- 傳感器實現氣動系統(tǒng)的精確定位
- 來源：賽斯維傳感器網 發(fā)表于 2010/11/25
在很多使用氣缸的氣動控制系統(tǒng)中，僅僅依靠對活塞位置的測定已滿足不了用戶對高精度的要求。只有連續(xù)不斷地位置信號反饋與監(jiān)控，才能在不使用價格昂貴的直線電機的前提下，完成高精度的自動化任務�，F在，SICK公司研發(fā)生產了可以按照模擬信號工作原理采集氣缸活塞運動位置的MPS電磁式位置傳感器，成功地將操作靈活性和高定位精度結合起來。
在氣動系統(tǒng)的線性運動位置檢測中可以使用MPS電磁式位置傳感器。該系列傳感器能夠檢測的長度分別為：32mm、64mm、96mm和128mm，針對要完成的任務，用戶可任意選擇（圖1）。這樣在生產中就能夠擁有極高的靈活性。一方面，氣缸的T形槽上不再需要為各個檢測點安裝多個傳感器；另一方面，通過“錄返”功能省略了大量的傳感器機械定位，優(yōu)化了生產，且有利于生產過程的轉換。零點和終點的調整設置也為用戶提供了檢測范圍內的最大清晰度。
圖1 SICK公司研發(fā)生產的MPS電磁式位置傳感器：根據檢測任務的不同，
該系列傳感器提供了4種檢測長度，分別為32mm、64mm、96mm和128mm
提高氣動驅動的精度
不同的檢測范圍對傳感器探測部件的長度也提出了不同的要求。MPS電磁式位置傳感器的探測部采用了快速插接的結構設計，能夠方便地從上方安裝到T形槽中，且用兩個螺釘即可固定。在安全防護等級為IP 67的傳感器外殼中，有兩個電路板、用于非接觸式位置信號采集的霍爾傳感器、監(jiān)控器以及錄返功能元器件等。利用錄返按鍵，可以準確確定零點和終點，也就是說，無論活塞運動到什么位置，電磁場極化如何，都能準確確定所需檢測范圍。在零點和終點之間的活塞位置可作為4~20mA電流和0~10V電壓的模擬信號來表示（圖2）。此傳感器可在活塞最高運動速度為3m/s時對其運動位置進行高精度的檢測。檢測精度達0.05mm，直線性偏差只有0.3mm，重復精度為0.1mm。在MPS電磁式位置傳感器的幫助下，氣動驅動系統(tǒng)的工作精度可與直線電機相媲美，并使氣缸得到了更多應用。
圖2 帶位置檢測傳感器的氣缸：零點和終點之間的活塞位置
可作為4~20mA電流和0~10V電壓的模擬信號來表示
連接生產過程中的模擬控制
金屬材料或者金屬零部件的相互連接，以及與此連接相關的結構件的粘接或裝夾，都可利用MPS電磁式傳感器來完成。在螺栓擰緊系統(tǒng)中，可通過傳感器的模擬信號數據對零點、擰入速度和最大擰入深度進行調節(jié)和設定。在超聲波焊接設備中，MPS傳感器通過對活塞線性位置的檢測可精確提供超聲波發(fā)生器與工件間的相對位置。在插入鉚釘和鉚接加工中，MPS傳感器能夠提供精確的鉚接沖頭的參數。在粘接、裝夾或抓取工件時，MPS電磁式傳感器的模擬數據同樣能夠提供很高精度的生產過程控制數據，正如自動的拾取-貼裝工序那樣。
與材料特性相匹配的沖裁工藝流程
沖剪生產過程對重復精度有著極高的要求。一方面，被沖裁的零件要求準確可靠地被沖剪下來；另一方面，沖裁過程還不能對沖壓機床和沖壓模具造成損傷。利用MPS電磁式位置傳感器能夠精確控制沖頭在沖裁和沖壓模具過程中的運動，且能夠調節(jié)沖壓和沖裁生產工藝，使之與金屬材料的特性相匹配。同時，在沖壓到錄返確定的深度尺寸時，傳感器可及時令沖頭停止運動。
變形加工和自動化生產過程的精確進給
在進行精確的進給運動時，無論是磨削、沖壓、彎曲還是沖裁，都經常要面對沖頭運動距離、沖壓深度或模具彎曲位置的控制等問題（圖3）�，F在，利用MPS電磁式位置傳感器的模擬檢測數據可以輕松解決上述問題。同樣，在壓鑄機械中，此傳感器也可用于對壓鑄模具和鑄件頂出機構的精確定位和控制。恰恰是在惡劣的工作環(huán)境中，MPS傳感器的高可用性尤為突出。在沖擊、撞擊和振動等環(huán)境中，都不會影響傳感器在氣缸T形槽中的固定，也不會影響活塞位置檢測的精度和重復精度。
圖3 適合于高要求的自動化應用：在MPS電磁式位置傳感器
的幫助下設備可精確測定沖壓深度
在某些應用條件下，氣缸活塞位置的檢測數據可作為零件生產的重要數據使用。例如根據其采集的零件、裝配件或者部件的位置尺寸，就能夠對產品是否合格做出判斷。在包裝機械中，處理帶式和導軌型的材料時，可通過模擬控制的氣缸數據對裁剪長度進行監(jiān)控，必要時對生產數據進行調整。以后，儀器的特征數據，如可編程序的開關控制點或者IO-Link功能等，都可利用功能強大的MPS電磁式位置傳感器和相應的氣動驅動裝置加以改進。
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