基于傳感器技術的智能制造過程效率提升研究

胡兆東

摘要：隨著我國制造業的發展，傳感器技術越來越多的應用于制造業中。傳感器能夠將化學量、物理量和電量轉化為計算機能夠識別的數字信號，實時的反映各項參數。當今的制造業越來越依賴傳感器技術，傳感器能在智能制造過程中提升工作效率。本文通過分析傳感器技術在智能制造中的應用，希望能對傳感器技術在智能制造的發展中有些許作用。

Abstract： With the development of my country's manufacturing industry， sensor technology is increasingly used in manufacturing. The sensor can convert the chemical quantity， physical quantity and electric quantity into digital signals that the computer can recognize， and reflect various parameters in real time. Today's manufacturing industry is increasingly dependent on sensor technology， and sensors can improve work efficiency in the intelligent manufacturing process. This article analyzes the application of sensor technology in intelligent manufacturing， hoping to have a little effect on the development of sensor technology in intelligent manufacturing.

關鍵詞：傳感器技術;智能制造;效率提升

Key words： sensor technology;intelligent manufacturing;efficiency improvement

中圖分類號：TP212.6??????????????????????????????? 文獻標識碼：A????????????????????????????????? 文章編號：1674-957X（2021）21-0208-02

0? 引言

目前，各種各樣的傳感器已經融入了我們生活的各個面面，每秒能夠收集大量的數據，并形成了智能物聯網的基本要素。作為所有智能設備的感官，傳感器收集物理信息，主要包括濕度、溫度、壓力等多的感知。在智能制造過程中高效化應用傳感器技術，它可以更加有效地保證穩定運行系統，以此在智能制造保證效率運行的有效性。

1? 傳感器技術在智能制造中的應用概述

在智能制造傳感器的應用領域，不同行業之間對其應用各具其行業特點。在石化等制造業中，新型高端工業傳感器的應用相較而言不多，但在高端制造業，傳感器的本土化率仍然很低。智能制造所需的某些特殊部件，如高溫高壓傳感器，其可靠性和穩定性與國外產品相比還是相去甚遠。期初，我國大多數智能制造設備都從國外進口，這是非常昂貴的。后期發展中，由于國內相關企業進行了學習，能夠獨立生產，但是為了便于設備類型選擇和運行穩固，傳感器通常為原廠產品。與此同時，智能制造利用MEMS技術定義了的工業物聯的新領域?；谖锫摼W的工業應用將帶來一個巨大的新興市場，而國內制造商不能僅滿足于傳感器的生產本身。對于硬件來說，工業傳感器在硬件等方面的應用也很重要。目前，以工業生態為導向的總體規劃具有很強的操作性。

現階段，傳感器技術在內燃機控制中的應用也十分重要，內燃機系統的運行可以在傳感器的指導下將實時信息轉變成電信號。傳感器技術即使在比較困難的條件下也能良好的運轉。由于工作溫度范圍寬泛，是因為汽車傳感器能明顯的抗高溫，我們以表面傳感器為例，它可以承受超過100℃的溫度，而至于尾氣傳感器，它可以運行至800℃的以上。同時，它對于震動和打擊具有很強的抵抗力，因此保證了傳感器在任何位置的正常工作。

從智能制造傳感器技術應用現狀中看出，傳感器技術在智能制造中的運用仍有較多問題。目前傳感器技術的精細化程度有待提升，在工業化進程快速推進的大背景下，對智能制造動化系統應用提出了更高的要求。首先，現階段傳感器技術發展尚處于優化完善階段，傳感器技術精細化、整體化發展程度有待優化。其次，技術應用中清潔性不足，不能有效滿足綠色環保發展要求。在傳感器技術應用中，要消耗較多切削液，實際消耗成本較高，還會產生較多廢油，對自然環境具有較大危害。傳感器技術智能化以及穩定性亟需提升，以進一步適應機電系統自動化的發展要求。

