一、卷板機的現(xiàn)狀及發(fā)展
跟著各項技術的立異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（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等不同外形板材的功能。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。加工成品的精度和質量直接影響成品價值的定位。這也就促使卷板機需要優(yōu)化其機能，以便能適應更高真?zhèn)€客戶。其對于卷板厚度的精度控制是由上輥的壓下間隔來決定。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)境下不亂工作成為了樞紐。
二、應用于惡劣環(huán)境中的高精度丈量-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，通過外部感應磁塊作為激勵元件的一種非接觸線性丈量檢測方式。
主要由電路部門、波導管、阻尼吸收裝置和外部激勵磁塊構成，丈量元件-波導管由特殊的鎳鐵合金制成，導管內設有銅導線，瞬 間電流脈沖觸發(fā)丈量流程，此電流產(chǎn)生圓周形磁場，因為波導管具有軟磁特性，圓周形磁環(huán)被束縛在波導管附近。位于丈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。波導管上兩磁場相遇處，因為磁致伸縮效應，在微結構范圍內發(fā)生彈性形變，由此產(chǎn)生一個向兩側擴散的機械波。到達波導管管末 真?zhèn)€波將被那里的阻尼吸收器吸收，而傳到信號轉換器的波則因為磁致伸縮效應的反向效應而產(chǎn)生一個電信號。波由形成地點到達信號轉換器的傳輸時間，與永磁鐵 和信號轉換器之間的間隔成正比，通過丈量時間，可以精確地丈量這個間隔。
巴魯夫位移傳感用具有無滑動觸點，工作時不受灰塵等非金屬因素的影響，并且低功耗，長壽命，可使用在各種惡劣前提下。無接觸，因而無磨損的工作方式有助于節(jié)省高昂的維修用度，并避免故障停機帶來的麻煩。位移傳感器主要應用在自動化裝備出產(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的量，位移的丈量方 式所涉及的范圍是相稱廣泛的。小位移通常用應變式、電感式、差動變壓器式、渦流式、霍爾傳感器來檢測，大的位移常用感應同步器、光柵、容柵、磁柵等傳感技 術來丈量。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、安裝利便、使用可靠等長處，良好的抗沖擊性和抗震性使其在產(chǎn)業(yè)領域的應用迅速擴展到重機械和系統(tǒng)設計領域，在機床加工、檢測儀表等行業(yè)中得到日益廣泛的應用。
對于其丈量機能而言，采用磁致伸縮原理作為線性丈量，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門機床行業(yè)的應用，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精度，響應時間極快，最小可達0.25ms，最大不超過1.5ms，丈量長度可根據(jù)客戶的不同應用的需要實現(xiàn)定制化。
三．卷板機晉升控制的精確性與對磁致伸縮直線位移傳感器的要求
近年來，中國機床制造行業(yè)飛速發(fā)展，技術革新和產(chǎn)品出口與日俱增。卷板機在裝備制造業(yè)中有著廣泛的應用，如航空航天、軍工刀兵、汽車、造船、化工、冶金、工程機械等行業(yè)，對卷板機的需求量日益增大，卷板機的精度要求越來越高。
卷板機是通過油缸垂直升降運動來帶動上輥，借助上輥的下壓及下輥的旋轉運動，使金屬板經(jīng)由多道次連續(xù)彎曲，產(chǎn)生永久性的塑 性變形，卷制成所需要的圓筒或錐筒等。而下壓位置的大小是需要通過一個線性位移傳感器做一個反饋給PLC，從而對油缸實行控制。這個線性位移傳感器是加工 板材型精度的樞紐，直接關系到加工品品質的優(yōu)良。
最初，在諸多卷板機制造商中使用直線電位計作為油缸位置的反饋，其具有一定的上風，好比價格低廉，這樣留給設計工程師以下兩個難以解決的題目：
1）精度不夠高，線性度低，難以實現(xiàn)高精度的加工；
2）接觸式傳感器不具有很好的耐久度，使用時間長了，精度和線性度會下降，導致加工精度變差。壽命甚至只有半年，不得不按期更換，影響出產(chǎn)且需要不斷投入資金維護。
對此，我們建議采用磁致伸縮式直線位移傳感器來解決上述題目：
首先，基于磁致伸縮原理的線性丈量具有高精度的特點，且具有很高的重復精度，并不會產(chǎn)生信號漂移。選用Balluff BTL6系列的傳感器，10μm的分辨率足可以知足對其高精度加工的要求。
其次，基于其非接觸的丈量方式，避免了傳感器長期運行導致的內部磨損狀況，從而不會導致信號漂移或精度下降。
再者，全金屬外殼可以最大限度的抵擋外部的物理因素的影響，可承受卷板機在工作時的振動或沖擊，并隔絕油污、粉塵類污染源的腐蝕，大大增強了其使用壽命。
另一方面，從經(jīng)濟角度看，就單個傳感器而言，因為原理不同和制造工藝的差別，磁致伸縮產(chǎn)品比直線電位計產(chǎn)品的價格會高出一 些，而磁致伸縮直線位移傳感器因為其內部無機械磨損，壽命遠比直線電位計產(chǎn)品高出良多，又免去了用戶維護用度和維護導致設備停機的損失，性價比顯而易見。
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