隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，汽車車身沖壓件的生產(chǎn)搬運(yùn)大部分已由機(jī)器人和機(jī)械手完成，生產(chǎn)線的自動(dòng)化程度越來越高。在沖壓自動(dòng)線上料單元中，由于板料表面油膜等原因，板料常會(huì)互相粘著在一起，人們普遍采用的空氣分離或磁性分離等預(yù)防措施有時(shí)無法使粘著的板料分開。若雙張或多張板料被送入壓力機(jī)，不僅可能產(chǎn)生次品，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)對(duì)設(shè)備或模具造成重大傷害，導(dǎo)致高額的維修費(fèi)用和大量維修時(shí)間，延誤正常生產(chǎn)。為了確保設(shè)備和模具的安全，保證生產(chǎn)的連續(xù)進(jìn)行，必須對(duì)送入壓力機(jī)的板料張數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，并根據(jù)需要發(fā)出報(bào)警信號(hào)或暫停機(jī)器，以便自動(dòng)或手動(dòng)清理雙料。這種板料張數(shù)檢測(cè)裝置我們習(xí)慣上稱作雙料檢測(cè)器。

雙料檢測(cè)器文章源自好焊孫輝博客 http://m.surpass-tech.com.cn好焊孫輝-http://m.surpass-tech.com.cn/weldgyzb/autochongya202411214.html

在壓力機(jī)自動(dòng)化線上，雙料檢測(cè)分為電子式雙料檢測(cè)和機(jī)械式雙料檢測(cè)。文章源自好焊孫輝博客 http://m.surpass-tech.com.cn好焊孫輝-http://m.surpass-tech.com.cn/weldgyzb/autochongya202411214.html

電子式雙料檢測(cè)器由控制器、檢測(cè)傳感器、通信線纜及支架組成。檢測(cè)傳感器通過電磁感應(yīng)、超聲波或電磁渦流等微量變化形成不同的電流或電壓信號(hào)，通過控制對(duì)信號(hào)的處理轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，從而對(duì)材質(zhì)的厚度進(jìn)行檢測(cè)，最后經(jīng)過控制器對(duì)比預(yù)設(shè)厚度計(jì)算得出張數(shù)結(jié)果，同時(shí)在顯示屏上顯示出板料厚度。文章源自好焊孫輝博客 http://m.surpass-tech.com.cn好焊孫輝-http://m.surpass-tech.com.cn/weldgyzb/autochongya202411214.html

機(jī)械式雙料檢測(cè)器由支撐臺(tái)、機(jī)械卡鉗、氣缸、傳感器和控制器組成。機(jī)械式雙料檢測(cè)的工作過程如下：板料送至支撐臺(tái)，對(duì)中氣缸推動(dòng)檢測(cè)裝置至板料附近，機(jī)械卡鉗夾持輸送至支撐臺(tái)的板料，卡鉗張開角度的大小通過傳感器轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)，經(jīng)過處理器計(jì)算處理測(cè)出板料厚度，與預(yù)設(shè)厚度進(jìn)行比較，從而檢測(cè)板料是否為單張板料。機(jī)械式雙料檢測(cè)中包括一種稱重式雙料檢測(cè)器，主要原理是通過拆垛手上的重量檢測(cè)裝置對(duì)所抓取板料進(jìn)行重量檢測(cè)，將檢測(cè)結(jié)果與設(shè)定重量進(jìn)行比較，此雙料檢測(cè)裝置可靠性高，但對(duì)檢測(cè)環(huán)境要求較高，對(duì)板料下垂、吸盤布局等要求較高，同時(shí)需要有一定的停止時(shí)間來進(jìn)行檢查，對(duì)整線的生產(chǎn)節(jié)拍有影響，應(yīng)用較少。此外，還有一種機(jī)械式雙料檢測(cè)，它根據(jù)檢測(cè)卡在板料上下的卡鉗張開角度的大小，測(cè)量板料厚度(見圖1)。文章源自好焊孫輝博客 http://m.surpass-tech.com.cn好焊孫輝-http://m.surpass-tech.com.cn/weldgyzb/autochongya202411214.html

在汽車沖壓行業(yè)，ROLAND ELECTRONIC GmbH(以下簡(jiǎn)稱“ROLAND”)的電子式雙料檢測(cè)器的占有率超過了85%，產(chǎn)品主要基于電磁原理技術(shù)，定位于技術(shù)要求很高的市場(chǎng)。本文以ROLAND雙料檢測(cè)器為例進(jìn)行介紹。文章源自好焊孫輝博客 http://m.surpass-tech.com.cn好焊孫輝-http://m.surpass-tech.com.cn/weldgyzb/autochongya202411214.html

ROLAND雙料檢測(cè)文章源自好焊孫輝博客 http://m.surpass-tech.com.cn好焊孫輝-http://m.surpass-tech.com.cn/weldgyzb/autochongya202411214.html

