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实现气动系统的精确定位
newmaker    来源:MM现代制造
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在很多使用气缸的气动控制系统中,仅仅依靠对活塞位置的测定已满足不了用户对高精度的要求。只有连续不断地位置信号反馈与监控,才能在不使用价格昂贵的直线电机的前提下,完成高精度的自动化任务。现在,SICK公司研发生产了可以按照模拟信号工作原理采集气缸活塞运动位置的MPS电磁式位置传感器,成功地将操作灵活性和高定位精度结合起来。

在气动系统的线性运动位置检测中可以使用MPS电磁式位置传感器。该系列传感器能够检测的长度分别为:32mm、64mm、96mm和128mm,针对要完成的任务,用户可任意选择(图1)。这样在生产中就能够拥有极高的灵活性。一方面,气缸的T形槽上不再需要为各个检测点安装多个传感器;另一方面,通过“录返”功能省略了大量的传感器机械定位,优化了生产,且有利于生产过程的转换。零点和终点的调整设置也为用户提供了检测范围内的最大清晰度。

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图1 SICK公司研发生产的MPS电磁式位置传感器:根据检测任务的不同,
该系列传感器提供了4种检测长度,分别为32mm、64mm、96mm和128mm

提高气动驱动的精度

不同的检测范围对传感器探测部件的长度也提出了不同的要求。MPS电磁式位置传感器的探测部采用了快速插接的结构设计,能够方便地从上方安装到T形槽中,且用两个螺钉即可固定。在安全防护等级为IP 67的传感器外壳中,有两个电路板、用于非接触式位置信号采集的霍尔传感器、监控器以及录返功能元器件等。利用录返按键,可以准确确定零点和终点,也就是说,无论活塞运动到什么位置,电磁场极化如何,都能准确确定所需检测范围。在零点和终点之间的活塞位置可作为4~20mA电流和0~10V电压的模拟信号来表示(图2)。此传感器可在活塞最高运动速度为3m/s时对其运动位置进行高精度的检测。检测精度达0.05mm,直线性偏差只有0.3mm,重复精度为0.1mm。在MPS电磁式位置传感器的帮助下,气动驱动系统的工作精度可与直线电机相媲美,并使气缸得到了更多应用。

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图2 带位置检测传感器的气缸:零点和终点之间的活塞位置
可作为4~20mA电流和0~10V电压的模拟信号来表示

连接生产过程中的模拟控制

金属材料或者金属零部件的相互连接,以及与此连接相关的结构件的粘接或装夹,都可利用MPS电磁式传感器来完成。在螺栓拧紧系统中,可通过传感器的模拟信号数据对零点、拧入速度和最大拧入深度进行调节和设定。在超声波焊接设备中,MPS传感器通过对活塞线性位置的检测可精确提供超声波发生器与工件间的相对位置。在插入铆钉和铆接加工中,MPS传感器能够提供精确的铆接冲头的参数。在粘接、装夹或抓取工件时,MPS电磁式传感器的模拟数据同样能够提供很高精度的生产过程控制数据,正如自动的拾取-贴装工序那样。

与材料特性相匹配的冲裁工艺流程

冲剪生产过程对重复精度有着极高的要求。一方面,被冲裁的零件要求准确可靠地被冲剪下来;另一方面,冲裁过程还不能对冲压机床和冲压模具造成损伤。利用MPS电磁式位置传感器能够精确控制冲头在冲裁和冲压模具过程中的运动,且能够调节冲压和冲裁生产工艺,使之与金属材料的特性相匹配。同时,在冲压到录返确定的深度尺寸时,传感器可及时令冲头停止运动。

变形加工和自动化生产过程的精确进给

在进行精确的进给运动时,无论是磨削、冲压、弯曲还是冲裁,都经常要面对冲头运动距离、冲压深度或模具弯曲位置的控制等问题(图3)。现在,利用MPS电磁式位置传感器的模拟检测数据可以轻松解决上述问题。同样,在压铸机械中,此传感器也可用于对压铸模具和铸件顶出机构的精确定位和控制。恰恰是在恶劣的工作环境中,MPS传感器的高可用性尤为突出。在冲击、撞击和振动等环境中,都不会影响传感器在气缸T形槽中的固定,也不会影响活塞位置检测的精度和重复精度。

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图3 适合于高要求的自动化应用:在MPS电磁式位置传感器
的帮助下设备可精确测定冲压深度

在某些应用条件下,气缸活塞位置的检测数据可作为零件生产的重要数据使用。例如根据其采集的零件、装配件或者部件的位置尺寸,就能够对产品是否合格做出判断。在包装机械中,处理带式和导轨型的材料时,可通过模拟控制的气缸数据对裁剪长度进行监控,必要时对生产数据进行调整。以后,仪器的特征数据,如可编程序的开关控制点或者IO-Link功能等,都可利用功能强大的MPS电磁式位置传感器和相应的气动驱动装置加以改进。
文章内容仅供参考 (投稿) (8/6/2010)
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