Оптический бесконтактный выключатель (ВБО) (оптический датчик) имеет собственный излучатель и приемник оптического излучения. В изделиях ВБО (оптические датчики) марки «СЕНСОР» используют кодированное излучение инфракрасного диапазона. Функциональная схема ВБО приведена ниже.
Функциональная схема оптического датчика ВБОВ данном разделе применяются следующие термины из ГОСТ Р 50030.5.2.
Определение зоны чувствительности оптического датчика производится при перемещении стандартного объекта воздействия вдоль относительной оси.
Замеры с помощью оптического бесконтактного выключателя ВБО производятся при нормированной посторонней подсветке и без нее.
В соответствии с ГОСТ Р 50030.5.2 оптические бесконтактные выключатели (ВБО) классифицируются на три группы:
Оптический бесконтактный выключатель ВБО типа Тхарактеризуется тем, что излучатель и приемник размещены в отдельных корпусах. Прямой оптический луч идет от излучателя к приемнику и может быть перекрыт объектом воздействия. При определении зоны чувствительности Sd в качестве стандартного объекта воздействия используется приемник.
Зона чувствительности ВБО типа ТИзлучатель и приемник могут получать напряжение питания от различных источников питания. Индикатор излучателя сигнализирует о подаче напряжения питания. Индикатор приемника сигнализирует о срабатывании приемника. Элемент коммутации расположен в приемнике.
ВБО типа R размещен в одном корпусе и имеет как излучатель, так и приемник. Приемник принимает луч излучателя, отраженный от специального отражателя. При этом возможны два варианта использования этих изделий:
Для ВБО типа R зона чувствительности Sd определяется между ВБО и отражателем.
Зона чувствительности ВБО типа RПри поставке ВБО типа R отражатели входят в комплект поставки.
ВБО типа D размещен в одном корпусе, имеет излучатель и приемник.
Приемник принимает луч, рассеянно отраженный от объекта воздействия. Объект может перемещаться как вдоль относительной оси, так и под углом к ней.
Зона чувствительности ВБО типа DДля определения нормированных расстояний срабатывания должен быть использован стандартный объект воздействия:
При применении объекта воздействия, отличающегося от стандартного, реальные максимальные расстояния срабатывания могут не соответствовать нормированным. Можно использовать следующие поправочные коэффициенты для грубой корректировки расстояний срабатывания в зависимости от материала объекта:
| Материал | Коэффициент |
|---|---|
| Бумага белая | 1,0 |
| Бумага черная матовая | 0,1 |
| Металл полированный | 1,2...1,6 |
| Дерево | 0,4 |
В качестве примера приведены графики реальных границ срабатывания ВБО типа D при движении стандартного объекта воздействия перпендикулярно относительной оси.
ВБО-М18-76С-3111-СВБО-М18-76С-5111-САК оптическим бесконтактным выключателям типа Т относится серия многолучевых оптических защитных барьеров ВБО-Э20-...
Оптические защитные барьеры СЕНСОРРасположенные в ряд с шагом 20 мм светодиоды излучателя барьера и соответствующие фотодиоды приемника формируют параллельные лучи, расположенные в одной плоскости. Высота контролируемой плоскости определяется типоразмером защитного барьера (до 1 м), а ширина — разнесением излучателя и приемника (до 16 м).
При проникновении через контролируемую плоскость объекта (например, руки человека) происходит срабатывание коммутационного элемента защитного барьера.
Устройство управления барьером исключает срабатывание выходного коммутационного элемента при случайном кратковременном пересечении лучей.
Особенности эксплуатации ВБО определяются особенностями распространения инфракрасного излучения. Наличие факторов, ухудшающих его, ведет к уменьшению расстояния воздействия. Такими факторами могут быть пыль, дым, атмосферные осадки и т. п. Для компенсации влияния фоновых объектов и подстройки под реальные условия эксплуатации часть ВБО имеет регулировку чувствительности.
Для повышения помехоустойчивости в ВБО используется кодированное излучение.
Чтобы точнее направлять луч излучателя изделий ВБО-У25-... на поверхность отражателя (тип R) или активную поверхность приемника (тип Т), рекомендуется применять элемент крепления ПВ-КУ-025 с возможностью регулировки положения изделия.
Оптические защитные барьеры ВБО-Э20-... имеют кронштейны, обеспечивающие механическую регулировку положения излучателя и приемника.
ВБО-У25-... с напряжением питания 60—250 В переменного тока имеют реле на выходе коммутационного элемента, что расширяет возможности применения этих изделий.
Оптические датчики ВБ3 предназначены для регистрации и подсчета количества любых объектов и обладают большей дальностью действия по сравнению с другими бесконтактными датчиками. Датчики имеют регулятор чувствительности, позволяющий производить настройку по фактической контрастности объекта на фоне окружающих предметов.
Оптические датчики широко применяются в автоматизированных системах управления для регистрации наличия и количества предметов, обнаружения на их поверхности наклеек, меток и надписей, а также для позиционирования и сортировки предметов.
С помощью оптических датчиков можно контролировать расстояние, габариты, уровень, цвет и степень прозрачности объектов вне зависимости от материала его изготовления.
Помимо промышленной сферы датчики успешно применяются в охранных системах и в системах управления освещением.
Достоинством оптических датчиков является большое расстояние обнаружения, которое может достигать нескольких метров, и возможность регулировки чувствительности регистрирующего механизма.
Принцип действия оптических бесконтактных датчиков основан на изменении принимаемого датчиком светового потока. Оптические датчики состоят из 2-х функционально законченных узлов – источника оптического излучения и приемника этого излучения.
Источник оптического излучения (излучатель) и приемник могут быть выполнены в одном корпусе или в разных корпусах.
| Диффузный | На отражение от объекта | ВБ3С.18М.65.TR100.1П.1.K | |
| Барьерный | Прерывание светового потока излучателя | ВБ3. | |
| Лазерный рефлекторный | Прерывание светового потока излучателя | ВБ3С.18М.65.TRL5000.1П.1.K | |
| Лазерный маркерный | На отражение от метки | ВБ3MС.48.xx.TRL100.1.1.K |
Расстояние срабатывания датчика определяется его конструктивным исполнением (см. таблицу конструктивных исполнений).