電子式雙料檢測(cè)因其安裝簡(jiǎn)單、應(yīng)用靈活而被廣泛應(yīng)用在自動(dòng)化壓力機(jī)線體上。ROLAND應(yīng)用在汽車行業(yè)的雙料檢測(cè)設(shè)備為R1000系列，全部為電子式，依據(jù)檢測(cè)形式分為接觸式檢測(cè)(見圖2)和非接觸式檢測(cè)。文章源自好焊孫輝博客 http://m.surpass-tech.com.cn好焊孫輝-http://m.surpass-tech.com.cn/weldgyzb/autochongya202411214.html

1.接觸式雙料檢測(cè)文章源自好焊孫輝博客 http://m.surpass-tech.com.cn好焊孫輝-http://m.surpass-tech.com.cn/weldgyzb/autochongya202411214.html

接觸式雙料檢測(cè)器的傳感器大多安裝在機(jī)器人或機(jī)械手拆垛處，在進(jìn)入壓力機(jī)前的板料對(duì)中臺(tái)應(yīng)用較少。傳感器中的線圈通電后產(chǎn)生磁場(chǎng)，不同厚度(或材質(zhì))的板料對(duì)磁場(chǎng)影響不同，從而產(chǎn)生不同的感應(yīng)電壓，通過通信電纜傳輸給控制器。控制器對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行處理計(jì)算，從而判定板料張數(shù)為0、1或2。文章源自好焊孫輝博客 http://m.surpass-tech.com.cn好焊孫輝-http://m.surpass-tech.com.cn/weldgyzb/autochongya202411214.html

2.非接觸式雙料檢測(cè)文章源自好焊孫輝博客 http://m.surpass-tech.com.cn好焊孫輝-http://m.surpass-tech.com.cn/weldgyzb/autochongya202411214.html

為了提高節(jié)拍，在進(jìn)入壓力機(jī)前的板料對(duì)中臺(tái)處使用非接觸式雙料檢測(cè)器，用來對(duì)皮帶上運(yùn)動(dòng)著的板料進(jìn)行二次檢測(cè)。非接觸式雙料檢測(cè)器的檢測(cè)裝置由發(fā)射極和接收極這一對(duì)傳感器組成。“發(fā)射極”產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)，“接收極”會(huì)檢測(cè)到一個(gè)磁場(chǎng)信號(hào)。如果在傳感器之間沒有障礙物，接收極將全部捕獲信號(hào)。在傳感器之間有一張板料時(shí)，接收極接收發(fā)射器的信號(hào)受到一定阻礙;當(dāng)傳感器之間有兩張或兩張以上板料時(shí)，接收極接收到的信號(hào)會(huì)更弱，檢測(cè)原理如圖3所示。控制器通過計(jì)算、分析接收器接收信號(hào)的強(qiáng)弱，從而給出板料張數(shù)為0、1或2的輸出信息。非接觸式雙料檢測(cè)器具備以下優(yōu)點(diǎn)：板料運(yùn)動(dòng)中檢測(cè)，節(jié)省時(shí)間;由于不接觸傳感器，大大提高了傳感器及線纜的使用壽命;檢測(cè)數(shù)值不受板料間空氣間隙的影響。

雙料檢測(cè)器的選擇

雙料檢測(cè)器的選擇包括控制器的選擇和傳感器的選擇。在沖壓自動(dòng)化中，控制器的選擇除了依據(jù)檢測(cè)形式外，還需考慮檢測(cè)介質(zhì)。依據(jù)檢測(cè)形式和介質(zhì)的不同，R1000系列雙料檢測(cè)可分為“單檢測(cè)頭鐵磁”、“單檢測(cè)頭鐵磁+非鐵磁”以及“雙檢測(cè)頭鐵磁+非鐵磁”三個(gè)系列，均對(duì)應(yīng)相應(yīng)的控制器E20、UDK20和I20。如果壓力機(jī)生產(chǎn)的所有板料都為鋼板，為了追求性價(jià)比可選擇E20系列，其檢測(cè)頭的傳感器為電磁式，只能對(duì)鐵元素進(jìn)行檢測(cè);如需生產(chǎn)鋁板或其他元素的板料，且需要非接觸式檢測(cè)，必須選擇I20系列的控制器和傳感器。此外被檢測(cè)板料的厚度和所需傳感器的組數(shù)也是需要考慮的。幾種雙料檢測(cè)控制器的比較如表1所示。

對(duì)于傳感器的選擇，首先必須選擇與控制器相對(duì)應(yīng)的傳感器，其次是考慮傳感器的直徑、安裝方式和螺紋大小等，如P42AGS、PW42AGS和IS20-30GS傳感器。控制器和傳感器的型號(hào)代碼說明如表2所示。

