在灵活的制造系统中，至关重要的是，充当设备集成元素的设备必须提供一定程度的安全性，以确保执行过程的完整发展。
在食品，休闲，制造，商业，采矿等行业中，以相同的方式在博物馆，银行等地方使用。
从这个意义上讲，在CAP自动化中心的柔性制造系统中，在机械手中包含一些传感器是有利的。
众所周知，传感器是一种能够检测不同类型的材料以发送信号并允许过程继续进行或检测到盗窃的设备。视情况而定。
在选择传感器时，必须考虑不同的因素，例如：外壳的形状，工作距离，电气数据和连接。
同样，还有其他称为换能器的设备，它们是改变信号的元件，用于最佳测量某种现象中的变量。
什么是换能器？
换能器是一种将一种类型的物理变量（例如，力，压力，温度，速度等）转换为另一种类型的设备。
传感器是用于测量目标物理变量的换能器。一些最常用的传感器和传感器是应变仪（用于测量力和压力），热电偶（温度），速度计（速度）。
任何传感器或传感器都需要进行此校准才能用作测量设备。校准是建立测量变量与转换后的输出信号之间关系的过程。
根据转换信号的形状，传感器和传感器可以分为两种基本类型。这两种类型是：
- 模拟传感器数字传感器
的模拟换能器提供一个连续的模拟信号，例如为电压或电流。该信号可以作为被测物理变量的值。
的数字换能器产生在并行或在一系列脉冲可以计数的一组状态位的形式的数字输出信号。数字信号以一种或另一种方式表示测量变量的值。在自动化和过程控制中，数字传感器通常具有比模拟传感器更兼容数字计算机的优势。
换能器的理想特性
准确性
测量的精度应尽可能高。准确性意味着可以在不出现正负系统误差的情况下检测变量的真实值。在对变量进行各种测量后，真实值和检测值之间的平均误差将趋于为零。
精确
测量精度应尽可能高。精度表示变量的测量中是否存在很小的随机变化。一系列测量值的离散度将最小。
工作范围
传感器必须具有较宽的工作范围，并且在整个范围内都必须精确。
响应速度
传感器必须能够在最短的时间内响应检测到的变量的变化。理想情况下，将是即时响应。
校准
传感器应易于校准。进行校准过程所需的时间和程序应该最少。同样，传感器不需要经常重新校准。术语“漂移”通常用于表示随着时间和使用情况而发生的传感器精度逐渐下降，需要重新校准。
可靠性
传感器必须具有高可靠性。在操作过程中不应经常发生故障。
自动化传感器的选择
选择是基于哪个传感器最合适的决定。这取决于要检测的物体的材料。
如果物体是金属的，则需要一个感应传感器。如果物体是由塑料，纸制成，或者是液体（基于油或水），颗粒状或粉末状，则需要一个电容传感器。如果物体可以携带磁铁，则适合使用磁传感器。
要选择合适的传感器，请遵循以下四个步骤：
- 案例表操作距离电子数据和一般连接
外壳形状
- -外壳材料
可从标准外壳中获得材料。）
V2A不锈钢
黄铜，镀镍或聚四氟乙烯涂层。
Crastin，
雷顿
Crastin是一种聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT），用玻璃纤维增强。它特别耐形状变化，耐磨损，耐热和耐寒，并且耐烃（例如三氯乙烯），酸（例如28％硫酸），海水，热水70°C等
在高达150°C的温度下，Pepperl + Fuchs GmbH使用Ryton，一种结晶聚苯硫醚（PS），可在高达200°C的温度下保持稳定性。将电子部件浸入真空模制树脂中的环氧树脂中。
电缆材料。
-PVC（聚氯乙烯）。电气行业的标准等级有条件地抵抗所有油和油脂，溶剂并不会减弱，具有很高的耐磨性。
-PUR（聚氨酯）。耐所有油和油脂，溶剂，并具有高耐磨性。
-硅胶 适度耐腐蚀以及所有油，油脂和溶剂的高温或低温（-50°C至+ 180'” c）的理想选择。
为避免电缆断裂，不得在低于-5°C的温度下移动或操纵PVC和PUR电缆。
工作距离
它是传感器最重要的特征距离。它基本上取决于传感器（线圈或电容器）的直径。另一个影响因素是材料的尺寸和组成以及环境温度。对于磁性传感器，还必须考虑对准和场强。
根据EN 60947-5-2，工作距离的定义对所有类型的传感器均有效，沟槽和环形类型除外。使用传感器可以有两种操作方式：
通过轴向逼近
通过径向近似
以下定义仅对轴向操作有效。
可用的操作距离
在-25°C至+ 70°C的环境温度下测得的单个传感器的工作距离，并为其提供计算得出的工作电压的85％至110％之间的电压：
0.9 Sr <Su <1.1 Sr
传感器分类
内部：有关机器人本身的信息