Технический вопросПредложения/замечания по сайтуДругое
E-mail*
Компания
Телефон
Cообщение*
Добавить файлы
Изображение предоставлено: ЛЕВЧЕНКО ХАННА/Shutterstock.com
Датчики положения — это устройства, которые могут обнаруживать движение объекта или определять его относительное положение, измеренное от установленной контрольной точки. Эти типы датчиков также могут использоваться для обнаружения присутствия объекта или его отсутствия.
Существует несколько типов датчиков, которые служат тем же целям, что и датчики положения, и заслуживают упоминания. Датчики движения обнаруживают движение объекта и могут использоваться для запуска действия (например, включения прожектора или активации камеры безопасности). Датчики приближения также могут обнаруживать, что объект находится в пределах досягаемости датчика. Таким образом, оба датчика можно рассматривать как специальную форму датчиков положения. Подробнее об этих датчиках можно узнать в наших соответствующих руководствах о датчиках приближения и о датчиках движения. Одним из отличий датчиков положения является то, что они по большей части связаны не только с обнаружением объекта, но и с записью его положения и, следовательно, предполагают использование сигнала обратной связи, который содержит информацию о положении.
В этой статье представлена информация о различных типах датчиков положения, принципах их работы, использовании и основных характеристиках, связанных с датчиками этого класса. Чтобы узнать больше о других типах датчиков, ознакомьтесь с нашими соответствующими руководствами, в которых рассматриваются различные типы датчиков и их использование, а также различные типы датчиков Интернета вещей (IoT). Для целей данной статьи термины «датчик положения» и «детектор положения» считаются синонимами.
Общее назначение датчика положения состоит в том, чтобы обнаруживать объект и передавать его положение посредством генерации сигнала, обеспечивающего обратную связь по положению. Эта обратная связь затем может использоваться для управления автоматическими реакциями в процессе, звуковыми сигналами тревоги или инициированием других действий в соответствии с конкретным приложением. Вообще говоря, датчики положения можно разделить на три широких класса, которые включают датчики линейного положения, датчики поворотного положения и датчики углового положения. Существует несколько конкретных технологий, которые можно использовать для достижения этого результата, и различные типы датчиков положения отражают эти базовые технологии.
К основным типам датчиков положения относятся следующие:
представляют собой датчики на основе сопротивления, в которых используется резистивная дорожка с очистителем, прикрепленным к объекту, положение которого отслеживается. Движение объекта приводит к тому, что стеклоочиститель меняет свое положение на дорожке сопротивления и, следовательно, изменяет измеренное значение сопротивления между положением щетки и концом дорожки.
Таким образом, измеренное сопротивление можно использовать в качестве индикатора положения объекта. Это достигается с помощью делителя напряжения, в котором фиксированное напряжение подается на концы дорожки сопротивления, а измеренное напряжение от положения движка до одного конца дорожки дает значение, пропорциональное положению ползуна. Этот подход работает как для линейных перемещений, так и для вращательных перемещений.
, используемые для потенциометрических датчиков положения, включают проволочную обмотку, металлокерамику или пластиковую (полимерную) пленку. Эти типы датчиков положения предлагают относительно низкую стоимость, но также имеют низкую точность и воспроизводимость. Кроме того, ограничение размера устройства по конструкции ограничивает диапазон, в котором может быть измерено изменение положения.
Индуктивные датчики положения определяют положение объекта по изменению характеристик магнитного поля, индуцируемого в катушках датчика. Один тип называется LVDT или дифференциальным трансформатором с линейной переменной. В датчике положения LVDT три отдельные катушки намотаны на полую трубку. Одна из них является первичной катушкой, а две другие — вторичной. Они электрически соединены последовательно, но соотношение фаз вторичных катушек равно 180 o не совпадают по фазе относительно первичной обмотки. Внутри полой трубы помещается ферромагнитный сердечник или якорь, который соединяется с объектом, положение которого измеряется. Сигнал напряжения возбуждения подается на первичную катушку, которая индуцирует ЭДС во вторичных катушках LVDT. Измеряя разность напряжений между двумя вторичными катушками, можно определить относительное положение якоря (и, следовательно, объекта, к которому он прикреплен). Когда якорь находится точно по центру трубки, ЭДС компенсируются, что приводит к отсутствию выходного напряжения. Но когда якорь уходит из нулевого положения, напряжение и его полярность меняются. Следовательно, амплитуда напряжения вместе с его фазовым углом служит для предоставления информации, отражающей не только величину смещения от центрального (нулевого) положения, но и его направление.
На Рисунке 1 ниже показана работа дифференциального трансформатора с линейным регулированием, показывающая преобразование измерения напряжения в индикацию положения.
Изображение предоставлено: https://www.electronics-tutorials.ws
Эти типы датчиков положения обеспечивают хорошую точность, разрешение, высокую чувствительность и хорошую линейность во всем диапазоне измерения. Они также не имеют трения и могут быть герметизированы для использования в условиях, где может быть воздействие элементов.
В то время как LVDT служат для отслеживания линейного движения, эквивалентное устройство, называемое RVDT (вращающийся дифференциальный трансформатор напряжения), может обеспечивать отслеживание положения вращения объекта. RVDT функционирует идентично LVDT и отличается только особенностями их конструкции.
Вихревые токи — это наведенные токи, возникающие в проводящем материале в присутствии изменяющегося магнитного поля и являющиеся результатом действия закона индукции Фарадея. Эти токи протекают по замкнутым петлям и, в свою очередь, приводят к генерации вторичного магнитного поля.
Если на катушку подается переменный ток для создания первичного магнитного поля, присутствие проводящего материала, поднесенного к катушке, может ощущаться благодаря взаимодействию вторичного поля, генерируемого вихревыми токами, которое влияет на полное сопротивление катушка. Таким образом, изменение импеданса катушки можно использовать для определения расстояния объекта от катушки.
