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磁致伸缩直线位移传感器在卷板机中的应用

来源:世界先进制造技术论坛    日期:2020/09/01    浏览量:


一、中厚板轧机的现状与发展

随着各种技术的创新和对被加工零件的要求越来越高,各种机床近年来得到了迅速的发展。滚压机是一种板料连续点弯的塑料机床。可轧制O型、U型、多截面R等不同形状的板材。卷板机是一种成型机,用于加工圆柱、锥体等金属制品。成品的精度和质量直接影响到成品的价值定位。这导致需要优化性能的卷轴,以适应更高端的客户。线圈厚度的精确控制取决于上辊的压力距离。因此,如何选择高精度的线性位移传感器并在恶劣环境下稳定工作成为关键。

用于恶劣环境下高精度测量的巴鲁夫磁致伸缩线性位移传感器

巴鲁夫磁致伸缩线性位移传感器是一种基于磁致伸缩原理,利用外部感应磁块作为激励元件的非接触式线性测量检测方法。

主要吸收电路部分、波导和阻尼装置和外部励磁磁块,测量元件——波导由特殊镍和铁,导管与铜导线,瞬时电流脉冲触发测量过程中,电流产生圆形磁场,由于波导用软磁性,周围一圈圆形波导和局限。测量位置用永磁体作为标记元件,其磁场方向与脉冲电流的磁场方向成直角。当两个磁场在波导上相遇时,由于磁致伸缩效应,在微观结构范围内发生弹性变形,形成向两边扩散的机械波。到达波导管末端的波会被那里的阻尼吸收器吸收,而到达信号转换器的波会由于磁致伸缩效应反过来产生电信号。波从形成点传播到信号转换器所需要的时间与永磁体和信号转换器之间的距离成正比,通过测量时间可以精确地测量这个距离。

巴鲁夫位移传感器具有无滑动触点,工作时不受灰尘等非金属因素的影响,并且低功耗,长寿命,可使用在各种恶劣条件下。无接触,因而无磨损的工作方式有助于节省高昂的维修费用,并避免故障停机带来的麻烦。位移传感器主要应用在自动化装备生产线对模拟量的智能控制。位移是和物体的位置在运动过程中的移动有关的量,位移的测量方式所涉及的范围是相当广泛的。小位移通常用应变式、电感式、差动变压器式、涡流式、霍尔传感器来检测,大的位移常用感应同步器、光栅、容栅、磁栅等传感技术来测量。其中光栅传感器因具有易实现数字化、精度高(目前分辨率最高的可达到纳米级)、抗干扰能力强、没有人为读数误差、安装方便、使用可靠等优点,良好的抗冲击性和抗震性使其在工业领域的应用迅速扩展到重机械和系统设计领域,在机床加工、检测仪表等行业中得到日益广泛的应用。

因其测量性能,使用磁致伸缩线性测量原理,其本身是一种高精度检测和分辨率高达0.001毫米(机器甚至大多数机床行业的应用程序,选择20微米到100微米分辨率模型就足够了),并具有良好的线性度和重复性,快速响应时间,最低0.25女士,女士不超过1.5,最大测量长度可根据客户不同应用需求实施定制。

3.介绍了卷板机的提升控制精度和磁致伸缩线性位移传感器的要求

近年来,我国机床制造业发展迅速,技术创新和产品出口日益增加。卷板机广泛应用于装备制造业,如航空航天、军工、汽车、造船、化工、冶金、工程机械等行业,对卷板机的需求越来越大,卷板机的精度也越来越高。

卷辊机通过油缸的垂直运动带动上辊。通过上辊的向下压力和下辊的旋转运动,使金属板连续多次弯曲,造成永久塑性变形,从而制成卷取所需的圆筒或锥形圆筒。下压力位置的大小需要通过线性位移传感器反馈给pLC,从而控制气缸。直线位移传感器是板式加工精度的关键,直接关系到加工产品的质量。

一开始,许多卷板机厂家使用线性电位器作为圆筒位置的反馈,具有一定的优势,比如价格低,这给设计工程师带来了以下两个难题:

1)精度低,线性度低,难以实现高精度加工;

2)接触传感器不耐用。长时间使用后,会降低精度和线性度,导致加工精度较差。寿命甚至只有半年,需要定期更换,影响生产,需要不断投资维护。

对此,我们建议采用磁致伸缩式直线位移传感器来解决上述问题:

首先,基于磁致伸缩原理的线性测量具有精度高、重复性好、不产生信号漂移的特点。BalluffBTL6系列传感器,10m分辨率可以满足其高精度加工的要求。

其次,采用非接触式测量方法,避免了传感器长期运行造成的内部磨损,避免了信号漂移或精度下降。

此外,全金属外壳能最大程度地抵抗外部物理因素的影响,能承受轧钢机工作时的振动或冲击,并能隔离油类、粉尘等污染源的侵蚀,大大提高了其使用寿命。

从经济角度看,另一方面,单个传感器而言,由于不同不同的原理和制造工艺,磁致伸缩比直线电位器产品价格将高于一些磁致伸缩线性位移传感器由于其内部没有机械磨损,寿命远高于线性电位计的产品很多,并且免去了用户维修和维修造成的设备停机损失,性价比明显。

巴鲁夫的磁致伸缩线性位移传感器为卷板机上卷的上下控制带来了一个全新的尺寸。大大提高了气缸行程监测的准确性,更重要的是保证了设备长期运行的稳定性和可维护性,使轧板机的整体性能迈上了一个新的台阶。