傳感器技術在數控機床上的應用

姜蕊 杜雁飛

摘 要：“沒有傳感器就沒有現代科學技術”的觀點已為全世界所公認。以傳感器為核心的檢測系統就像神經和感官一樣，源源不斷地向人類提供宏觀與微觀世界的種種信息，成為人們認識自然、改造自然的有利工具。數控機床上應用了大量現代化的先進技術，其中被廣泛應用的一項技術就是傳感器技術，大量傳感器在數控機床上發揮著重要的作用。

關鍵詞：數控機床；傳感器；應用

以傳感器為中樞的檢測系統不斷向我們提供各種信息，已經涉及到人類發展和進步的各個方面，成為了現代建設和人類開發利用自然過程中不可或缺的一部分。數控機床上應用了大量的現代化先進技術，其中一個重要技術就是傳感器技術，大量傳感器在數控機床上發揮著重要的作用。

1 傳感器介紹

傳感器是以一定的精確度把被測量轉換為與之有確定關系、便于應用的某種物理量的測量裝置。常用傳感器的輸入量是某一被測量，可能是物理量，也可能是化學量、生物量等；輸出量是某種物理量，便于傳輸、轉換、處理、顯示等，可以是氣、光、電物理量，主要是電物理量。傳感器的種類名目繁多，按傳感器的工作機理，分為物理型、化學型、生物型等 。

2 數控機床對傳感器的要求

（1）抗干擾性高和可靠性強；

（2）滿足高精度和高速度的要求；

（3）使用維護方便，適合機床運行環境；

（4）價格低廉、成本低。

不同種類數控機床對傳感器的要求也不盡相同，一般來說，大型機床要求速度響應高，中型和高精度數控機床以要求精度為主。

3 溫度傳感

溫度傳感器是指能感受溫度并轉換成可用輸出信號的傳感器。溫度傳感器是溫度測量儀表的核心部分，品種繁多。數控機床中應用了大量的電氣元件、電機等，在電氣元件工作的時候會產生大量的熱，溫度過高會燒毀電氣元件。機床在工作當中隨著電機的轉動以及移動部件的移動，切削會產生熱量，然而溫度的分布是不均勻的，將會造成一定的溫差，使數控機床產生熱變形，影響了加工零件的精度。為了避免這些影響，機床上都會安裝溫度傳感器，它可以把它檢測到的溫度值即時的傳給控制系統，也可以在設定的點達到的時候傳遞到控制系統來對機床的溫度實行監視及控制，為及時監督和調整提供方便。在數控系統內部、電氣柜內也均要裝有溫度傳感器，在溫度過高時產生報警，防止燒毀電氣元件。所以在數控機床上，溫度傳感器用來檢測溫度，同時將信息傳遞給系統產生相應的報警，對數控機床起到保護作用。

4 壓力傳感器

壓力傳感器是一種將壓力轉換為電信號的傳感器，根據工作原理，可分為壓電式傳感器、壓阻式傳感器和電阻應變式傳感器等。在數控機床中，可用它對工件夾緊力進行檢測，當夾緊力低于設定值的時候會導致工件松動，系統發出報警，停止走刀；另外還可以檢測刀切削力的變化。它還在潤滑系統、液壓系統、氣壓系統被用來檢測油路或氣路中的壓力，當油路或氣路中的壓力低于設定值時，其觸點會動作然后把信號送到控制系統進行控制。

5 光電傳感器

光電傳感器通常是指能感受到由紫外線到紅外線光的光能量，并能將光能轉化成電信號的器件。光電式傳感器的工作原理是首先把被測量的變化轉換成光信號的變化，然后通過光電轉換元件變換成電信號。光電傳感器的工作基礎是光電效應。當有一束光照射到一件物體上的時候，我們可以將這種現象當作是一束密集的能量轟擊到了這件物體上面，當電子能量得到光子的傳送后它的各項形態就產生了相應的變化，進而產生了電效應，這種物理現象稱為光電效應。

光電傳感器已被廣泛的應用到安全防護和檢驗的各個領域當中，并且其技術也日趨成熟，除此之外，利用紅外線的隱蔽性，還可在銀行、倉庫、商店、辦公室以及其它需要的場合作為防盜警戒之用。常用的紅外線光電開關，是利用物體對近紅外線光束的反射原理，一般來說有鏡反射式光電開關、漫反射式、槽式、對射式、光纖式等幾個主要種類。光電開關快易優自動化選型有收錄。

6 接近開關在數控機床上的應用

接近開關是指當物體與其接近到設定距離時就可以發出“動作”信號的開關，這種開關不需要和物體發生直接性的接觸。現在已經存在有豐富多樣的接近開關種類，而這些種類繁多的接近開關已經被廣泛應用于數控機床中，主要是在刀庫上的應用，將刀庫的位置、機械手的位置、刀庫的數刀信號等這些位置信號傳遞給數控系統，是數控系統能夠精確的控制刀庫的自動換刀。

7 結語

傳感器在數控機床中占據重要的地位，它監視和測量著數控機床的每一步工作過程，保證數控機床的正常運行。

參考文獻：

[1]梁森.自動檢測與自動轉換技術[M].機械工業出版社，2007.

[2]裴培.傳感器技術[M].機械工業出版社，2001.

[3]胡家艷，江山.光纖光柵傳感器的應力補償及溫度增敏封裝[J].光電子·激光，2006（03）.

[4]牛嗣亮.光纖法布里-珀羅水聽器技術研究[D].國防科學技術大學，2011.

[5]曹鋒.新一代周界防入侵軟件系統研究及其應用[D].華中科技大學，2010.

[6]唐天國，朱以文，蔡德所，劉浩吾，蔡元奇.光纖巖層滑動傳感監測原理及試驗研究[J]. 巖石力學與工程學報，2006（02）.

[7]詹亞歌，蔡海文，耿建新，瞿榮輝，向世清，王向朝.鋁槽封裝光纖光柵傳感器的增敏特性研究[J].光子學報，2004（08）.