Датчики на лазерном станке: устройство, виды и принцип работы

Содержание:

• Принцип работы датчиков
• Виды датчиков на лазерных станках
• Для каких работ подходят индуктивные концевые датчики
• Возможные неисправности датчиков

Работа металлообрабатывающих лазерных станков с числовым программным управлением требует высокой точности. Для определения положений движущихся деталей станка используют индуктивные концевые датчики. Такие измерительные приборы обеспечивают идеальное расстояние между деталями и обеспечивают стабильность работы оборудования.

Принцип работы датчиков

Бесконтактные индуктивные датчики используют принцип магнитной индукции, реагируя на изменение магнитного поля при появлении в нем металлических объектов. В корпусе находятся генератор, создающий переменный ток, и катушка, которая направляет магнитное поле в пространство перед рабочей поверхностью. При обнаружении металлического предмета в этой зоне образуются вихревые токи, они поглощают энергию и снижают амплитуду колебаний генератора.

Индуктивный датчик считывает эти изменения и преобразует данные в выходной сигнал. Далее система управления лазерного станка фиксирует изменение положения деталей и останавливает рабочий механизм.

Концевой датчик отвечает за предельные диапазоны движения частей лазерного станка: рабочего стола или режущего инструмента. При выходе за ограничения станок прекращает работу.

Индуктивный концевой датчик сочетает в себе оба принципа работы и эффективно используется на лазерных станках с ЧПУ.

Виды датчиков на лазерных станках

По форме индуктивные датчики изготавливают в целях места измерения: плоские, в виде кольца, уголка, цилиндра или прямоугольника. Подключение происходит через выходы количеством от двух до пяти.

Существует три группы лазерных датчиков по виду устройства:

1. Одинарные — один магнитопровод работает только в одном направлении. Основа измерений состоит в реагировании индуктивности дросселя на изменение величины воздушного зазора.

Свойства индуктивных одинарных датчиков:

• простота подключения;
• постоянная фаза тока при изменении направления движения;
• чувствительны к температуре;
• необходимость монтажа дополнительного воздушного зазора для контроля изменений в двух направлениях.

2. Дифференциальные (реверсивные) — два магнитопровода нивелируют давление на сердечник, что способствует лучшей чувствительности измерений и повышает точность работы.

Характеристики индуктивных реверсивных датчиков:

• расширенный диапазон значений;
• использование только переменного напряжения;
• высокая зависимость от стабильного питания;
• восприимчивость к высоким температурам и давлению, что влияет на точность измерений.

3. Трансформаторные — две обмотки на магнитном сердечнике. Компактны по размерам и недороги по стоимости.

Особенности индуктивных трансформаторных датчиков:

• используют только переменный ток;
• измеряют короткий диапазон характеристик;
• требуют экранирования для защиты от помех;
• подвержены влиянию температуры и колебаниям напряжения.

Для каких работ подходят индуктивные концевые датчики

Основная функция индуктивного концевого датчика — это передача оператору точного позиционирования всех подвижных деталей лазерного станка.

Местоположение компонентов и механизмов исключительно важно для качественной обработки материала и минимизации брака, предотвращения аварийных ситуаций и экстренной остановки станка

1. Фиксация начального положения с помощью лазерного датчика позволяет точно настроить расположение инструмента и обрабатываемой детали.
2. Отслеживание конечной позиции предотвращает выход режущего механизма за границы рабочей зоны и дает сигнал программному обеспечению остановить станок.
3. Обеспечение безопасности проведения работы для оператора и лазерного оборудования, предотвращение столкновений и выхода в опасную зону, снижение воздействия яркого света и высоких температур.
4. Минимизация влияния человеческого фактора снижает вероятность ошибок, сокращает простои, повышает точность обработки материалов.
5. Снижение расходов на техническое обслуживания за счет своевременного оповещения о неисправностях и предотвращения серьезных поломок лазерного оборудования.

Концевые датчики предохраняют от порчи уязвимые части станка, защищают каретку от ударов о борта и направляющие. Индуктивные датчики устанавливают на любую часть станка, где требуется точность положения или контроль движения. Лазерные датчики помогают определить начальные и конечные положения подвижных частей, нахождение деталей относительно оси, останавливать работу по достижению границ движения.

Включение индуктивных концевых датчиков в общую систему управления лазерными станками поднимает производительность и автоматизирует управление процессами.

Возможные неисправности датчиков

На эффективную работу индуктивных датчиков на лазерных станках могут повлиять следующие факторы:

• Несоблюдение условий эксплуатации измерительного прибора заявленным в технических характеристиках. Наличие в рабочей среде электромагнитных помех, высоких температур, избытка влажности и загрязненности.
• Влияние металлической стружки и пыли на точность измерений и возникновение ложных срабатываний.
• Перегрев датчиков в процессе контроля процессов металлообработки.
• Электромагнитное воздействие от других устройств в рабочем помещении.
• Физическое повреждение датчиков из-за неверной установки или нарушения эксплуатации.
• Износ частей прибора и ослабление контактов.
• Нестабильное питание и скачки электрического напряжения.

Для стабильной и продолжительной работоспособности индуктивных концевых датчиков на лазерных станках с ЧПУ необходимо своевременное техническое обслуживание и соблюдение установленных производителем условий монтажа и эксплуатации.