新金屬加工中的專用傳感器

2011/12/16 13:52:30

　　隨著科學技術的飛速發展，現代金屬材料的構成，發生了較大的變化，高密度材料的比例下降，低密度材料有較大幅度的增加，可以說，從90年代開始，金屬材料向輕量化、節省資源、高性能和高功能的合金方向發展。隨著金屬材料的變化，金屬加工的各項加工工藝及檢測需要傳感器也隨之發生著改變。

Uprox+ 傳感器由傳統的鐵磁線圈結構向PCB多重線圈方式的創新突破

　　新材料技術的發展對電感式傳感器的要求和Uprox+傳感器的創新：隨著科技進步，金屬應用市場對材料的要求不斷提高，傳統的單一成分的金屬由于存在密度大，硬度小，耐壓不夠等缺陷，使得應用金屬向多元素復合的合金發展。由于新型復合金屬材料的應用，在使用傳統意義上的傳感器作為檢測元器件進行檢測時會產生不同程度的檢測距離的衰減，這就導致金屬加工企業在進行生產時采用多種不同檢測距離和性能的傳感器，但這無疑增加了金屬加工機械的設計復雜性及成本，并且增加了生產企業在產品使用，管理和維護方面的復雜性，同時也大大增加了使用成本。面對新的要求，TURCK傳感器則在金屬檢測方面創造了“全金屬檢測”的新標準，即能夠以相同的大開關距離檢測鐵、不銹鋼、銅、鋁和黃銅等不同金屬，并且具有最高的精度的 Uprox+ 系列傳感器。Uprox+ 電感式接近開關采用專利性的多重線圈排布的 PCB 結構，徹底地改變了傳統的電感式傳感器的環氧體鐵芯工藝結構，使得Uprox+產品具有全金屬檢測、檢測距離增大、優良的EMC 特性、預阻尼特性等方面的優良性能。這樣就可以使用最少的型號來滿足不同方案的應用要求，極大簡化了客戶對檢測產品的管理，降低了使用維護成本。因而，從此種意義上講TURCK的Uprox+ 系列產品具有最廣泛的通用性，是為現代金屬加工行業“量身定做”的首選檢測元器件。

　　Uprox+傳感器在金屬加工中的應用：

　　由于材料的多樣性，對各類金屬加工機床在加工不同材質的金屬時的通用型要求有所提高，這就要求我們提高或改變檢測元器件的性能。TURCK公司在金屬加工中可以應用到的以下幾類開關：位置檢測電感式接近開關，夾嵌位置接近開關，抗強磁干擾式，角度開關，磁性位移和磁滯位移等類型傳感器開關，可以說TURCK攻勢具有豐富的傳感器種類和各種解決方案。

　　夾嵌位置開關和抗強磁場干擾類開關是TURCK專門為機器人手臂上的應用開發的產品，夾嵌位置開關在機器人手臂的夾取時起到準確定位和確定夾取與否上起到關鍵作用。一般機器手臂旁的應用都會伴隨有交變電磁場和EMC干擾，TURCK的抗強磁場干擾的夾嵌位置開關具備準確的檢測性能的同時，抗強磁場干擾的性能和優良的EMC特性則保證開關在機器手臂上的正常使用。

　　立體刀庫的應用：

　　隨著科技的進步，金屬材料的加工手段、方式也在不斷的發生變化，由原來的半手工機床的多夾具多工序向全自動化的一次夾具的加工中心發展。加工中心按不同工序自動選擇、更換刀具，自動對刀、自動改變主軸轉速、進給量等對加工形狀比較復雜，精度要求較高，品種更換頻繁的零件，可連續完成鉆、鏜、銑、鉸、攻絲等多種工序。而隨加工中心出現也就有了刀庫。立體刀庫要求換刀準確，到位精度高。由于所加工的金屬材料的多樣性，這就要求刀具的材質隨之變化，并且由于應用位置的關系，對檢測元器件體積、不同被測材質的檢測性能，以及及對磁場的抗性和EMC特性的要求有所提高。TURCK公司的Uprox+系列EG08外形開關由其小體積，檢測距離大，不同材質的金屬檢測距離無衰減等可靠的檢測性能，并且具有Uprox+的磁場抗性和EMC特性在加工中心和刀庫上得到廣泛的應用。

