淺析傳感器在自動(dòng)化生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)設(shè)備中的應(yīng)用

李思銳

（1.太原理工大學(xué)，山西 太原 030024；2.晉城技師學(xué)院，山西 晉城 048000）

自動(dòng)化生產(chǎn)線由電動(dòng)機(jī)、電磁閥、氣缸等自動(dòng)執(zhí)行裝置以及傳感器、儀表等自動(dòng)檢測(cè)裝置組成。它可以通過(guò)自動(dòng)檢測(cè)裝置來(lái)識(shí)別每個(gè)機(jī)構(gòu)的工作過(guò)程和工作狀態(tài)，然后通過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算和邏輯判斷，以生產(chǎn)過(guò)程的工藝標(biāo)準(zhǔn)為要求，通過(guò)自動(dòng)執(zhí)行裝置進(jìn)行無(wú)需人工介入的生產(chǎn)。

自動(dòng)化生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)設(shè)備模擬企業(yè)自動(dòng)流水生產(chǎn)線的工作過(guò)程，將工廠實(shí)際生產(chǎn)中的典型工作任務(wù)微縮于實(shí)訓(xùn)平臺(tái)上，實(shí)現(xiàn)送料、加工、裝配、輸送、分揀等環(huán)節(jié)的工作。每一個(gè)環(huán)節(jié)都是相對(duì)獨(dú)立，而又可以相互聯(lián)動(dòng)的單元。其中送料單元主要是向下一單元提供物料，根據(jù)需求將井型料倉(cāng)里的物料自動(dòng)地推送到物料臺(tái)上；加工單元主要是將物料臺(tái)上待加工物料進(jìn)行沖壓加工后送回物料臺(tái)上；裝配單元主要是將沖壓加工后的物料進(jìn)行裝配操作；分揀單元主要是將加工完成的不同顏色、不同材質(zhì)的工件進(jìn)行分類；輸送單元主要功能是實(shí)現(xiàn)工件的輸送，它能夠在生產(chǎn)過(guò)程中抓取工件，并將工件送往指定的地點(diǎn)。

1 傳感器在本實(shí)訓(xùn)設(shè)備中的應(yīng)用

傳感器自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)是自動(dòng)化生產(chǎn)中不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)，可以說(shuō)沒(méi)有傳感器的精確識(shí)別與檢測(cè)，就不可能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。本實(shí)訓(xùn)設(shè)備中主要采用了漫反射式光電傳感器、磁感應(yīng)式接近傳感器、光纖型光電傳感器、電感應(yīng)式接近傳感器。

2 傳感器的應(yīng)用分析

2.1 加工單元中傳感器的分析

在加工單元中，加工臺(tái)將物料固定后，需要滑動(dòng)機(jī)構(gòu)將加工臺(tái)推送至沖壓機(jī)構(gòu)下進(jìn)行沖壓加工操作。那么，滑動(dòng)機(jī)構(gòu)伸出與收回的位置就需要用到伸縮氣缸內(nèi)的磁感應(yīng)式傳感器判斷。在伸縮氣缸內(nèi)部的活塞上裝有永磁體，那么安裝在氣缸外側(cè)的磁感應(yīng)式傳感器就可以根據(jù)所識(shí)別的磁信號(hào)來(lái)判斷活塞的位置，進(jìn)而確定滑動(dòng)機(jī)構(gòu)伸出和收回的位置。

2.2 裝配單元中傳感器的分析

裝配單元的工作過(guò)程中，需完成將料倉(cāng)內(nèi)小工件裝配到裝配臺(tái)上輸送單元送來(lái)的已沖壓加工的大工件中。為了能夠準(zhǔn)確識(shí)別裝配臺(tái)上是否有工件就位，選用光纖型傳感器進(jìn)行檢測(cè)。光纖型傳感器以光波為載體、以光纖為媒介來(lái)感知和傳輸外界被測(cè)信號(hào)，具有靈敏度高、測(cè)量范圍大、抗干擾能力強(qiáng)、可觸及范圍大、精確度高等特點(diǎn)。在裝配單元的裝配臺(tái)上選用光纖型傳感器能夠準(zhǔn)確確定待裝配工件是否到位。

2.3 分揀單元中傳感器的分析

分揀單元需要根據(jù)顏色和材質(zhì)，完成對(duì)前一個(gè)單元已經(jīng)加工和裝配好的工件進(jìn)行分類的任務(wù)。其中小工件的屬性區(qū)分可以通過(guò)光纖型傳感器和電感應(yīng)式傳感器組合識(shí)別，即光纖型傳感器區(qū)分非金屬工件的黑色和白色，電感應(yīng)式傳感器區(qū)分金屬工件和非金屬工件。電感應(yīng)式傳感器利用電渦流效應(yīng)制造而成。當(dāng)金屬物體位于一個(gè)交變磁場(chǎng)中時(shí)，金屬的內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生反作用于該磁場(chǎng)的電渦流。利用這一原理電感應(yīng)式傳感器可以準(zhǔn)確檢測(cè)出被檢工件是否為金屬材質(zhì)。

3 傳感器在自動(dòng)化生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備的發(fā)展

由于我國(guó)科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)，傳感器技術(shù)也在日新月異的不斷發(fā)展中，在敏感元件、可靠穩(wěn)定、核心技術(shù)等方面進(jìn)步顯著。但是與國(guó)外先進(jìn)水平差距明顯，主要體現(xiàn)在產(chǎn)品的品種少，數(shù)字化、智能化不足，穩(wěn)定性差，產(chǎn)品壽命短，質(zhì)量不穩(wěn)定等方面。應(yīng)用在自動(dòng)化實(shí)訓(xùn)設(shè)備就顯得有些薄弱。目前還沒(méi)有能夠充分利用傳感器將生產(chǎn)過(guò)程的每一個(gè)環(huán)節(jié)的信息進(jìn)行反饋。在接下來(lái)的相關(guān)實(shí)訓(xùn)設(shè)備設(shè)計(jì)生產(chǎn)中應(yīng)著力提升傳感器的使用率，豐富各種類型的傳感器的使用，進(jìn)一步提升傳感器的識(shí)別精度。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，傳感器技術(shù)是生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的關(guān)鍵技術(shù)之一，它就像生產(chǎn)者的眼睛一樣，目不轉(zhuǎn)睛地注視著生產(chǎn)過(guò)程中的每個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，為生產(chǎn)者的選擇和決策提供依據(jù)。自動(dòng)化生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)設(shè)備的傳感器應(yīng)用要繼續(xù)堅(jiān)持豐富、先進(jìn)、高效、盡可能地符合且接近實(shí)際生產(chǎn)，為培養(yǎng)高技能型人才、提升產(chǎn)業(yè)工人技術(shù)水平奠定基礎(chǔ)。