業內人士建議，我國傳感器制造商應更加注重質量管理與控制。例如，一個力傳感器被用來檢測機器人自身力的與外部環境力之間相互作用，雖然它目前沒有得到廣泛使用，但是已成為工業發展中不可避免的趨勢。在不成熟的市場領域中，我國能事先做好功課，加以布局，能夠得到更多的發展機會。

2? 智能制造中對傳感器技術的創新運用

2.1 機械加工? 制造行業中有關各個振動部件動態情況和機械阻抗部件的精確測量和其他參數的測量等，利用傳感器技術可以使制造中的效率更加有保障，并提高其質量，使部件工作更加可靠安全。同時，現有的異常條件能夠傳送給控制中心，確保相關的溝通和安全監督順利進行。在實際工作過程中，傳感器的控制方式可以靈活調整，以滿足企業安全監督的工作要求，使企業能夠更加安全地進行安全監督工作。此外，為了確保傳感器技術始終保持其應用的效果，相關人員有必要對傳感器進行定期維護和調試，并制定有效的措施，來更高效的解決現有的問題。其中，傳感器技術在企業加工中的運用主要體現在以下幾點方面，首先是對加工的最終精度所進行的響應。為了有效地控制加工的最終精度，這是企業機械加工工作的重要組成部分，通過適當使用掃描傳感器技術，可以高效地對輪廓進行連續測量，從而獲得更準確的信息，能夠有效地識別和及時確定相關工具的壽命。其次，必須及時掌握加工場地的現狀并加以分辨，利用傳感器技術來準確地監測加工過程中的相關參數，包括機器的速度和位置，把握并理解各種加工過程中的相關影響因素，并對更加精確的加工過程加以運用，同時有助于降低人工的勞動強度。此外，為了充分發揮傳感器技術的作用，工作人員應實施監控特定的加工過程，以提高加工過程的安全性。

2.2 內燃機控制系統的應用? 內燃機控制系統主要為內燃機組件提供相關指令，并通過電子控制單元向內燃機組的各個組件發布控制命令，確保安全性、可靠性、舒適性、節能性。智能傳感器技術在內燃機控制系統的應用主要體現在壓力、轉速器、車速、氣體濃度和流量等方面。壓力傳感器可以檢查出儲壓器的壓力、輸出油泵的閉合、斷開信號或者油壓出現異常情況，及時發現問題，并將其傳輸到電子顯示屏，第一時間發現問題，對車子進行檢修，確保車輛行駛安全。目前，汽車壓力傳感器主要有電容式傳感器、壓阻式傳感器、差動變壓器傳感器等，不同的傳感器有不同的特點，電容式傳感器主要以電容器作為傳感元件，將測量量轉變為物理量或者機械量轉化為電容量，主要用于位移、角度、速度、壓力、介質特點等方面的測量;壓阻式傳感器是受到力的作用，電阻率發生變化，電路得到變化將信號輸出，一般壓阻式傳感器用來測量壓力、拉力、壓力差等;差動變壓器傳感器可以將儀器設備受到的物理量轉變為模擬量，主要用來測量電阻。轉速器傳感器、角度傳感器和車速傳感器主要用來對內燃機的轉速、角度和車速進行控制。

2.3 機器人研發? 運用傳感器技術，通過對復雜數據的辨析，機器人可以獲取運動控制參數，并形成相應的行動指令。傳感器使機器人在制造加工中的運用更加智能，因此機電功能不只局限在固定的位置，只要收集到的數據被加以分析，機器人就可以獨立地發出動作指令。開發機器人的過程中使用的傳感器，有內部傳感器和外部傳感器兩個類型。其中，外部傳感器能夠有效地識別機器人所處的環境及其存在的風險，能夠監測機器人動作的安全性，以有效防止機器人因為技術問題而發生不可逆的問題。通過對內部傳感器的使用，機器人可以有效地分散執行機器人的各個部分的指令和自己的協調指令，機器人可以提供自動功能服務。通過與外部和內部傳感器結合的有效合作，可以擴大機器人的自動化服務范圍，提高機器人的服務質量。