- 位置（电位器，感应同步器，光学…）速度（电气，光学…）加速度
外部：有关机器人周围环境的信息
- 接近度（光反射，激光，超声…）触摸（杆，压力，聚合物…）力（电动机中的电流，偏转…）视觉（管式摄像机）
其他分类：简单/复杂，资产/负债
根据要检测的物理量的类型，我们可以建立以下分类：
- 线性或角位置。位移或变形。线性或角速度。加速度。力和扭矩。压力。流量。温度。存在或接近。触摸。光强度。人工视觉系统。
另一类分类是区分有源和无源传感器。无源传感器需要电源来执行其功能，而有源传感器无需外部电源即可生成信号。
外部传感器是允许机器人灵活地与其环境交互的元素。尽管当今许多机器人（尤其是工业机器人）都是以预先编程的方式工作的，但在执行任务时使用外部传感器作为支持的方法却越来越普遍。外部传感器使机器人不受移动环境的限制，从而提高了“智能”程度。
通常，机器人通常使用三种类型的外部传感器来完成各种各样的任务。这些是触摸传感器，接近或存在传感器以及范围传感器。
触摸传感器是指示固体物体与其自身接触的设备。它们通常用于机器人手臂（夹具）的末端，以控制物体的搬运。反过来，它们可以分为两种类型：接触和受力。
接触式传感器
接触传感器仅告诉我们是否与物体接触，而与接触力的大小无关。它们通常是简单的设备，用途非常广泛。
可以将它们放置在机械臂的夹具上以确定何时拾取了物体，它们可以作为检查探针的一部分来确定物体的尺寸，甚至可以放置在夹具外部以探测环境。
这些传感器通常是限位开关或微动开关，它们是简单的电气设备，在接触时会改变状态。
力传感器
力传感器除了确定是否已经与先前的物体接触之外，还确定发生所述接触的力的大小。此功能非常有用，因为它将允许机器人操作不同大小的对象，甚至将它们放置在非常精确的位置。为了检测物体接触的力，有多种技术
力感腕。
它由位于腕部和手臂夹持器之间的称重传感器组成。其目的是提供有关力的三个分量（Fx，Fy，Fz）的信息，以及有关手臂运动的三个速度瞬间的信息，因此很难足够快地控制其运动，以致于不会引起运动没有灾难（例如物体压碎）。
联合检测
该技术基于关节扭矩的测量。该转矩的测量可以很简单，因为它与流过电动机的电流成正比，而电流会导致上述转矩。
尽管此技术看似简单可靠，但仍然存在一个主要问题。扭矩测量是在臂关节上执行的，而不是在末端执行器（夹具）上执行的，因此该扭矩不仅反映了将施加在夹具上的力，而且还反映了移动关节。
触摸阵列传感器
它是一种特殊类型的力传感器，因为它实际上是由一系列小型力传感器组成的。由于此特性，它们还允许识别正在操纵的对象中的形状。这些类型的设备通常安装在机器人手臂的夹具上。
组成矩阵的每个力传感器通常是一个弹性垫，当被压缩时，它的电阻会与施加的力成比例地改变。测量阻力是我们可以获得有关力的信息的时候。这种类型的传感器的分辨率在逻辑上将由传感器阵列的尺寸给出。
设计此类传感器时可能会出现问题的一个非常重要的因素是接触表面的磨损程度。
屏蔽和非屏蔽传感器
屏蔽传感器。-它们包括围绕铁氧体磁芯和线圈的金属带。这有助于将电磁场引导到传感器的正面。
屏蔽传感器。
非屏蔽传感器。-它们没有金属带；但是，它们具有更大的工作距离并具有横向感应的能力。
感应范围注意事项（工作距离）
工作距离（S）基本上是传感器线圈直径的函数。使用标准零件可以达到最大距离。使用接近传感器时，要检测的零件必须在保证范围内。
- 标准零件：1mm厚的正方形零件（由回火钢制成）用于确定以下操作公差：正方形的长度和宽度等于感测面上（表面上）的外接圆的直径有效）或估计工作距离（Sn）的3倍，以较大者为准工作距离（S）估计工作距离（Sn）：不考虑由于电压或温度引起的变化Sr）：0.9 Sn <Sr <1.1 Sn Sn可用工作距离（Su）：0.81 Sn <Sr <1.21 Sn保险工作范围（Sa）：0 <Sa <0.81 Sn
接近传感器
它们是检测信号以执行特定过程或操作的设备，具有以下特征：
- 它们是当物体靠近它们时通过感应作用的设备。它们不需要直接与要感测的材料接触。它们是工业中最常用和使用的。它们被封装在塑料中以提供更容易的组装和防止可能的撞击的保护。
应用范围：
- 传送带控制，高速控制，运动检测，计件，安全和警报系统中的开口感应控制系统，例如限位开关。（PLC的）光学传感器。
特性。
- 体积小，但坚固耐用操作距离更长检测任何材料使用寿命长
应用领域
