Jste zde

Odměřování polohy s přesností na 0,001 mm

Antonín Vojáček, 30. Září 2010 - 20:58

Pro velmi přesné měření lineárních posuvů a pohybu se velmi hodí lineární magnetické snímače. Ty lze dnes již běžně koupit s rozlišením posunu v řádu jednotek mikronů. Mezi takové patří i snímače jedné české málo známé firmy.

Náhodou jsem na internetu narazil na lineární magnetické snímače téměř neznámého českého výrobce Jirka& spol. dodávané pro obchodní značkou TIGRE s označením TMLS, nicméně tato zařízení jsou vyráběna i jako OEM produkty pro jiné, zvláště další české dodavatele.

Na nich mě hned zaujalo rozlišení měření pohybující se v rozsahu 1 až 25 mikronů, tedy 0,001 až 0,025 mm dle zvoleného typu. Díky tomu jsou vhodné pro polohování i velmi přesných zařízení, jako například obráběcí, tvarovací a řezací stroje, přesné robotické systémy a montážní automaty, kde pro výrobě nebo při sesazování částí záleží „na každém chlupu“.

Princip funkce magnetických lineárních snímačů

Princip měření těchto snímačů je založen na snímání proměnného magnetického pole speciální magnetické pásky prostřednictvím snímací hlavy, která se pohybuje nad páskou ve výšce několika milimetrů. Tím, že jde o bezkontaktní sledování magnetického pole, je celý tento systém velmi odolný proti znečištění, přesněji řečeno znečištění funkci prakticky neovlivňuje.

To je ideální řešení pro strojírenské a těžké průmyslové prostředí, kde většinou o špínu nejrůznějšího původu není nouze. Navíc magnetický pásek lze i skrýt do nějakého nemagnetického profilu, tedy i například pod povrch z neferomagnetických materiálů, jako jsou hliník, mosaz a nemagnetické oceli.

 

Princip funkce lineárního magnetického snímače
(vlevo - provedení magnetické pásky, vpravo - princip snímání magnetickou hlavou).

Magnetické snímače TMLS

Magnetické snímače TMLS jsou vyráběny ve 3 různých verzích podle rozlišení a maximální možnou mezerou mezi magnetickou páskou a snímací hlavou:

  • Magnetický snímač TMLS-25B - levný magnetický snímač s rozlišením 25 mikronů při vzduchové mezeře do 1 mm

  • Magnetický snímač TMLS-05A-02 a TMLS-05A-05 - magnetický snímač s rozlišením 5 mikronů při využití max. vzduchové mezery až 1 mm nebo až 2,5 mm.

  • Magnetický snímač TMLS-01A-02 - magnetický snímač s rozlišením 1 mikron při možnosti využití max. vzduchové mezery až 1 mm.

 

Uvedení snímače pak stíhají měřit při pohybu rychlostí až 1 m/s při pracovní teplotě okolí 0 až 85°C. Jejich elektrický výstup je v podobě 5V TTL signálu, který společně s 5 V napájecím vstupem sdílí 9pinový D-Sub konektor (podobný jako u RS-232 komunikace).

Struktura snímané magnetické pásky MT

Všechny výše uvedené snímače využívají magnetické pásky, která se skládá ze samolepící magnetické pásky (šířka 10 mm, tloušťka 1,4 mm, max. délka 25 m) a krycí ocelové pásky (šířka 10 mm, tloušťka 0,2 mm).

Výhodou tohoto řešení je snadná instalace (pokud je páska lepena na rovnou plochu) a velmi příznivá cena. Nevýhodou pak neexistující ochrana proti emulzím, které mohou způsobit odlepování pásky. V tomto případě je pak nutné použít například krycí hliníkový profil. Pro prostorovou orientaci jsou vybaveny i Z-referenčním signálem.

Jinak všechny výše uvedené magnetické snímací hlavy jsou voděodolné a prachotěsné a tedy u nich není nutné se poškození prostředním obávat.

Ukázka možného průmyslového použití lineárního magnetického snímače složeného ze neprodyšně zapouzdřené snímací hlavy a v hliníkovém profilu ukryté magnetické pásky, která je tak chráněná proti poškození.

Závěr

Výše uvedené lineární senzory můžete jako OEM nalézt v nabídkách hned několika českých internetových obchodů se snímači. Jejich cena se pak podle typu ( rozlišení 25 až 1 mikrometrů) pohybuje v řádu 1000 – 3000,- Kč, což je dobrá cena vzhledem k nabízeným parametrům. Navíc výrobce (Jirka& spol.) ke snímačů nabízí i dost široký sortiment vyhodnocovacích a vizualizačních elektronických jednotek.

Poznámka na závěr: U několika výrobců lineárních magnetických senzorů pak lze nalézt i velmi přesná provedení s rozlišením 0,5 mikrometrů či dokonce 0,1 mikrometrů. Jejich cena však již bývá o dost vyšší.

Vytvořil: Antonín Vojáček

DOWNLOAD & Odkazy

  • Stránky výrobce Jirka& spol. - www.jirkaspol.cz
  • Přímý odkaz na snímače TMLS na stránkách výrobce - www.jirkaspol.cz/linearni-snimace-pro-stroje-tmls05-1-1-262.html
  • BALLUFF, Snímače polohy BTL Micropulse. Katalogové podklady Gebhard Balluff GmbH, Neuhausen,SRN.
  • SIKO, Magnetické absolutní měřicí systémy délek ML-A. Katalogové podklady SIKO GmbH, Kirchzarten, SRN.
  • Další články a testy o snímačích, PLC, komponentech nejen pro průmyslové aplikace najdete na stránkách serveru automatizace.HW.cz  
Hodnocení článku: 

Komentáře

Anonymous (neověřeno) - 3. Říjen 2010 - 1:23

Magnetické snímače maji poly od sebe 1,2 nebo 5 milimetrů.Tzn. že se sinusovka příslušných způsobem rozdělí a určí tak rozlišení.Ale u magnetických snímačů je 1 mikron nesmysl.Mezi poly jsou nelinearity.Měřil jsem laserovým interferometrem několik snímačů.A chyby jsou v cca 0.05 mm.Pro strojařinu je optické pravítko nenahraditelné....