應用于各種自動化產(chǎn)品之中:
1.機器人用電子秤。工業(yè)機器人之所以能夠準確操作,是因為它能夠通過各種電子秤來準確感知自身、操作對象及作業(yè)環(huán)境的狀態(tài),包括:其自身狀態(tài)信息的獲取通過內部電子秤(位置、位移、速度、加速度等)來完成,操作對象與外部環(huán)境的感知通過外部電子秤來實現(xiàn),這個過程非常重要,足以為機器人控制提供反饋信息。
2.機械加工過程的傳感檢測技術。
(1)切削過程和機床運行過程的傳感技術。切削過程傳感檢測的目的在于優(yōu)化切削過程的生產(chǎn)率、制造成本或(金屬)材料的切除率等。切削過程傳感檢測的目標有切削過程的切削力及其變化、切削過程顫震、刀具與工件的接觸和切削時切屑的狀態(tài)及切削過程辨識等,而*重要的傳感參數(shù)有切削力、切削過程振動、切削過程聲發(fā)射、切削過程電機的功率等。對于機床的運行來講,主要的傳感檢測目標有驅動系統(tǒng)、軸承與回轉系統(tǒng)、溫度的監(jiān)測與控制及**性等,其傳感參數(shù)有機床的故障停機時間、被加工件的表面粗糙度和加工精度、功率、機床狀態(tài)與冷卻潤滑液的流量等。
(2)工件的過程傳感。與刀具和機床的過程監(jiān)視技術相比,工件的過程監(jiān)視是研究和應用*早、*多的。它們多數(shù)以工件加工質量控制為目標。20世紀80年代以來,工件識別和工件安裝位姿監(jiān)視要求也提到日程上來。粗略地講,工序識別是為辨識所執(zhí)行的加工工序是否是工(零)件加工要求的工序;工件識別是辨識送入機床待加工的工件或者毛坯是否是要求加工的工件或毛坯,同時還要求辨識工件安裝的位姿是否是工藝規(guī)程要求的位姿。
此外,還可以利用工件識別和工件安裝監(jiān)視傳感待加工毛坯或工件的加工裕量和表面缺陷。完成這些識別與監(jiān)視將采用或開發(fā)許多電子秤,如基于TV或CCD的機器視覺電子秤、激光表面粗糙度傳感系統(tǒng)等。
(3)刀具(砂輪的檢測傳感。切削與磨削過程是重要的材料切除過程。刀具與砂輪磨損到一定限度(按磨鈍標準判定)或出現(xiàn)破損(破損、崩刃、**、塑變或卷刀的總秤),使它們失去切(磨削能力或無法保證加工精度和加工表面完整性時,秤為刀具/砂輪失效。工業(yè)統(tǒng)計證明,刀具失效是引起機床故障停機的首要因素,由其引起的停機時間占NC類機床的總停機時間的1/5-1/3.此外,它還可能引發(fā)設備或人身**事故,甚至是重大事故。
3.汽車自動控制系統(tǒng)中的傳感技術。隨著電子秤技術和其它新技術的應用,現(xiàn)代化汽車工業(yè)進入了全新時期。汽車的機電一體化要求用自動控制系統(tǒng)取代純機械式控制部件,這不僅體現(xiàn)在發(fā)動機上,為更**地改善汽車性能,增加人性化服務功能,降低油耗,減少排氣污染,提高行駛**性、可靠性、操作方便和舒適性,先進的檢測和控制技術已擴大到汽車全身。在其所有重點控制系統(tǒng)中,必不可少地使用曲軸位置電子稱、吸氣及冷卻水溫度電子稱、壓力電子稱、氣敏電子秤等各種電子稱。
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