【儀表網(wǎng) 行業(yè)科普】隨著制造商越來越多地采通過自動化提高效率，智能氣缸(具有集成位置檢測功能的液壓或氣動氣缸)的作用越來越大。智能氣缸可以使用連續(xù)或離散的位置傳感器，這為制造商提供了不同的選項，但也帶來了有關(guān)哪種最適合其特定應(yīng)用和設(shè)置的問題。
在氣缸的整個行程中，連續(xù)位置傳感器提供近乎實時的位置反饋，使其成為控制高端應(yīng)用的理想選擇。當(dāng)需要閉環(huán)伺服控制，并且必須控制氣缸的位置、速度、加速和減速時，通常使用連續(xù)位置傳感器。
離散位置傳感器是在氣缸行程的一個或多個指定位置配備開關(guān)功能。這些位置通常用于檢測完全縮回和伸出位置，但也可用于檢測行程中間位置。
要確定哪種傳感器是正確的，需要仔細(xì)了解不同的應(yīng)用需求，并確定控制對象氣缸運(yùn)動的精確程度。一些液壓缸應(yīng)用可能根本不需要位置傳感，而是依靠手動控制或外部開關(guān)和停止。對于這些應(yīng)用場景，智能氣缸仍然可以通過其液壓或氣動功能提高效率。
離散位置傳感
許多應(yīng)用只需要檢測氣缸沖程的開始和結(jié)束，這樣就可以控制氣缸的反轉(zhuǎn)方向。這些應(yīng)用非常適合離散位置傳感技術(shù)。
適合于離散位置檢測的傳感器類型有好幾種，最常見的是安裝在氣缸端蓋中的高壓感應(yīng)式接近傳感器。當(dāng)活塞在任一方向上到達(dá)氣缸沖程的終點時，傳感器都會檢測到活塞。
這些傳感器的設(shè)計可以承受液壓系統(tǒng)的全部壓力。感應(yīng)式傳感器非常可靠，因為它們在工作時不會有任何形式的機(jī)械接觸，并且不受油溫或粘度變化的影響。離散位置傳感器應(yīng)用的一些典型場景包括：
■液壓夾具：在涉及工件夾緊的制造過程中，離散傳感器對于確保夾具完全接合至關(guān)重要，可確保操作過程中工件的穩(wěn)定性。
■焊接操作：在焊接應(yīng)用中，離散位置傳感器在檢測打開和關(guān)閉位置方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用，以確保對焊接過程和焊接質(zhì)量的精確控制。
■壓實機(jī)和打捆機(jī)：液壓壓實機(jī)和打捆機(jī)依靠離散的位置傳感器來檢測氣缸沖程是否結(jié)束，防止過度壓緊并保護(hù)設(shè)備的完整性。
■氣動夾具和夾持器：氣動驅(qū)動的夾具和抓手通常使用離散傳感器來指示完全伸出和完全收回的位置，在某些情況下還指示中間位置。這可確保在搬運(yùn)和組裝過程中準(zhǔn)確定位組件。
■測量和定量：在某些工業(yè)應(yīng)用中，夾具中采用多個離散傳感器來測量和確定工件的尺寸，有助于質(zhì)量控制和精度。
用于離散位置傳感的磁性開關(guān)
在氣動夾具和夾持器中，使用離散傳感器來指示完全伸出和完全縮回的位置是很常見的，在許多情況下，也可以指示兩個位置中間的某個位置。甚至在一些應(yīng)用中，使用多個離散傳感器來測量和確定工件尺寸。
在氣缸中，提供離散位置的最常見方法是使用外部安裝的開關(guān)，這些開關(guān)對安裝在活塞周圍的磁性元件做出反應(yīng)。磁力驅(qū)動的開關(guān)可以通過鋁制的氣缸，感測嵌入到氣缸活塞中的磁鐵的磁場。
磁性開關(guān)中使用了幾種不同的工作原理，從簡單、低成本的簧片開關(guān)和霍爾效應(yīng)開關(guān)，到使用磁阻技術(shù)的更可靠的傳感器。磁阻傳感器的一大優(yōu)點是它們可以可靠地檢測徑向和軸向磁場，使其成為簧片或霍爾效應(yīng)開關(guān)的理想替代品。