　　另外在焊接場所TURCK提供Uprx+系列的MT12/MT18/MT30系列的產品，此產品具有創新的PCB線圈排布結構，因而具有高水平的EMC特性和較強的抗強磁場干擾能力，由于不含有鐵氧體磁芯，所以對交直流磁場不再敏感，能夠充分的抵抗焊接過程中產生的強磁場影響。同時外殼具有特氟龍涂層，能夠耐受在焊接中產生的火花飛濺和機械磨損以及終端機械張力。確保產品檢測的高可靠性和使用壽命，成為焊接場所“量身定做”的檢測產品。

　　TURCK模擬量傳感器檢測金屬材質的應用: TURCK模擬量輸出型電感式傳感器不僅可以檢測到金屬，同時還能檢測出金屬的材質，并且傳感器與被測物之間的距離變化并不影響檢測結果的準確性。模擬量輸出型電感式傳感器基于渦流原理：電導體處于時變磁場中或在磁場中運動時會感應出電壓，從而產生渦流。由渦流產生的新磁場，其方向和原線圈磁場的方向相反。這兩個磁場疊加將改變原線圈的阻抗，傳感器通過測量變換電路，將阻抗的變化轉換成電壓變化輸出。

　　渦流傳感器可以檢測出不同的感應，如被測材料的電導率或導磁率。因此，電感式接近開關的靈敏度依賴于被檢測的材料。這意味著測量結果必須由材料系數調整得出修正系數。37號鋼具有最大的開關距離，其它金屬的開關距離相對小一些。修正系數就是最大開關距離與檢測其它金屬時可能衰減的距離的比值。典型的修正系數值有：黃銅0.35～0.5，銅0.25～0.45，鋁0.35～0.5，不銹鋼0.6～1。

　　圖爾克模擬量傳感器替代舊有的昂貴的檢測技術，在許多應用領域大展拳腳。在易拉罐自動回收機的應用中，它用于區分鐵鍍錫和鋁質的易拉罐，并將它們投入相應的回收箱內。檢測距離與金屬材質無關的檢測能力在這個環節非常重要，因為易拉罐通常都是已經變形的，傳感器與易拉罐邊緣之間的距離是變化的。這種應用此前使用串聯有磁體的霍爾傳感器，但這種傳感器不能確定易拉罐的材質是銅鍍錫還是其它鐵磁金屬，而且根本檢測不出鋁質易拉罐。

　　此外，它還可為在線質量控制提供良好的技術支持：不僅可以區分成型和未成型材料，也可以檢測出不同的不銹鋼合金。這種無損檢測原來只能通過復雜而昂貴的測量系統來實現。SMS Meer皮爾格軋管的冷軋工廠是圖爾克模擬量傳感器在重工業的一個應用案例。該公司為煉鋼、銅、鋁工業和鋼管廠、軋鋼廠、熱模鍛系統研發生產系統和設備。安裝在冷軋管機上的圖爾克渦流傳感器能夠檢測管的材質和直徑，甚至可以在高速生產下檢測出結果。這是舊有的檢測系統不可能提供的，其最大弊端就是缺乏適應性，而且不能提供直徑測量。SMS Meer項目工程師Jan Asbeck回憶并闡述圖爾克模擬量傳感器的得力之處時說：“現在我可以自己執行檢測，如有需要，還能令其適配近期可能發生的變化。”

　　在金屬加工行業TURCK的傳感器正在得到越來越多的應用，為客戶解決了各種疑難檢測問題，我們相信TURCK的傳感器將得到更多更廣的應用。