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        磁致伸縮直線位移傳感器在卷板機中的應用

        來源:世界先進制造技術論壇    日期:2020/09/01    瀏覽量:


        一、中厚板軋機的現狀與發展

        隨著各種技術的創新和對被加工零件的要求越來越高,各種機床近年來得到了迅速的發展。滾壓機是一種板料連續點彎的塑料機床。可軋制O型、U型、多截面R等不同形狀的板材。卷板機是一種成型機,用于加工圓柱、錐體等金屬制品。成品的精度和質量直接影響到成品的價值定位。這導致需要優化性能的卷軸,以適應更高端的客戶。線圈厚度的精確控制取決于上輥的壓力距離。因此,如何選擇高精度的線性位移傳感器并在惡劣環境下穩定工作成為關鍵。

        用于惡劣環境下高精度測量的巴魯夫磁致伸縮線性位移傳感器

        巴魯夫磁致伸縮線性位移傳感器是一種基于磁致伸縮原理,利用外部感應磁塊作為激勵元件的非接觸式線性測量檢測方法。

        主要吸收電路部分、波導和阻尼裝置和外部勵磁磁塊,測量元件——波導由特殊鎳和鐵,導管與銅導線,瞬時電流脈沖觸發測量過程中,電流產生圓形磁場,由于波導用軟磁性,周圍一圈圓形波導和局限。測量位置用永磁體作為標記元件,其磁場方向與脈沖電流的磁場方向成直角。當兩個磁場在波導上相遇時,由于磁致伸縮效應,在微觀結構范圍內發生彈性變形,形成向兩邊擴散的機械波。到達波導管末端的波會被那里的阻尼吸收器吸收,而到達信號轉換器的波會由于磁致伸縮效應反過來產生電信號。波從形成點傳播到信號轉換器所需要的時間與永磁體和信號轉換器之間的距離成正比,通過測量時間可以精確地測量這個距離。

        巴魯夫位移傳感器具有無滑動觸點,工作時不受灰塵等非金屬因素的影響,并且低功耗,長壽命,可使用在各種惡劣條件下。無接觸,因而無磨損的工作方式有助于節省高昂的維修費用,并避免故障停機帶來的麻煩。位移傳感器主要應用在自動化裝備生產線對模擬量的智能控制。位移是和物體的位置在運動過程中的移動有關的量,位移的測量方式所涉及的范圍是相當廣泛的。小位移通常用應變式、電感式、差動變壓器式、渦流式、霍爾傳感器來檢測,大的位移常用感應同步器、光柵、容柵、磁柵等傳感技術來測量。其中光柵傳感器因具有易實現數字化、精度高(目前分辨率最高的可達到納米級)、抗干擾能力強、沒有人為讀數誤差、安裝方便、使用可靠等優點,良好的抗沖擊性和抗震性使其在工業領域的應用迅速擴展到重機械和系統設計領域,在機床加工、檢測儀表等行業中得到日益廣泛的應用。

        因其測量性能,使用磁致伸縮線性測量原理,其本身是一種高精度檢測和分辨率高達0.001毫米(機器甚至大多數機床行業的應用程序,選擇20微米到100微米分辨率模型就足夠了),并具有良好的線性度和重復性,快速響應時間,最低0.25女士,女士不超過1.5,最大測量長度可根據客戶不同應用需求實施定制。

        3.介紹了卷板機的提升控制精度和磁致伸縮線性位移傳感器的要求

        近年來,我國機床制造業發展迅速,技術創新和產品出口日益增加。卷板機廣泛應用于裝備制造業,如航空航天、軍工、汽車、造船、化工、冶金、工程機械等行業,對卷板機的需求越來越大,卷板機的精度也越來越高。

        卷輥機通過油缸的垂直運動帶動上輥。通過上輥的向下壓力和下輥的旋轉運動,使金屬板連續多次彎曲,造成永久塑性變形,從而制成卷取所需的圓筒或錐形圓筒。下壓力位置的大小需要通過線性位移傳感器反饋給pLC,從而控制氣缸。直線位移傳感器是板式加工精度的關鍵,直接關系到加工產品的質量。

        一開始,許多卷板機廠家使用線性電位器作為圓筒位置的反饋,具有一定的優勢,比如價格低,這給設計工程師帶來了以下兩個難題:

        1)精度低,線性度低,難以實現高精度加工;

        2)接觸傳感器不耐用。長時間使用后,會降低精度和線性度,導致加工精度較差。壽命甚至只有半年,需要定期更換,影響生產,需要不斷投資維護。

        對此,我們建議采用磁致伸縮式直線位移傳感器來解決上述問題:

        首先,基于磁致伸縮原理的線性測量具有精度高、重復性好、不產生信號漂移的特點。BalluffBTL6系列傳感器,10m分辨率可以滿足其高精度加工的要求。

        其次,采用非接觸式測量方法,避免了傳感器長期運行造成的內部磨損,避免了信號漂移或精度下降。

        此外,全金屬外殼能最大程度地抵抗外部物理因素的影響,能承受軋鋼機工作時的振動或沖擊,并能隔離油類、粉塵等污染源的侵蝕,大大提高了其使用壽命。

        從經濟角度看,另一方面,單個傳感器而言,由于不同不同的原理和制造工藝,磁致伸縮比直線電位器產品價格將高于一些磁致伸縮線性位移傳感器由于其內部沒有機械磨損,壽命遠高于線性電位計的產品很多,并且免去了用戶維修和維修造成的設備停機損失,性價比明顯。

        巴魯夫的磁致伸縮線性位移傳感器為卷板機上卷的上下控制帶來了一個全新的尺寸。大大提高了氣缸行程監測的準確性,更重要的是保證了設備長期運行的穩定性和可維護性,使軋板機的整體性能邁上了一個新的臺階。

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