連續(xù)位置傳感
在工業(yè)制造中，連續(xù)位置傳感器起著至關(guān)重要的作用，特別是在需要精確控制液壓缸的位置、加速度和減速度時。這些傳感器是閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)的基石，廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)應(yīng)用，以優(yōu)化過程并確保準(zhǔn)確性。連續(xù)位置傳感器應(yīng)用的一些主要場景包括：
■鋸木廠：在木材行業(yè)，連續(xù)位置傳感器對于控制切割刀片和輸送機(jī)系統(tǒng)的精確定位是必不可少的。這可確保每塊木材都被精確切割成所需的尺寸，從而最大限度地減少浪費(fèi)并提高生產(chǎn)效率。
■鋼鐵加工：鋼鐵廠依靠閉環(huán)伺服控制來保持輥子和鋼鐵生產(chǎn)過程中所涉及的其它機(jī)械的精確對齊。連續(xù)位置傳感器有助于調(diào)節(jié)重型鋼卷的位置和運(yùn)動，確保最終產(chǎn)品的質(zhì)量。
■輪胎制造：輪胎生產(chǎn)對成型和硫化過程的精度要求極高。連續(xù)位置傳感器用于控制模具和硫化機(jī)的運(yùn)動，確保大批量生產(chǎn)的輪胎的一致性和耐用性。
■非公路設(shè)備：在建筑和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，推土機(jī)、挖掘機(jī)和農(nóng)業(yè)機(jī)械等非公路設(shè)備需要采用帶有連續(xù)位置傳感器的液壓缸，以實現(xiàn)對各種功能的精確控制。這項技術(shù)可以提高駕駛員的安全性和設(shè)備效率。
磁致伸縮線性位置傳感器
在各種連續(xù)位置傳感技術(shù)中，磁致伸縮線性位置傳感器因具有較高的可靠性和精度，而成為最常用的傳感器類型之一。它們檢測附著在活塞上的磁鐵位置，并提供連續(xù)的絕對位置信號。它們能夠承受液壓系統(tǒng)的全部壓力，使其非常適合于要求苛刻的工業(yè)環(huán)境。
磁致伸縮技術(shù)具有完全非接觸的優(yōu)點，這意味著它不需要傳感器和移動氣缸之間的機(jī)械接觸，也不會磨損和性能下降。此外，有許多電氣接口選項可供選擇，從簡單的模擬信號(0到10V或4-20mA)到先進(jìn)的工業(yè)現(xiàn)場總線接口。這些選項可以滿足廣泛的工業(yè)自動化要求。
連續(xù)位置傳感器也可用于氣缸。雖然氣動閉環(huán)伺服控制不如液壓常見，但在某些情況下，氣缸需要具有連續(xù)的位置傳感能力。例如，低壓氣缸有時用作測量探頭或接觸探頭，其中氣缸桿需要延伸直至接觸測量對象。在這些情況下，能夠獲得連續(xù)的位置反饋是有益的，特別是在被測零件可變的情況下。
在當(dāng)今的制造業(yè)中，具有集成位置檢測功能的智能氣缸起著至關(guān)重要的作用。無論是用于高精度任務(wù)的連續(xù)位置傳感，還是用于基本檢測需求的離散位置傳感，智能氣缸都有助于提高各種工業(yè)應(yīng)用的自動化程度、效率并提升控制。針對不同的應(yīng)用類型和需求，選擇適合的連續(xù)或離散位置傳感器，有助于推動制造企業(yè)運(yùn)營的創(chuàng)新和效率提升。
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