Вихретоковые датчики положения работают с электропроводящими объектами. Большинство вихретоковых датчиков работают как датчики приближения, предназначенные для определения того, что объект приблизился к местоположению датчика. Они ограничены как датчики положения, потому что они всенаправленные, что означает, что они могут установить относительное расстояние объекта от датчика, но не направление объекта относительно датчика.
Емкостные датчики положения полагаются на обнаружение изменения значения емкости для определения положения измеряемого объекта. Конденсаторы состоят из двух пластин, отделенных друг от друга диэлектрическим материалом между пластинами. Есть два общих метода, которые используются для определения положения объекта с помощью емкостного датчика положения:
В первом случае измеряемый объект крепится к диэлектрическому материалу, положение которого относительно обкладок конденсатора изменяется при движении объекта. По мере смещения диэлектрического материала эффективная диэлектрическая проницаемость конденсатора изменяется как результат частичной площади диэлектрического материала, а баланс представляет собой диэлектрическую проницаемость воздуха. Этот подход обеспечивает линейное изменение значения емкости относительно относительного положения объекта.
Во втором случае объект не прикрепляется к диэлектрическому материалу, а присоединяется к одной из обкладок конденсатора. Следовательно, по мере того, как объект перемещает свое положение, площадь перекрытия пластин конденсатора изменяется, что опять-таки меняет значение емкости.
Принцип изменения емкости для измерения положения объекта может быть применен к движению как в линейном, так и в угловом направлениях.
Ферромагнитные материалы, такие как железо, никель и кобальт, обладают свойством, известным как магниторестрикция, что означает, что материал изменит свой размер или форму в присутствии приложенного магнитного поля. Магниторестрикционный датчик положения использует этот принцип для определения положения объекта.
К измеряемому объекту прикреплен подвижный позиционный магнит. Волновод, состоящий из провода, по которому передается импульс тока, соединен с датчиком, расположенным на конце волновода. Позиционный магнит создает аксиальное магнитное поле, силовые линии которого компланарны по отношению к магниторестрикционному проводу и волноводу. При пропускании импульса тока по волноводу в проводе создается магнитное поле, взаимодействующее с аксиальным магнитным полем постоянного магнита (позиционного магнита). Результатом взаимодействия полей является закручивание, известное как эффект Видемана. Это скручивание вызывает натяжение провода, которое генерирует звуковой импульс, который распространяется по волноводу и обнаруживается датчиком на конце волновода. Измеряя время, прошедшее между началом импульса тока и обнаружением звукового импульса, магниторестрикционный датчик положения может установить относительное местоположение позиционного магнита.
Поскольку звуковая волна будет распространяться от места, где расположен позиционный магнит, в двух направлениях (как к датчику, так и от него), на противоположном конце волновода расположено демпфирующее устройство для поглощения импульса, идущего от датчика положения. датчик, чтобы он не вызывал отражения мешающего сигнала обратно к датчику. На Рисунке 2 ниже показан принцип работы магниторестрикционного датчика положения.
Изображение предоставлено: https://www.sensorland.com/HowPage024.html
По своей природе магниторестрикционные датчики положения используются для определения линейного положения. Они могут быть оснащены несколькими позиционными магнитами для предоставления информации о положении нескольких компонентов вдоль одной и той же оси. Это бесконтактные датчики, и, поскольку волновод обычно размещается в трубке из нержавеющей стали или алюминия, эти датчики можно использовать в приложениях, где они могут быть потенциально загрязнены. Кроме того, магниторестрикционные датчики положения могут работать даже при наличии преграды между волноводом и позиционным магнитом при условии, что преграда изготовлена из немагнитного материала.
Доступны датчики с различными выходами, включая напряжение постоянного тока, ток, сигнал ШИМ и цифровые импульсы пуск-стоп.
Эффект Холла заключается в том, что когда по тонкому плоскому электрическому проводнику протекает ток и он помещается в магнитное поле, магнитное поле воздействует на носители заряда, заставляя их накапливаться на одной стороне проводника по отношению к другой, чтобы компенсировать интерференцию магнитного поля. Это неравномерное распределение электрических зарядов приводит к созданию разности потенциалов между двумя сторонами проводника, известной как напряжение Холла. Этот электрический потенциал возникает в направлении, поперечном направлению течения электрического тока и направлению магнитного поля. Если ток в проводнике поддерживается на постоянном уровне, величина напряжения Холла будет напрямую отражать силу магнитного поля.
В датчике положения на эффекте Холла объект, положение которого измеряется, соединяется с магнитом, расположенным в валу датчика. При движении объекта положение магнита меняется относительно элемента Холла в датчике. Затем это перемещение положения изменяет силу магнитного поля, приложенного к элементу Холла, что, в свою очередь, отражается как изменение измеренного напряжения Холла. Таким образом, измеренное напряжение Холла становится индикатором положения объекта.
Волоконно-оптические датчики положения используют оптическое волокно с набором фотодетекторов, расположенных на каждом конце волокна. Источник света прикреплен к объекту, за движением которого наблюдают. Энергия света, направленная во флуоресцентное волокно в месте нахождения объекта, отражается в волокне и направляется на любой конец волокна, где она обнаруживается фотодетекторами. Логарифм отношения измеренной оптической мощности, наблюдаемой на двух фотодетекторах, будет линейной функцией расстояния объекта от конца волокна, и поэтому это значение можно использовать для предоставления информации о местоположении объекта.
Оптические датчики положения работают по одному из двух принципов. В первом типе свет передается от излучателя и направляется к приемнику на другом конце датчика. Во втором типе излучаемый световой сигнал отражается от контролируемого объекта и возвращается к источнику света. Изменение световых характеристик (например, длины волны, интенсивности, фазы, поляризации) используется для получения информации о положении объекта. Эти типы датчиков делятся на три категории:
Оптические датчики положения на основе энкодера доступны как для линейного, так и для вращательного движения.