雙料檢測(cè)安裝及調(diào)試

1.安裝

雙料檢測(cè)器的安裝包括控制器的安裝、傳感器及其支架的安裝以及通信線纜的走線和安裝，其中傳感器的安裝最為重要，其安裝規(guī)范與否直接影響著檢測(cè)的結(jié)果。傳感器依據(jù)控制器的不同，安裝方式也稍有差別。由于非接觸式傳感器安裝相對(duì)簡(jiǎn)單，這里主要介紹接觸式傳感器的安裝：首先將傳感器安裝在支架上，傳感器要位于吸盤的正中位置，然后對(duì)傳感器進(jìn)行調(diào)整，直至傳感器的檢測(cè)面與支架吸盤的凸起點(diǎn)在一條直線上，并在此位置將傳感器固定(見圖4)。

根據(jù)傳感器的選擇和板厚的不同，傳感器到板料的調(diào)整距離也不盡相同，傳感器到板料的距離調(diào)整如圖5所示。

對(duì)于接觸式傳感器，兩張板料的間距和傳感器到板料的距離也是選擇傳感器時(shí)需要考慮的，以E20為例，板料間距如圖6所示。

2.參數(shù)及其設(shè)定

R1000雙料檢測(cè)器的參數(shù)由系統(tǒng)參數(shù)和程序參數(shù)兩部分組成。系統(tǒng)參數(shù)包含語(yǔ)言選擇、總線地址(以Profibus總線接口為例)、波特率設(shè)置、測(cè)量方式、密碼設(shè)置、傳感器型號(hào)和檢測(cè)模式等23個(gè)參數(shù)。程序參數(shù)包含程序號(hào)、傳感器序號(hào)、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定厚度、上限百分?jǐn)?shù)、下限百分?jǐn)?shù)、零點(diǎn)校正和板料厚度試教7個(gè)參數(shù)。參數(shù)的設(shè)定一般通過控制器正面的按鈕進(jìn)行設(shè)定。按下menu鍵，結(jié)合上下選擇鍵，可顯示review和change，如只是查看選擇前者，如需要修改參數(shù)則選擇后者，選擇change后需要輸入密碼(默認(rèn)4711)，可對(duì)系統(tǒng)參數(shù)和程序參數(shù)進(jìn)行修改。

3.組態(tài)和程序調(diào)試

R1000雙料檢測(cè)器支持Profibus(PR)、ControlNet(CN)、Interbus-S(IN)、ProfiNet(PN)、DeviceNet(DN)和CanOpen(CO)等接口，安裝相應(yīng)的GSD文件后即可組態(tài)。以Profibus為例，通過在硬件組態(tài)過程中DP從站參數(shù)和波特率的設(shè)定和I/O地址的指定，最終完成其組態(tài)。R1000在STEP 7下的組態(tài)如圖7所示，圖中地址為100、101和102的三個(gè)從站為R1000的E20系列。

組態(tài)完成、總線貫通后，即可通過現(xiàn)場(chǎng)總線與PLC進(jìn)行通信。

R1000除了為自己參數(shù)的輸入、輸出各提供了8個(gè)存儲(chǔ)區(qū)外，還分別提供16字節(jié)的輸入、輸出存儲(chǔ)區(qū)，用來存儲(chǔ)與PLC通信的數(shù)據(jù)。輸入、輸出的各存儲(chǔ)位如表3所示。

在PLC程序編制過程中，選取輸入、輸出存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)相應(yīng)字節(jié)對(duì)應(yīng)到PLC程序編寫中，通過程序執(zhí)行可使雙料檢測(cè)的信號(hào)與線體的信號(hào)進(jìn)行連鎖。雙料檢測(cè)的布爾量信號(hào)包括使能信號(hào)、檢測(cè)觸發(fā)信號(hào)、正常信號(hào)、0/1/2板和報(bào)警信號(hào)等;此外還包括雙料檢測(cè)的程序設(shè)定和選取、板料厚度的設(shè)定和實(shí)際測(cè)量值以及傳感器的檢測(cè)值等。PLC通過與現(xiàn)場(chǎng)總線雙料檢測(cè)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)板料的自動(dòng)檢測(cè)和對(duì)雙料的自動(dòng)處理。

結(jié)語(yǔ)

ROLAND接觸式E20(或UDK20)和非接觸式I20雙料檢測(cè)器在拆垛和對(duì)中臺(tái)配合使用，可有效減小檢測(cè)過程的誤差，使設(shè)備控制的防錯(cuò)率大大提升。在保障了設(shè)備和模具安全的同時(shí)，提高了生產(chǎn)節(jié)拍，減少了設(shè)備停機(jī)時(shí)間，從而提高了設(shè)備的利用率和自動(dòng)化率。