磁致伸縮式直線位移傳感器在卷板機中的應(yīng)用
一、卷板機的現(xiàn)狀及發(fā)展
隨著各項技術(shù)的創(chuàng)新和對被加工部件越來越高的要求，促使各類機床在近幾年加速蓬勃發(fā)展。卷板機作為塑形機床的一種，用于加工圓筒或錐筒等金屬板材制品。卷板機(Rolling Machine)是對板材行連續(xù)點彎曲的塑形機床，具有卷制O型、U型、多段R等不同形狀板材的功能。加工成品的精度和質(zhì)量直接影響成品價值的定位。這也就促使卷板機需要優(yōu)化其性能，以便能適應(yīng)更高端的客戶。
其對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 種高精度的線性位移傳感器，并可在惡劣的環(huán)境下穩(wěn)定工作成為了關(guān)鍵。
二、應(yīng)用于惡劣環(huán)境中的高精度測量-BALLUFF磁致伸縮式直線位移傳感器
Balluff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)磁塊作為激勵元件的一種非接觸線性測量檢測方式。
主要由電路部分、波導(dǎo)管、阻尼吸收裝置和外部激勵磁塊構(gòu)成，測量元件-波導(dǎo)管由特殊的鎳鐵合金制成，導(dǎo)管內(nèi)設(shè)有銅導(dǎo)線，瞬 間電流脈沖觸發(fā)測量流程，此電流產(chǎn)生圓周形磁場，由于波導(dǎo)管具有軟磁特性，圓周形磁環(huán)被束縛在波導(dǎo)管周圍。位于測量位置的永磁體被用作標記元件，其磁場方 向與脈沖電流的磁場成直角走向。
波導(dǎo)管上兩磁場相遇處，由于磁致伸縮效應(yīng)，在微結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)發(fā)生彈性形變，由此產(chǎn)生一個向兩側(cè)擴散的機械波。到達波導(dǎo)管管末 端的波將被那里的阻尼吸收器吸收，而傳到信號轉(zhuǎn)換器的波則由于磁致伸縮效應(yīng)的反向效應(yīng)而產(chǎn)生一個電信號。波由形成地點到達信號轉(zhuǎn)換器的傳輸時間，與永磁鐵和信號轉(zhuǎn)換器之間的距離成正比，通過測量時間，可以精確地測量這個距離。
巴魯夫位移傳感器具有無滑動觸點，工作時不受灰塵等非金屬因素的影響，并且低功耗，長壽命，可使用在各種惡劣條件下。無接觸，因而無磨損的工作方式有助于節(jié)省高昂的維修費用，并避免故障停機帶來的麻煩。位移傳感器主要應(yīng)用在自動化裝備生產(chǎn)線對模擬量的智能控制。位移是和物體的位置在運動過程中的移動有關(guān)的量，位移的測量方 式所涉及的范圍是相當廣泛的。
小位移通常用應(yīng)變式、電感式、差動變壓器式、渦流式、霍爾傳感器來檢測，大的位移常用感應(yīng)同步器、光柵、容柵、磁柵等傳感技 術(shù)來測量。其中光柵傳感器因具有易實現(xiàn)數(shù)字化、精度高(目前分辨率最高的可達到納米級)、抗干擾能力強、沒有人為讀數(shù)誤差、安裝方便、使用可靠等優(yōu)點，良好的抗沖擊性和抗震性使其在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用迅速擴展到重機械和系統(tǒng)設(shè)計領(lǐng)域，在機床加工、檢測儀表等行業(yè)中得到日益廣泛的應(yīng)用。
對于其測量性能而言，采用磁致伸縮原理作為線性測量，其本身就是一種高精度的檢測，分辨率最高可達0.001mm(對于卷板機甚至大部分機床行業(yè)的應(yīng)用，選擇20μm~100μm分辨率的型號已經(jīng)足夠)，并具有很好的線性度和重復(fù)精度，響應(yīng)時間極快，最小可達0.25ms，最大不超過1.5ms，測量長度可根據(jù)客戶的不同應(yīng)用的需要實現(xiàn)定制化。
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