Подобно оптическим датчикам положения, ультразвуковые датчики положения излучают высокочастотную звуковую волну, обычно генерируемую пьезоэлектрическим кристаллическим преобразователем. Ультразвуковые волны, генерируемые преобразователем, отражаются от измеряемого объекта или цели обратно к преобразователю, где генерируется выходной сигнал. Ультразвуковые датчики могут работать как датчики приближения, когда они сообщают об объекте, находящемся в пределах заданного диапазона датчика, или как датчик положения, который предоставляет информацию о расстоянии. Преимущества ультразвуковых датчиков положения заключаются в том, что они могут работать с целевыми объектами из различных материалов и характеристик поверхности, а также могут обнаруживать небольшие объекты на большем расстоянии, чем датчики положения других типов. Они также устойчивы к вибрации, окружающему шуму, электромагнитным помехам и инфракрасному излучению.
Технические характеристики датчика положения Конкретные параметры, определяющие характеристики датчика положения, будут различаться в зависимости от выбранного типа датчика, поскольку основные технологические принципы меняются от типа к типу. Вот некоторые ключевые характеристики, которые следует учитывать применительно к большинству датчиков положения:
Другие факторы выбора датчиков положения включают:
имеют множество применений и лежат в основе многих автоматизированных процессов. Знакомым является автоматизированная мойка автомобилей. Датчики положения используются для определения местоположения автомобиля, когда он движется по автомойке. Это позволяет активировать уборочное оборудование в нужное время. Чтобы автомойка могла очистить шины, она должна знать, где они находятся и когда они находятся в правильном положении, чтобы применить очистители или средства защиты шин. Учитывая тот факт, что автомобили бывают разных размеров, необходимы датчики положения, чтобы определить, когда начинать и останавливать процесс очистки, чтобы автомойка могла адаптироваться к различным автомобилям и по-прежнему эффективно очищать их все.
также используются для управления оборудованием. Индуктивные датчики, представляющие собой большие петли из проволоки, встроенные в дороги, используются для обнаружения транспортных средств на полосе левого поворота, чтобы позволить системе управления дорожным движением активировать светофор. На парковках с системами контроля доступа датчики положения поднимают ворота, когда к ним приближаются автомобили. Лифты используют датчики положения, чтобы определить, правильно ли расположен лифт на определенном этаже и что двери лифта можно безопасно открывать.
Промышленные процессы в автоматизированных производственных линиях используют датчики положения, чтобы убедиться, что продукты находятся в правильном положении, прежде чем произойдет автоматический этап процесса, такой как распыление краски на кузов автомобиля или добавление воды в бутылку с водой. В медицинских учреждениях есть МРТ-сканеры, в которых используются датчики положения, чтобы убедиться в правильности положения пациента перед началом сканирования или визуализации, а также для перемещения пациента через МРТ-аппарат.
Автомобильные конструкторы и инженеры используют датчики положения для измерения важных параметров двигателя, таких как положение коленчатого вала и положение дроссельной заслонки.
Камеры видеонаблюдения с возможностью сканирования и наклона будут использовать датчики положения для определения относительного направления камеры, чтобы убедиться, что она правильно ориентирована для оптимального обзора.
В этой статье представлен краткий обзор датчиков положения, включая описание, типы, основные характеристики и способы их использования. Для получения информации по другим темам обратитесь к нашим дополнительным руководствам или посетите платформу поиска поставщиков Thomas, где вы можете найти потенциальные источники поставок для более чем 70 000 различных категорий продуктов и услуг.
Эти простые в использовании датчики можно использовать в самых разных приложениях, таких как высокоточное позиционирование и проверка различий типов продуктов. В линейку также входит совершенно новый лазерный датчик на основе изображения, который автоматически корректирует смещение цели для одновременного обнаружения нескольких точек с высокой точностью.
Скачать каталоги
Включить снятые с производства серии
Лазерные датчики на основе изображения серии IX могут измерять высоту в любом месте в пределах области. Распознавание изображений на основе камеры позволяет лазеру определять высоту целевой точки, даже если детали не идеально выровнены на производственной линии. Высота места, где лазер попадает в цель, будет варьироваться, если цель наклонена или сама цель отличается, но серия IX может определить разницу в высоте относительно эталона. Например, на линии сборки деталей один блок серии IX может не только проверять наличие деталей, но также выполнять проверки посадки и другие проверки на основе высоты. Благодаря способности обнаруживать перепады высот, серия IX также свободна от ложных срабатываний и ошибок при наличии бликов от глянцевых поверхностей металлических деталей или когда целевая точка обнаружения имеет тот же цвет, что и фон, предлагая стабильную автоматическую встроенную дифференциацию. .
Каталоги Цена
Низкоконтрастные цели затрудняют обнаружение
Для целей с похожими цветами или материалами разница между светлым и темным не всегда четкая, что может привести к нестабильному обнаружению.
Контраст цели не имеет значения
Обнаружение на основе высоты обеспечивает стабильные результаты даже при низком контрасте между целью и фоном.
Изменения в положении и ориентации приводят к неправильному обнаружению
Изменения в положении и ориентации цели могут привести к изменению места, где лазер попадает в цель, что приведет к неправильному обнаружению.
Инструмент настройки положения отслеживает смещенные цели
Камера отслеживает положение, ориентацию и размещение цели, что позволяет определить местоположение каждой цели.
Многофункциональные аналоговые лазерные КМОП-датчики серии IL представляют собой отражающие лазерные датчики смещения, которые обеспечивают лучшую в своем классе способность обнаружения и стабильность по разумной цене. Стабильное обнаружение возможно без настройки для типов заготовок или состояния их поверхности, поэтому серию IL можно добавить к производственным линиям, чтобы упростить настройку, переналадку и изменение продукта. Благодаря широкой линейке сенсорных головок, включая высокоточные модели и модели с большим радиусом действия (до 3,5 м 11,5 футов), эти лазерные датчики могут применяться в самых разных областях благодаря их широкому динамическому диапазону и устойчивости к окружающей среде. Повторяемость 1 мкм позволяет использовать в настройках обнаружения с высокой точностью, которые предыдущие датчики не могли обеспечить стабильно.
