Face FA機械構造標準件商品目錄2003版的標準件使用案例:以1的案例為例(【圖1】)、介紹一下轉動構造設計中的傳感器使用方法。
1. 1軸定位滑臺是由導軌和滾珠絲杠組成
2. 用凸輪連桿結構將旋轉移動轉變為垂直往復的沖壓結構
(1)傳感器的作用
傳感器是檢測機器、檢測機械的位置及速度等的運動情況以及沖壓等的物理性的狀態、周邊環境等狀況、用檢測的信息實施自動化控制。
【圖1】的案例、用非接觸式光傳感(光子傳感器)檢測定位滑臺的位置狀況和凸輪軸的旋轉角狀況、接受這個位置信號運行下一個序列程序。
(2)步進電機和定位傳感器的組成
【圖1】的案例是往復運動氣缸使用步進電機運行。由于步進電機自動控制旋轉角度(轉數及移動距離相同)及轉速、【図1】的傳感器的功能如下。
2. 控制定位輸出定位初始點(原點)
【圖1】的定位滑臺的驅動控制傳感器設置為3個。其中兩端的2個傳感器的功能是防止超越移動、中間的1個傳感器是原點輸出用傳感器。
凸輪軸的旋轉角度控制是由光子傳感器的開口凸輪和微型光子傳感器來檢測。
LCA經常采用的傳感器有與滑臺及移動體直接接觸式檢測用微動開關、非接觸式檢測用光電傳感器(光束傳感器:PEX11等、微型光子傳感器:FPM24等)、接近傳感器(PGXL8等)。
使用傳感器進行檢測輸出控制、所以在使用中檢測能力的可靠性非常重要。以下介紹一下常用的檢測用傳感器的性能比較。請選擇適合應用的傳感器。
(3)檢測用傳感器的特性比較
開關種類 | 微動開關限位開關 | 接近傳感器 | 光電傳感器 | 光電傳感器 |
項目 | ||||
檢測方式 | 接觸式 | 非接觸式 | 非接觸式 | 非接觸式 |
檢測原理 | 機械式開關 | 磁性感應傳感 | 光透式 | 反光式 |
動作精度 | ◎◎ | ○ | ○ | △ |
檢測距離 | △ | △ | ◎◎ | ◎ |
響應時間 | △ | ◎ | ◎ | ◎ |
壽命 | △ | ◎ | ◎ | ◎ |
抗干擾性 | ◎◎ | ◎ | ○ | ○ |
防塵、防水 | ○ | ◎ | △ | △ |
(4)各種傳感器的概要
接觸式傳感器(微動開關、限位開關)在壽命及響應速度上有缺陷、由于操作精度和抗干擾性(動作的可靠性)的性能非常優越、正確檢測結構部件的位置精度時會選用。此外由于有防外力及水、油、塵的構造在使用上的溫度范圍也非常廣泛所以是抗環境性能非常優越的傳感器。
磁性感應式接觸傳感器是利用磁場的變化進行界限距離檢測。周圍溫度變化使用時、以檢測距離70%的范圍作為檢測距離來使用為首選。其他性能可以達到平衡。
光電傳感器是按受光的構造分為3類。
?對射方式
具有發光部和受光部
?回歸反射方式
是由反射板和發光
?受光一體部2部分組成
?擴散反射方式
由發光·受光一體部組成
透過方式是通過檢測工件阻擋光源來動作。反射方式是通過檢測工件的反射光來動作。
這里介紹一下、直線運行的原點及移動限位的設置、確認操作是否存在等經常會使用光電傳感器。
(5)光電傳感的種類和特征
形式 | 傳感器形狀 | 傳感器構成 | 特征 | 米思米產品目錄NO. |
透過型 | 對向透過型 | 檢測范圍廣檢測距離長檢測穩定 | PEX11□PEX11E□PEX13□ | |
透過型 | 凹槽型 | 卓越的檢測精度調整簡單 | FPM□24FPM□44FPM□54 | |
反射型 | 回歸反射型 |
可感應長檢測距離 光軸調整簡單 |
PCX□ | |
反射型 | 擴散反射型 | 單方向感應根據調整可實現大多數工件的檢測 | - |
(6)滑動導向結構的定位控制案例
利用滑動導向和滾珠絲杠的構造控制直線運動結構的定位、檢測精度采用凹槽型光電傳感器。 兩端的2個傳感器為了限制直線運動范圍采用限位傳感控制、中央的傳感器是決定步進電機的旋轉開始零點。這個原點傳感的位置(電機的旋轉角度位置)脈沖為0、希望定位的位置距離(旋轉角度)用脈沖值進行編程。 安裝在移動側的被稱之為傳感器發訊塊的遮蔽板、用這個傳感器發訊塊遮蔽光電傳感器檢測出光束、是檢測移動體位置的系統。 傳感器是在傳感器用導軌(SEN□B等)上進行簡單的定位。
這里介紹一下利用槽型光電傳感器提供高精度化原點位置的設置處理。
高精度的原點位置設置方法
中央的光電傳感器通過傳感器發訊塊的位置作為可移動體的原點(=旋轉電機的旋轉軸角度原點)、原點設定時傳感器發訊塊通過速度過大時、可移動體的慣性力即使接收到停止信號也會出現輕微過載導致原點位置的設定產生誤差。 原點位置的設定在機械電源ON時和緊急停止處理后進行手動操作、需要注意因為操作時間短可移動物體在高速運轉時需要進行移動原點的設定。
高精度原點位置的設定方法要理解原由、這個操作運用程序自動化節省時間。
原點位置設定時的誤差產生原因
由于可移動物體的慣性力引起的過載導致停止指令
因此要實施高精度原點位置的設定、有必要在低速時通過傳感器發訊塊、下面的處理操作是為了這個操作在短時間內處理此項任務
高精度的原點位置的處理(參考【圖】)
1.傳感器發訊塊在一定程度高速運行時從單側通過原點傳感器后立即停止
2.1的狀態下、在低速運行時逆方向傳感器發訊塊移動到達原點傳感器OFF狀態
3.這個OFF狀態的位置作為原點
■ 目的
1.的操作在短時間內傳感器發訊塊返回光電傳感器位置
2.的操作傳感器在低速時可檢測出傳感器發訊塊位置但不檢測誤差
以上程序標準化后排除人員操作的偏差
這里介紹一下槽型光電傳感器的旋轉體原點位置設置
(1)旋轉體原點位置的設定方法
旋轉體的旋轉位置檢測方法與直線運動的位置檢測方法相同。旋轉運動轉變為直線運動的情況下有過載的危險性、旋轉運動使用這種方法的話不會導致過載。
因此結構上只有旋轉角的原點位置設定。這個傳感器發訊塊作為光子傳感器可使用滑動凸輪(參考商品目錄P.927:HPSC、HPJC)。這種情況下用電機側的脈沖數控制旋轉角(轉數)。
除此以外、可使用多個光子傳感器所用的凸輪(參考商品目錄P.927:PSC)、還可以通過角度調整的方法直接控制旋轉停止位置。
凸輪的旋轉控制使用槽型光電傳感器和光子傳感器所用的開口凸輪來控制。為了檢測凸輪位置、設置2個光電傳感器和開口凸輪。
?避免從接線端子的接線方向過度用力
?配線固定位置要確保操作及維修的便利性。
?注明傳感器編號和連接器編號便于維修
?線頭要留有移動余量
審核編輯:郭婷
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原文標題:自動化機械設計——傳感器使用方法
文章出處:【微信號:AMTBBS,微信公眾號:世界先進制造技術論壇】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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