磁致伸縮式直線位移傳感器在機(jī)床行業(yè)的應(yīng)用
卷板機(jī)的現(xiàn)狀及發(fā)展
隨著各項(xiàng)技術(shù)的創(chuàng)新和對(duì)被加工部件越來越高的要求，促使各類機(jī)床在近幾年加速蓬勃發(fā)展。
卷板機(jī)作為作為塑形機(jī)床的一種，用于加工圓筒或錐筒等金屬板材制品。加工成品的精度和質(zhì)量直接影響成品價(jià)值的定位。這也就促使卷板機(jī)需要優(yōu)化其性能，以便適應(yīng)更高端的客戶。其對(duì)于卷板厚度的精度控制是由上輥的壓下距離來決定。那么，如何選擇一種高精度的線性傳感器，并可在惡劣的環(huán)境下穩(wěn)定工作成為了關(guān)鍵。
不懼惡劣環(huán)境的高精度測(cè)——Turck磁致伸縮式直線位移傳感器
Turck磁致伸縮直線位移傳感器是基于磁致伸縮原理，通過外部感應(yīng)磁塊作為激勵(lì)元件的一種非接觸線性測(cè)量檢測(cè)方式。
主要由電路部分、波導(dǎo)管、阻尼吸收裝置和外部激勵(lì)磁塊構(gòu)成。檢測(cè)時(shí)由電路部分發(fā)出一束脈沖，脈沖沿著由磁致伸縮材料制成的波導(dǎo)管向前傳播。當(dāng)傳播到感應(yīng)磁塊的位置，由于磁致伸縮效應(yīng)而產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)變脈沖，這個(gè)應(yīng)變脈沖立即沿波導(dǎo)管向反方向傳導(dǎo)，傳感器的電路部分通過接收應(yīng)變脈沖來計(jì)算回波時(shí)間，從而判斷磁塊的位置；另一個(gè)脈沖沿著波導(dǎo)管繼續(xù)前行直到被末端的阻尼元件吸收，從而不會(huì)干擾到整個(gè)過程的測(cè)量。而整個(gè)傳感器的組成部件（除定位磁塊外）被密封在一個(gè)非導(dǎo)磁的金屬保護(hù)外殼中。
基于上述原理及構(gòu)造，作為定位作用的磁塊與內(nèi)部敏感元件無直接接觸。加之其堅(jiān)固的金屬保護(hù)殼，磁致伸縮直線位移傳感器可應(yīng)用于極其惡劣的工業(yè)環(huán)境，具有十分優(yōu)秀的抗振動(dòng)性和抗沖擊性；高達(dá)IP67或IP68的防護(hù)等級(jí)不易受油污、粉塵和其他類污染源的影響。在電氣性能方面，受益于優(yōu)化設(shè)計(jì)的電子電路，傳感器可輸出0～10V 或4～20mA的絕對(duì)位移信號(hào)，并可通過短接的編程方式來重新設(shè)置檢測(cè)行程的起始和終點(diǎn)位置；輸出值不受斷電影響，無須重新歸零示教。
對(duì)于其測(cè)量性能而言，采用磁致伸縮原理作為線性測(cè)量，其本身就是一種高精度的檢測(cè)，分辨率最高可達(dá)0.001mm（對(duì)于卷板機(jī)甚至大部分機(jī)床行業(yè)的應(yīng)用，選擇0.025mm或0.35mm分辨率的型號(hào)已經(jīng)足夠）；并具有很好的線性度和重復(fù)精度；相應(yīng)時(shí)間極快，最小可達(dá)1ms，最大不超過4ms。測(cè)量長度可根據(jù)客戶不同應(yīng)用的需要實(shí)現(xiàn)定制化。
卷板機(jī)提升控制的精確性與對(duì)磁致伸縮式直線位移傳感器的要求
近年來，中國機(jī)床制造行業(yè)飛速發(fā)展，技術(shù)革新和產(chǎn)品出口與日俱進(jìn)。中國卷板機(jī)同在機(jī)床制造業(yè)的蓬勃發(fā)展大潮中不斷進(jìn)步，不斷的提升自己。不僅僅從企業(yè)規(guī)模、形象，更需要從企業(yè)的根基——產(chǎn)品方面提升。眾多企業(yè)競爭激烈，如何提升其性能，打造成中國高端、甚至打造成世界的高端，是共同面對(duì)的問題。
卷板機(jī)是通過油缸垂直升降運(yùn)動(dòng)來帶動(dòng)上輥，借助上輥的下壓及下輥的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使金屬板經(jīng)過多道次連續(xù)彎曲，產(chǎn)生永久性的塑性變形，卷制成所需要的圓筒或錐筒等。而下壓位置的大小是需要通過一個(gè)線性位移傳感器做一個(gè)反饋給PLC，從而對(duì)油缸實(shí)行控制。這個(gè)線性位移傳感器是加工板材成型精度的關(guān)鍵，直接關(guān)系到加工品品質(zhì)的優(yōu)良。
最初，諸多卷板機(jī)制造商，使用直線電位計(jì)作為油缸位置的反饋，其具有一定的優(yōu)勢(shì)，比如價(jià)格低廉，但卻留給設(shè)計(jì)工程師有2個(gè)難以解決的問題：
1、精度不夠高，線性度低，難以實(shí)現(xiàn)高精度的加工；
2、接觸式傳感器不具有很好的耐久度，使用時(shí)間長了，精度和線性度會(huì)下降，導(dǎo)致加工精度變差。壽命甚至只有半年，不得不定期更換，影響生產(chǎn)且需要不斷投入資金維護(hù)。
對(duì)此，我們主張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(cè)量具有高精度的特點(diǎn)，且具有很高的重復(fù)精度，并不會(huì)產(chǎn)生信號(hào)漂移。選用LT-Q21系列的傳感器，0.025mm或0.35的分辨率足可以滿足對(duì)其高精度加工的要求。
其次，基于其非接觸的測(cè)量方式，避免了傳感器長期運(yùn)行導(dǎo)致的內(nèi)部磨損狀況，從而不會(huì)導(dǎo)致信號(hào)漂移或精度下降。
再者，全金屬外殼可以最大限度的抵抗外部的物理因素的影響，可承受卷板機(jī)在工作時(shí)的振動(dòng)或沖擊，并隔絕油污、粉塵類污染源的侵蝕，大大增強(qiáng)了其使用壽命。
另一方面，從經(jīng)濟(jì)角度看，就單個(gè)傳感器而言，由于原理不同和制造工藝的差別，磁致伸縮產(chǎn)品比直線電位計(jì)產(chǎn)品的價(jià)格會(huì)高出一些。而，磁致伸縮直線位移傳感器由于其內(nèi)部無機(jī)械磨損，壽命遠(yuǎn)比直線電位計(jì)產(chǎn)品高出很多，又免去了用戶維護(hù)費(fèi)用和維護(hù)導(dǎo)致設(shè)備停機(jī)的損失，性價(jià)比顯而易見。
Turck公司磁致伸縮直線位移傳感器為卷板機(jī)上輥下壓控制帶來了全新的革命。油缸行程監(jiān)控的精度大幅提升，更重要的是穩(wěn)定性和免維護(hù)性，為設(shè)備長期運(yùn)行提供了保障，從而使卷板機(jī)的性能從整體上邁上一個(gè)新的臺(tái)階。
華魯鍛壓采用Turck公司磁滯伸縮式直線位移傳感器技術(shù)，成功的與其卷板機(jī)制造工藝結(jié)合在一起，為諸多用戶提供更優(yōu)化的服務(wù)。