Каталоги Цена
Прочный, надежный, воспроизводимый Упрощенный лазерный измеритель. KEYENCE предлагает вам экономичный аналоговый лазерный датчик
Лазерные датчики смещения
Серия LB
Снято с производства
Лазерный измеритель смещения дальнего действия
Серия LF
Снято с производства
Лазерный датчик
Серия LG
Снято с производства
Для увеличения срока службы — общей проблемы с датчиками перемещения контактного типа — конструкция основного корпуса высокоточного цифрового контактного датчика серии GT2 была существенно переработана. Конструкция, включающая разъем реле и кабель, обеспечивает стабильное измерение даже в среде с брызгами воды или масла. Кроме того, уменьшенный вес шпинделя означает минимальный износ от трения и значительно повышенную долговечность. Доступен широкий выбор сенсорных головок, в том числе карандашного типа, пневматического толкающего типа и типа с низким напряжением. Серия GT2 предлагает два типа методов обнаружения: LVDT (линейный регулируемый дифференциальный трансформатор) и Scale Shot System II. Это позволяет использовать его в различных приложениях. Разнообразная линейка коммуникационных модулей позволяет осуществлять связь с ПК и ПЛК различных производителей.
Каталоги Цена
Головка датчика, включая разъем и кабельную секцию, соответствует требованиям IP67G и NEMA Type 13. Это означает, что стабильные измерения достигаются даже в суровых условиях, содержащих брызги воды или масла. Чтобы повысить надежность — распространенную проблему с контактными датчиками — особое внимание было уделено конструкции корпуса датчика. Конструкция включает в себя высокопрочный линейный шарикоподшипник и бесшовный корпус для дополнительной прочности. Кроме того, уменьшенный вес шпинделя означает минимальный износ от трения и значительно повышенную долговечность. Эти усовершенствования конструкции сокращают время обслуживания и простоя оборудования.
Проверка узла диска
Серия GT2 доступна с широким ассортиментом головок, включая карандашные, пневматические и низкоскоростные. Выберите дизайн, наиболее подходящий для приложения.
Цифровой контактный датчик общего назначения серии GT представляет собой датчик контактного типа, разработанный для простоты использования и надежности. Его можно легко установить на существующих объектах, что позволяет быстро запустить производственную линию после установки. Он также имеет удобный для просмотра дисплей и функцию самодиагностики для проверки таких условий, как заедание шпинделя или отсоединение кабеля. Существует два типа монтажа усилителя: тип DIN для монтажа на рейку и панельный тип для монтажа на панели. Выбор правильного типа для среды установки эффективен для упрощения проводки. Включены различные функции для завершения настройки с минимальными шагами. Датчик можно использовать сразу после установки. Наглядные индикаторы четко показывают результаты оценки и ошибки во время измерения.
Многоцелевые лазерные микрометры с ПЗС серии IG обеспечивают высокоточную дифференциацию, на которую не влияет количество света, пропускаемого мишенью. В этой серии в качестве светоприемного элемента используется устройство с линейным зарядом (L-CCD). Вместо того, чтобы использовать интенсивность полученного света, он улавливает край проходящего лазерного излучения, поэтому он может выполнять высокоточное, стабильное дифференцирование с повторяемостью 5 мкм и линейностью ±0,1%. Это делает серию IG способной поддерживать различные приложения, включая обнаружение кромок и позиционирование прозрачного стекла, точное распознавание внешнего диаметра заготовки, контроль обратной связи при обнаружении кромки листа и измерение зазора между роликами. Монитор позиционирования на основном блоке облегчает выравнивание оптических осей при запуске линии и во время переключения.
Каталоги Цена
Монитор положения упрощает выравнивание оптической оси. Легко выполнить выравнивание оптической оси, отрегулировав головку датчика так, чтобы все индикаторы монитора положения стали красными.
Корпус соответствует рейтингу IP67 в соответствии со стандартами IEC и остается водонепроницаемым даже после пребывания на глубине одного метра в течение 30 минут. Корпус устойчив к неблагоприятным условиям окружающей среды и обеспечивает длительный срок службы.
Датчики обнаружения лазерного излучения серии IB подходят для самых разных областей применения благодаря высокой точности дифференциации интенсивности принимаемого света. В этой серии в качестве светоприемного элемента используется фотодиод (PD). Точно обнаруживая изменения в интенсивности принимаемого света, он может поддерживать различные приложения, не влияя на цель. Например, серия IB может использоваться для приложений, которые невозможны с фотоэлектрическими датчиками, таких как обнаружение жидкого кристаллического стекла и жидкой мутности, различение типов пленки, обнаружение наклона чипов и неправильная установка колпачков, и все это по низкой цене. Компактная сенсорная головка оснащена светодиодом юстировки, что упрощает юстировку оптической оси.
Многоцелевой лазерный микрометр с ПЗС
Серия ГВ-Т
Снято с производства
Компактный лазерный датчик Thrubeam с цифровым дисплеем
Серия LX2
Снято с производства
Лазерные фотоэлектрические датчики
Серия LX
Снято с производства
Лазерный микрометр с ПЗС
Серия VG
Снято с производства
Мощные цифровые ультразвуковые датчики серии FW представляют собой сверхмногоотражающие бесконтактные датчики уровня, обеспечивающие стабильное обнаружение любой цели. На них не влияет цвет, узор, блеск или прозрачность поверхностей, поэтому их можно использовать для любых целей, включая уровни жидкости, металл и стекло. Головки датчика, соответствующие стандарту IP67, обладают отличной устойчивостью к воздействию окружающей среды и излучают мощные ультразвуковые волны, которые проникают в пыль и грязь для обнаружения обрабатываемых деталей. Недавно включенный сервис A.W.S. (активный волновой стабилизатор) устраняет влияние вибрации цели или окружающего света. Н.О.Д. (обнаружение ближайшего объекта) обнаруживает только ближайшую цель, не влияя на блеск или формы фона. Это позволяет выполнять стабильное обнаружение любой цели в любой среде установки.