3? 基于傳感器技術的智能制造效率提升

3.1 調整機械生產異常情況? 高質量、高精度的機械設備是目前多領域工業化生產的重要基礎，傳感器技術高效化應用能為機械生產設備在多狀態作業環境中提供安全保障。傳感器技術融入到機械生產中，能有效實現機械生產現場有效監控，對阻抗、機械震動等方面進行在線測量，做好多項異常狀態調控，促使機械生產穩定性有效提升。此外，車刀刀尖性狀對工件表面以及尺寸精確性具有較大影響，多數機械生產質量降低的重要原因是受到車刀刀尖性狀影響。傳感器技術在應用中能對車床車刀具體位置展開精確化測量，在刀尖位置安裝傳感器，能對實際生產現狀精確化檢測。當鋒利度不能滿足應用要求時，要及時更換，對機械生產異常問題進行控制，提高零部件加工質量。

3.2 降低機器人技術故障率? 機器人技術屬于智能化技術，此項技術是發揮傳感器技術應用價值，對各項數據信息集中獲取，之后轉化為規定格式，能實現數據信息高效化傳輸。傳感器技術運用能對機器人合理控制，通過傳感器技術能有效檢測收取的數據信息，對異常數據精確化識別，判定機器人系統運行故障。合理選取傳感器技術，全面掌握機器基本運行現狀，將多項數據信息傳輸到調度中心，對數據信息合理調控，優化技術感知能力，便于開展多項活動。

3.3 機電自動化運行報警系統? 報警系統應用有重要作用，智能制造運行中產生較多異常故障，報警系統能及時傳遞出相應的預警信號，便于技術人員對智能制造各項參數合理調控，促使系統高效、穩定運行，防止誘發較多安全隱患。將傳感器技術融入到報警系統中，全面掌握各類機電設備運行現狀以及異常問題，在異常問題發生之后傳感器技術能將具體檢測結果合理轉為數據信息傳遞到報警系統中。技術人員能采取針對性措施對各項異常問題集中控制，在智能制造中設定對應的消防點實施監控，針對各項潛在問題能有效降低事故發生的概率，促使智能制造穩定運行。

3.4 檢測系統環境檢測運行? 智能制造運行安全與環境要素之間具有較大關聯，當運行環境較為惡劣時，會對智能制造運行綜合效率產生較大的負面影響，嚴重的還會產生較多的故障問題。在智能制造中靈活運用傳感器技術，能有效分析系統基本運行情況，對各項環境不穩定因素產生的負面影響集中整合。將各項數據信息傳遞給系統調度人員，能對智能制造運行規范化調控。在環境監測中應用傳感器技術，消耗成本較低，操作便捷度以及測量精確性較高。相關技術人員能遠離危險環境展開高效化測量，還能應用傳感器技術獲取相應的環境影響要素，對各類保護裝置靈活應用，降低系統故障損失，加速自動化系統運行。

4? 傳感器技術在智能制造中的發展趨勢

在智能制造中，傳感器技術有非常重要的作用，傳感器技術水平對智能制造的發展有著很大的影響。至于信號的出處控制系統方面，一體化發展是個重要的發展趨勢，針對傳感器技術，人們對其有著更高的要求，如智能化要求、數字化要求等。此外，通過對傳感器的有效調節，改善生產活動中的狀態，有助于減少能源消費，并促進生產系統功率的有效轉換。綜上所述，節能降耗、和連續電量供是傳感器技術的未來發展趨勢。

5? 結語

傳感器技術是一種重要的技術，有助于智能制造工作順利進行。因此，我們必須順應時代發展，高度重視傳感器技術在職能制造中的創新和發展，繼續創新和發展傳感器技術，推動傳感器技術更為科學、可靠、有效，提高我國智能制造產業的效率，推動我國經濟的發展。

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