张 军
一汽大众汽车有限公司冲压中心 吉林 长春 130011
生产汽车零部件的冲压自动化生产线,一般只生产单张料片,因此判别进入模具前的料片是否为单张板料尤为重要,否则模具难以承受多张料片在拉延时产生的挤压力,甚至发生模具断裂事故。除了钢板冲压,在汽车行业还越来越多地使用铝等有色金属以及不锈钢奥氏体等非磁性金属;此外生产拼焊板也需要复杂生产控制系统,对双料检测有特殊要求。下面介绍两种在冲压领域里使用最为广泛的双料检测器。
(一)涡流/磁通型检测器
德国罗兰ROLAND双料控制系统
铁磁性材料检测-电磁原理
在这种操作模式下PW42GS传感器的功能类似于P42GS传感器采用电磁原理进行检测板材厚度的变化会引起感应的变化控制器通过这种变化而计算出板材的厚度。
当开关上限值设为公称厚度的120%时最大系统响应时间为100ms也就是说在识别检测启动信号后最多100ms的时间内便可输出双料检测的结果UL = 120%
从图中可以看到通过将阈值设置为120%或更高增加了系统响应时间但减少了传感器与被测板材之间的气隙对系统性能的影响。气隙会影响系统性能,是由于比起钢铁来说空气对于磁通量的阻力要大得多。
非铁磁性材料检测-涡流原理
对于低电导率材质的板材上产生的涡流很小,系统损失的能量也相对较小,这就意味着系统能够检测较厚的、低电导率材质的板材。另一方面对于高电导率材质的板材,如铜板材上产生强大的涡流系统损失许多能量,因此对于高电导率材质系统所能检测的板材最大厚度较小,但检测时间均为恒定的85ms
相对于电磁原理而言气隙对涡流原理的影响较小,但是为了获得最可靠的系统性能,在传感器和被测板材之间仍应避免产生气隙,但第一和第二张非铁磁性板材之间所允许的气隙略高于铁磁性材料。
(二)激光角测量的原理
因此为了避免接触式双料检测器件的测量弊端,随着科技发展,无接触的光学双料检测器件应运而生。而以激光测距为代表的传感器使用优势尤为突出。下面详细介绍激光测距类传感器。
如上图所示,接收器透镜聚集目标反射的光线并聚焦到感光元件上。 当与目标之间的距离发生改变时,通过接收器透镜的反射光的角度会随之改变,光线聚焦在感光元件上的位置也有所不同。
基于激光测距原理的非接触式双料检测器。板料通过两个相对位置固定的传感器,利用固定高度数值减去两个传感器测量值,得出的数值即为料厚。因此判断出是否双料。
现代化冲压生产线正是依靠上述多种类型的双料检测系统混合搭配使用,保护模具等工艺设施不受错误的来料影响。