Серия FW легко обнаруживает металл, стекло, уровень жидкости или другие объекты, которые трудно обнаружить с помощью фотоэлектрических датчиков отражательного типа. Кроме того, на обнаружение не влияет цвет, узор или блеск поверхности цели.
Новый алгоритм A.W.S. (Активный стабилизатор волны)* стабилизирует обнаружение, избегая влияния вибрации цели или внешних помех.
определяют положение, определяя расстояние до цели, высоту, ширину и другую информацию. Различные датчики могут быть выбраны в зависимости от формы заготовки, условий и области применения.
Датчики смещения контактного типа, которые работают по типичному принципу линейных регулируемых дифференциальных трансформаторов (LVDT), обнаруживают и измеряют изменения высоты цели, фиксируя механическое линейное движение зонда как смещение. Среди оптических датчиков наиболее распространены бесконтактные датчики перемещения из-за линейности света. Лазерные датчики смещения можно разделить на отражающие и траекторные модели. Отражающие модели определяют положение и высоту в зависимости от расстояния до цели. Лазерные датчики перемещения Thrubeam могут непрерывно определять не только положение объектов, проходящих вертикально через полосу сигнального света, но и их внешний и внутренний диаметры.
, используемые для позиционирования заготовок, могут применяться выборочно в зависимости от формы заготовки и условий обнаружения. Методы обнаружения можно разделить на две группы: контактные и бесконтактные. Контактные датчики смещения (сенсоры касания), которые приводят зонд в непосредственный контакт с целью, являются типичными датчиками позиционирования контактного типа. Лазерные датчики смещения являются типичным примером бесконтактных датчиков позиционирования, использующих линейность лазерного излучения для обнаружения. В следующем разделе объясняются типы и принципы работы этих типичных датчиков позиционирования.
Метод линейного регулируемого дифференциального трансформатора (LVDT):
Датчик смещения LVDT определяет механическое линейное перемещение как смещение и преобразует его в электрический сигнал.
Этот тип датчика имеет сердечник в центре с катушками, расположенными вокруг него. Зонд прикреплен к кончику сердечника, образуя веретено. Шпиндель прижимается к мишени с помощью пружинного механизма, скользя при изменении высоты мишени. Магнитное поле создается, когда ток проходит через катушку, перемещая сердечник внутри. Сопротивление катушки и уровень выходного сигнала изменяются в зависимости от перемещения сердечника. Движение сердечника показывает изменения формы цели, что означает, что смещение можно измерить по изменениям уровня выходного сигнала. Эти изменения можно использовать для измерения высоты и позиционирования.
Шкала (импульсный метод):
Контактные датчики смещения, использующие шкальный метод, также называются датчиками счета импульсов.
Вертикальное перемещение шпинделя, вызванное его контактом с целью, преобразуется внутренней шкалой в сигналы для определения положения. Подсчет импульсов бывает двух типов: подсчет магнитных импульсов, при котором импульсы подсчитываются с использованием магнитного поля с полюсом S (N); и оптический подсчет импульсов, который подсчитывает импульсы с использованием светоприемного элемента с прорезями на шкале в качестве источника света.
Точность определения методом весов зависит от точности встроенных весов.
Компания KEYENCE разработала Scale Shot System II, первую в мире систему, использующую CMOS-сенсор для высокоскоростного сканирования абсолютной стеклянной шкалы, которая включает в себя прорези со сложным рисунком, меняющимся в зависимости от положения. Это позволяет датчику точно измерять высоту (положение), получать абсолютное положение и обнаруживать информацию о положении, что означает, что ему не требуется настройка нулевой точки. Эти свойства также предлагают другие преимущества, такие как защита от ошибок отслеживания и хорошие температурные характеристики.
Однако датчики позиционирования контактного типа не подходят для использования с мягкими заготовками, которые могут быть деформированы датчиком, и заготовками, склонными к царапанию.
Отражающие лазерные датчики смещения:
Одна головка датчика излучает лазерный свет на цель, а отраженный свет принимается встроенным светоприемным элементом (например, CMOS). Датчик этого типа может определять расстояние до цели на основе изменений положения отраженного света, полученного CMOS через линзу приемника, и определять положение и высоту. Этот принцип называется методом триангуляции, потому что путь лазера представляет собой треугольник.
Лазерные датчики смещения, в которых в качестве светоприемного элемента используется КМОП, могут обеспечивать высокоточное определение положения.
Лазерные датчики смещения Thrubeam:
Этот тип датчика создает полосу лазерного сигнального света между лазерным передатчиком и приемником. Когда цель проходит через сигнальный свет, часть сигнального огня блокируется. Изменения количества и положения проходящего лазерного луча улавливаются светоприемным элементом (например, ПЗС) для обнаружения цели без контакта с ней.
Ширина полосы лазера варьируется, что позволяет использовать его в различных приложениях, таких как целевое положение и обнаружение кромок, а также измерение зазора и внутреннего/внешнего диаметра, независимо от формы или назначения заготовки.
Лазерные датчики смещения могут не только позиционировать цели, не касаясь их, но также поддерживать широкий спектр приложений, размещая несколько сенсорных головок в соответствии с формой или назначением заготовки. Можно разместить несколько отражающих моделей, нацеленных на плоские заготовки с разных направлений, чтобы измерить их плоскостность на основе разницы высот. Модели Thrubeam могут определять внешний и внутренний диаметры объектов.
По сравнению с другими датчиками позиционирования, лазерные датчики перемещения могут обнаруживать и различать цели из любого материала благодаря их бесконтактному действию. Их гибкость в установке также означает, что они поддерживают различные приложения, включая позиционирование различных форм и размеров заготовок, а также определение высоты и внешнего/внутреннего диаметра.
Лазерные датчики смещения, как правило, не зависят от состояния поверхности цели, что позволяет использовать их с различными заготовками. Еще одним заметным преимуществом является свобода установки. Благодаря линейности лазерного излучения эти датчики можно гибко устанавливать, не беспокоясь об определении расстояния. Кроме того, лазерный свет не рассеивается, поэтому эти датчики могут нацеливаться на узкие зазоры, предотвращая эффекты рассеянного света. Защищенные от воздействия окружающей среды головки датчиков могут работать в условиях высоких температур, в то время как мощные датчики смещения с траекторным лазерным лучом имеют гораздо более низкий уровень ложных срабатываний даже при наличии небольшого количества пыли.
