Помимо многих иных технических моментов залог правильной работы промышленной автоматики состоит в надлежащем исполнении своих функций такими элементами, как датчики положения в пространстве компонентов системы. В роли этих компонентов могут выступать обрабатываемые детали, инструменты (резцы, фрезы, свёрла и т.д.), разнообразные части станков и машин. От правильности определения координат заготовки и инструмента зависит степень точности металлообработки, а, значит, и конечное качество продукции.
В современных металлообрабатывающих станках для решения этой задачи используются различные типы датчиков.
- Емкостные.
- Индуктивные.
- Ультразвуковые.
- Оптические.
Емкостные и индуктивные устройства реализованы на основе зависимости электрических параметров системы от изменений положения объекта в пространстве. Емкостные датчики определяют соответственно электрическую ёмкость, а индуктивные – намагниченность, напряжённость магнитного поля и прочие характеристики.
Ультразвуковые и оптические датчики положения определяют акустические и световые параметры системы. Например, по скорости отражения звуковой волны можно подсчитать величину перемещения инструмента относительно обрабатываемой детали, а с помощью направленного излучения фотонов (лазера) удаётся определять положение заготовки с точностью до микрон.
Требования к датчикам положения
Едва ли необходимо подробно останавливаться на ключевом требовании, предъявляемом к датчикам положения, а именно точности измерения и определения координат. Это основное свойство данных элементов должно обеспечиваться при любых обстоятельствах. Для этой цели в конструкции датчиков используются специальные материалы, физические характеристики которых позволяют поддерживать точность на заданном уровне. К примеру, в оптических системах применяются линзы с низкими значениями преломления светового луча, а емкостные датчики создаются из полимеров с пренебрежимо малой собственной электрической ёмкостью.
Другое важное требование заключается в обеспечении длительного срока службы датчиков. С этой целью для их изготовления подбираются материалы, не только с отличными физическими характеристиками, но и устойчивые к воздействию разрушительных производственных факторов, к которым относятся, прежде всего, следующие:
- высокая температура;
- влажность;
- вибрации;
- электромагнитные излучения.
Правильный подбор материалов обеспечивает долговременный ресурс датчиков, и, следовательно, промышленной автоматики в целом.
Взаимная сочетаемость датчиков положения
Особенность, присущая современным датчикам, состоит в том, что различные элементы могут без труда сочетаться в рамках одной системы. Например, в одном металлообрабатывающем станке зачастую устанавливаются и оптические, и индукционные датчики. Первые служат для определения координат обрабатываемой заготовки, а вторые используются на этапе измерения геометрических параметров изготовленной детали.
Данная особенность датчиков позволяет использовать измерительные компоненты в привязке к одному программному обеспечению. Это сильно упрощает эксплуатацию автоматики и даёт возможность при необходимости заменять датчики без кардинального изменения всей автоматической системы.
