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传感器防错技术

作者:Henry Menke, 巴鲁夫公司2008.08.30阅读 4269

  传感器RFID对于先进防错技术,是无以伦比的组合。

  工业传感器已经在基本的自动化应用中证明了其作用,而它的防错功能正受到越来越多的关注。传感器防错技术,通常与RFID技术结合使用,提供简单有效的方法,确保零件无差错并且以正确的方向和位置摆放。这些传感器提供标准的输出,包括离散输出(是-否)或者模拟输出(测量值或者位置),将传感器应用在防错技术中包括确定所需的防错等级以及将传感器最有效的利用。
  为了使传感器正确工作CONTROL ENGINEERING China版权所有,需要一定的条件:零件需要固定良好;每个零件需要具备一定数量的检测点;零件检测点的位置需要恒定不变。
  装配和自动化使用各种各样的传感器技术,以确定零件无缺失、特征检测/确认、孔洞缺失和配合确认。高精度的投射、反射、散射光学传感器都广泛使用于零件缺失检测中,当需要检测非金属部件时,传感距离可以超过30-40mm。
  如果简单的“是”“否”这样的答案并不足以成功安装零件的时候控制工程网版权所有,模拟传感器可以提供额外的信息,在多变的生产环境中达到防错的目的。模拟传感器以模拟信号的形式提供零件的位置信息,此型号可以直接与控制系统接口,可以直接测量,也可以作为连续变量“是”-“否”的判据。

一些模拟传感器提供一个或多个离散输出,也提供连续变量“是”-“否”的判据CONTROL ENGINEERING China版权所有,而不会影响控制系统的工作。
  基于激光的传感器在防错应用中能够提供更高等级的精度、易用性和成本效率。激光传感器检测产品详细信息,使用散射或带背景抑制的散射技术或者使用透射光或者反射光技术阻断光束。
  光束类型传感器可以基于被测物件的阴影差别或者物位差别来检测产品详细信息。通常的阴影差别包括色彩偏移、表面高光和光泽度。物位差别指产品相对于传感器的位置差别。
  紫外跟踪是最可靠的复杂装配防错技术。紫外跟踪过程包括两步:首先在被跟踪零件上涂跟踪材料,然后使用紫外线传感器检测跟踪材料。
  使用紫外线波长的好处在于跟踪材料是人眼不可见的,不会影响产品外观。很多油脂和润滑剂对紫外线传感器天生具有激发作用,所以很多柴油机试验台和动力系统生产厂家都在润滑剂测试时使用紫外线传感器来检测泄漏和溢出。
  与零件装配和自动化一样,金属成形中的防错也具有相同的原理,只是需要几个额外的检测点。为了达到零瑕疵,需要额外的检测点用来保护冲模不受损坏、防止冲模锁紧以及确保生产不停进行。
  离散传感器用来监控剥离器位置、带料送料、导向孔和其他特征。他们也可以用于冲模穿孔和出件检测中的防错应用。
  近距离模拟传感器可以用来测量弯曲角度、有效特征、测量关键精度,通常用于单机站点防错应用的压力平衡测量。光电传感器可以用来测量精密辊式进给装置、出件和穿孔检测。

  防错中的RFID技术  

传感器防错技术如图

  例如:RFID技术在金属成形中的应用可以保证冲模都在正确的冲压位置控制工程网版权所有,此技术也被应用于冲模确认和跟踪上,这一点在用户有很多工具时是很重要的。
  传感器和RFID技术的结合使用也可以减少返修工艺中的错误发生。RFID标签位于零件上或者托盘上,可以控制做什么和什么已经做过了,不只是在一个自动化站点上,而是在站点之间。
  当问题部件到达了返修区域,RFID标签就通知返修PLC,PLC控制传感器确保维修工具处于正确的位置、正确的顺序,进而确保维修程序的正确性。这种情况下,操作员就只是一个简单的执行者,受软件指挥,软件信息来源于RFID标签,并由传感器控制。

传感器防错技术如图

  柔性加工要求同一生产线能够生产多种不同版本的产品。当前正在加工的版本必须搞清楚,因为不同版本的产品对于防错有独特的特征。将一个小型数据器上的存储了结构信息的RFID系统被永久地贴在结构底盘上CONTROL ENGINEERING China版权所有,是完成区分版本的最好的办法。
  基于传感器的RFID系统已经被证明在机械加工中特别有用,数据存储在托盘上,托盘在加工中心中进出。在装配开始之前,数据存储器下载零件的结构信息用以指导之后的流程。通过将防错传感器检测到的信息与数据存储器中的结构信息对比来判断装配是否正确。
  结构信息可以分散存储到每一个托盘中,由控制系统统一管理,也可以不受控制系统干预独自运作。这样的差别直接影响到控制系统和数据存储器之间的通讯方式。
  当使用分散存储方法时,RFID系统必须同时支持读写功能,能够通过如DeviceNet和Profibus之类的标准接口操作数据。在装配开始之前,结构信息被写入数据存储器。装配系统在每一个站点读取结构信息,确定应该执行什么装配操作和采用什么防错措施。而且,实际的测试结果还可以下载到数据存储器中用于后续存档。
  当结构信息在控制系统中统一存储统一调度,就可以使用一种简单经济的只读并行接口。直接与控制系统输入端连接的8位接口可以显著地减少接口时间。控制系统将存储在控制系统内部的结构表与托盘数量对应,建立一张虚拟结构表。
  翻译:辛磊夫

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