По сравнению с другими датчиками позиционирования лазерные датчики смещения могут непрерывно обнаруживать и различать положения, не останавливая цели. Поэтому они не влияют на время цикла производственных линий, не царапают поверхности или иным образом не повреждают детали благодаря бесконтактному обнаружению.
В отличие от датчиков технического зрения, лазерные датчики смещения не требуют спуска затвора, поэтому они могут непрерывно обнаруживать края движущихся заготовок. Модели Thrubeam могут непрерывно определять внешний диаметр экструдированных стержневых заготовок или всю длину кромки листа или пленки на роликовом станке. Другие возможные применения включают обнаружение биения. Поскольку и отражающим, и трапецевидным типам не нужно соприкасаться с мишенями, они могут обнаруживать заготовки из мягких материалов, не влияя на их форму. Они также эффективны при использовании с хрупкими, легко царапаемыми мишенями.
Некоторые сенсорные головки для датчиков позиционирования обеспечивают пятно луча микронного порядка, что позволяет обнаруживать крошечные области на небольших заготовках. Датчики, использующие лазер красного света, можно легко установить, глядя на пятно луча при регулировке положения обнаружения.
По сравнению с другими датчиками позиционирования, лазерные датчики перемещения могут точно обнаруживать крошечные области на небольших целях (например, примерно 200 × 750 мкм на эталонном расстоянии для IL-030), что затруднительно с датчиками перемещения контактного типа. Поскольку лазерный свет имеет лучшую линейность по сравнению со светодиодами, эти датчики способны точно обнаруживать глубокие и узкие области на расстоянии. Это позволяет лазерным датчикам смещения значительно сократить время и усилия по установке по сравнению с фотоэлектрическими датчиками. Лазерный датчик смещения с красным лазерным излучением может быть полезен при проверке того, попадает ли луч в намеченную точку.
Неправильное определение высоты болта или винта
Лазерные датчики смещения со встроенной камерой полезны при проверке посадки и высоты автомобильных деталей. Лазерные датчики серии IX могут одновременно измерять до 16 точек в поле зрения 108,5 × 81 мм (4,27 × 3,19 дюйма). Камера идентифицирует цели с помощью изображения и следует за несколькими указанными точками, а лазер определяет отдельные высоты этих точек и разницу высот. Один блок серии IX может достичь того, что ранее требовало нескольких сенсорных головок, сведя к минимуму необходимое пространство для установки. Смещенные заготовки в линии переноса могут быть автоматически исправлены до правильного положения на изображениях, если они находятся в пределах области сканирования, поэтому строгое позиционирование больше не требуется.
Определение положения кромки при переносе пленки
Изгиб заготовок во время переноса является причиной образования складок и провисаний на пленке и других тонких изделиях. Продолжение намотки заготовки со смещенным положением кромки может вызвать провисание из-за неравномерной намотки рулона, что приведет к изгибу заготовки. Это приводит к дефектным рулонам и снижению выхода продукции. Многоцелевые лазерные ПЗС-микрометры серии IG обеспечивают непрерывную высокоточную дифференциацию положения краев движущихся деталей. Недавно разработанная оптическая система обеспечивает стабильное определение краев и контроль тонких, прозрачных и сетчатых пленок и листов. Обнаруженный статус переноса пленки также предоставляется системе в качестве обратной связи, что позволяет контролировать края.
Измерение и дифференциация размеров и наружного диаметра изделия
Если вы хотите предотвратить появление царапин или других повреждений на заготовках контактными измерительными приборами, вам следует рассмотреть возможность бесконтактного измерения с использованием системы технического зрения. Однако, если ваша цель измерения ограничена толщиной, шириной, высотой и/или короблением деталей, внедрение системы технического зрения будет слишком дорогостоящим и слишком сложным в эксплуатации, учитывая область применения. Многофункциональные аналоговые лазерные датчики серии IL CMOS могут обнаруживать цели любого цвета или материала по разумной цене. Измеряя смещение в нескольких точках, серия IL может определять форму и деформацию заготовки, а также измерять толщину и ширину экструдированных изделий.
В большинстве случаев выравнивание оптических осей усложняется по мере увеличения расстояния. Кроме того, оптическая ось может смещаться, если датчик установлен и используется в месте со значительной вибрацией. Могут возникнуть проблемы с выравниванием, поэтому необходимы периодические проверки. Принимая во внимание эту проблему, лазерные датчики смещения KEYENCE позволяют визуализировать оптическую ось с помощью светодиода на датчике. Многоцелевые лазерные ПЗС-микрометры серии IG имеют монитор положения в основном блоке, а датчики обнаружения лазерного луча серии IB имеют светодиодный индикатор выравнивания в основном блоке, оба из которых отображают положение оси лазерного луча видимым образом. Вы можете напрямую видеть состояние оси луча, что упрощает настройку и регулировку.
Нет. В лазерных датчиках на основе изображений серии IX используется механизм, который отличается от нескольких головок датчиков, одновременно излучающих лазерный свет. Одна сенсорная головка серии IX, установленная над заготовкой, с несколькими точками, указанными в поле зрения встроенной камеры, может выполнять лазерное излучение и получение высот во всех указанных точках. Это возможно благодаря недавно разработанной системе сканирования дисков, которая определяет высоту в разных местах с помощью следующего процесса:
1. Камера определяет положение на основе характеристик цели, и система корректирует положение лазерного излучения.
2. Головка датчика направляет лазер в указанную точку с помощью высокоточного МЭМС-зеркала.
3. Отраженный свет фокусируется на CMOS для расчета расстояния.
Одна сенсорная головка, выполняющая описанный выше процесс и управление на высокой скорости, может стабильно и точно определять высоту в нескольких точках. Поскольку одновременно определяется высота опорной плоскости, точность определения высоты цели не снижается из-за наклона или смещения цели.
Линейка датчиков серии IL включает модель сверхдальнего действия, которую можно установить на расстоянии до 3500 мм (137,80 дюйма) от поверхности объекта. Например, этот лазерный датчик может определять высоту листа в зазоре прокатного станка. машина, не мешая машине.Управление кольцом во время передачи листов или других заготовок возможно путем передачи обнаруженных данных в качестве обратной связи на машину. Эта модель также поддерживает приложения в условиях высокой температуры, такие как измерение толщины стального листа в условиях высокой температуры , измерение размеров горячих поковок и позиционирование роботов, которые работают с горячими изделиями.
В зависимости от типа датчики позиционирования имеют разные меры предосторожности и необходимые действия при их установке и использовании. В следующем разделе объясняются ключевые моменты установки и использования каждого распространенного типа датчика положения.
Датчики перемещения контактного типа касаются целей непосредственно щупом для определения их положения путем расчета изменений высоты шпинделя. Чтобы датчик перемещения контактного типа стабильно обнаруживал цели на линии, при установке и использовании необходимо соблюдать следующие меры предосторожности.
Во время установки
Датчик должен быть установлен под правильным углом по отношению к направлению определения положения, и этот угол должен поддерживаться. Как правило, датчики перемещения контактного типа имеют небольшую точку измерения. Это означает, что при смещении угла по отношению к направлению обнаружения смещается и угол контакта зонда, что может привести к ошибкам.
Поддержание точности и стабильности
Несмотря на то, что датчики смещения контактного типа имеют преимущество в повторяемости, могут возникать ошибки измерения, если сам датчик смещается со своего места. Датчик должен быть надежно закреплен зажимным приспособлением, чтобы при повторных измерениях не произошло никаких изменений угла и измеряемого расстояния.
В случае обычных датчиков, использующих метод шкалы (счетчика импульсов), если шпиндель резко перемещается из-за вибрации или по другим причинам, реакция фотоэлектрического датчика может задерживаться, что приводит к ошибкам отслеживания. При установке этих датчиков вам необходимо будет принять меры против значительных вибраций, вызванных любыми машинами, находящимися поблизости.
Рефлекторные лазерные датчики перемещения определяют положение (расстояние) целей в точках. Таким образом, одиночные или множественные отражающие лазерные датчики смещения могут использоваться для самых разных приложений. Тип и количество сенсорных головок следует выбирать в зависимости от требуемой дальности и точности обнаружения, а также места установки. В следующем разделе представлены типичные приложения и ключевые моменты при рассмотрении характеристик их триангуляционного принципа обнаружения.
Во время установки
Чтобы правильно получить отражение излучаемого лазера, лазер излучается вертикально над целью. В зависимости от выбора головки датчика и установки датчик может быть установлен под углом. При необходимости рассмотрите вариант выбора головки датчика, которую можно установить под углом.
Различия в материале и цвете мишеней
Значительные различия в материале или цвете поверхности мишеней могут увеличить количество ошибок измерения. В общем, погрешности измерения можно минимизировать, установив датчик таким образом, чтобы линия, соединяющая ось лазерного луча и ось приема света, отраженного от цели, была параллельна границе цели. 9Отражающие лазерные датчики смещения KEYENCE серии IL 0449 могут обеспечивать стабильное обнаружение без настройки благодаря автоматической регулировке мощности лазера, времени затвора и усиления приема (коэффициента усиления) в ответ на изменения цвета цели и состояния поверхности.
Обнаружение вогнутостей и узких частей, таких как канавки в заготовках
Если деталь, которую вы хотите обнаружить, окружена глубокими вогнутостями или канавками, обнаружение будет невозможно, если либо ось лазерного луча, либо ось приема света заблокированы внутренняя стена. При установке датчика убедитесь, что световые пути не заблокированы, принимая такие меры, как проверка точек обнаружения, установка головки датчика с большим расстоянием обнаружения или уменьшение угла между осью лазерного луча и осью приема света.
KEYENCE предлагает линейку датчиков, включающую головку датчика сверхдальнего действия с расстоянием обнаружения до 3500 мм (137,80").
Thrubeam создают полосу лазерного излучения на сторонах излучения и приема света и обнаруживают проходящие цели в зависимости от того, сколько света пропускает цель. Ширина лазерного луча датчика перемещения с трапецеидальным лазером определяется на основе требований к обнаружению, а также формы и размера заготовок. Основные моменты установки и использования описаны ниже.
Во время установки
Правильное выравнивание осей излучения и приема света имеет решающее значение для обнаружения целей. При установке датчика следите за тем, чтобы оси не двигались даже при наличии любых вибраций, вызванных находящимся рядом оборудованием. Оси также следует периодически проверять, чтобы предотвратить ошибки.
Принимая во внимание простоту установки и использования, важно выбрать лазерный датчик смещения, позволяющий легко контролировать ось луча. Лазерные датчики смещения KEYENCE позволяют легко визуализировать оптическую ось с помощью светодиода, встроенного в основной блок. Это облегчает выравнивание оптических осей во время установки и замены.
Позиционное соотношение с целью
При измерении внешнего диаметра стержнеобразной или цилиндрической заготовки установите датчик так, чтобы полоса лазерного излучения была вертикально перпендикулярна продольной стороне заготовки. Если угол лазерной полосы неправильный, произойдет ошибка при определении внешнего диаметра.
В этом руководстве объясняется принцип триангуляции отражательных лазерных датчиков смещения и меры предосторожности при установке. В нем содержится полезная информация для надлежащего внедрения, установки и использования этих датчиков, включая концепцию контрольных точек, ошибки, возникающие при установке, и способы расчета таких ошибок, а также гибкость и стоимость установки, что особенно важно при рассмотрении вопроса об их внедрении. .
Технические руководства
Являясь продолжением нашего хорошо зарекомендовавшего себя руководства Безошибочное измерение смещения, это руководство объясняет, как рассчитать требуемую точность на основе допусков, как интерпретировать спецификации, указанные в каталогах, как обойти ошибки, возникающие из-за разной отражательной способности между деталями и датчиком.
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