- 优先考虑操作员安全的液压机检修栅中的屏障型保护系统，用于检测生产线（电子行业或装瓶公司）中以极高速度运行的零件在这种情况下，传感器由彼此相对的红外发射器和接收器组成，以使发射信号的中断指示镊子内部是否存在物体。
感应式传感器
- 它由以下装置组成：线圈和铁氧体磁芯振荡器探测器电路（开关级）固态输出。
振荡器通过以传感器为中心的线圈相对于线圈轴线居中产生的电磁效应产生高频振荡场。因此，振荡器汲取已知电流。铁氧体磁心在前面集中并引导电磁场，成为传感器的活动表面。
当金属物体与高频场相互作用时，在有源表面中会感应出EDDY电流。这导致振荡器电路中的力线减小，因此，振荡幅度减小。传感电路识别出幅度的特定变化并生成信号，该信号将固态输出切换（导通）“ ON”或“ OFF”。当金属物体从参议院区域移出时，振荡器将产生磁场，从而使传感器返回其正常状态。
电容式传感器
电容传感器适合于想要检测非金属物体的情况。对于金属物体，更适合选择电感式传感器。
对于大于40 mm的距离，这种类型的传感器的使用是完全不合适的，最好是使用光学或屏障传感器进行检测。
电容传感器的工作方式与简单电容器相似。
传感器末端的金属箔电连接到振荡器。
被检测的对象用作第二张纸。当传感器通电时，振荡器会感应到目标和内层箔之间的外部电容。
电容式传感器的工作方式与电感式传感器的工作方式相反，当目标接近电容式传感器时，振荡会增加，直到达到限制水平，该水平才激活触发电路，触发电路又改变了开关的状态。
典型应用
- 几乎所有物料的检测液位，储罐，储罐，铲斗的控制和验证距离测量控制机器的输入输出回路张力释放控制，扩展
超声波传感器
传感器种类繁多，包括30mm的钣金和塑料外壳（两种矩形外壳样式）
它具有狭窄的模拟范围，可广泛应用于分立设备，多个定位传感器，可感测机器人环境的环境特征。
透明白
超声波传感器是透明目标的最佳选择。他们可以像木托盘一样轻松地揭开一层透明的塑料薄膜。
尘土飞扬的环境
超声波传感器不需要光电传感器所需的清洁环境。树脂密封的压电换能器在许多粉尘应用中表现良好。
目标参差不齐
许多应用，例如发现倾斜的水平或不均匀的材料。对于超声传感器来说这不是问题。该传感器具有60°的声锥角。宽锥角允许+ -15°的指定倾斜度。
通过模拟性能控制速度
重要的功能是模拟电流和电压与指定距离成正比。织物工业加工应用的模拟性能，例如地毯，纸张，纺织品或塑料的搭接张力和卷径。
噪声抑制电路。
超声波传感器不受玻璃或金属信号的影响，也不受线产生的电机产生的振动的影响。
在困难的环境中运行。
密封的传感器可承受-25°至70°C（-13°至158°F）的温度，因此具有适合苛刻应用的传感器。
背景和前景中的白色抑制。
超声波传感器配有电位器以调节校准窗口的远限值，大多数版本还提供了第二个电位器以调节近限值。这样可以抑制前景和背景中的白色。
指标。
所有超声波传感器均具有指示性能状态的LED。还指出了音锥上的指定存在。
典型应用
- 液位，罐，罐的控制和验证距离测量机器输入输出回路的控制张力释放控制
作者Ing。IvánEscalona
后勤顾问，移动电话：044 55 18 25 40 61（墨西哥）
工业工程师
[email protected]，[email protected]
注意：如果您想发表评论，或者对任何已发表的作品有任何疑问或投诉，可以通过显示的电子邮件给我写信，指出您所写的是哪本作品，方法是写上作品名称（ s），您的工作地点也来自哪里（如果您学习或工作），也要具体到年龄，如果您未在邮件中注明年龄，我将删除该邮件，也将无法为您提供帮助，谢谢。
-大学研究：国家理工学院（IPN）的工程与社会及行政科学跨学科专业部门（UPIICSA）
-Patoyac学校中心（已加入UNAM）
产地：墨西哥
参考书目
- 工业自动化技术。
JoséJ. Horta Santos。
编辑。Limusa
墨西哥，1982年。
47-102页
- 机器人技术：简介
麦克克洛伊
1号 版。
编辑。Limusa
墨西哥，1993年
22-27页
- www.yahoo.comwww.google.comwww.sensors.comwww.elhijodeputa.comwww.monografias.comwww.upiicsa.ipn.mx
推荐读物
控制系统技术简介（第7版），
Robert N.，PE Bateson，Robert N.Bateson，
学徒厅; 第7版，
706分
结论
传感器允许机器人根据系统的计划在出现最终的系统总体阻塞或执行不一致的任务之前对故障的出现做出自主反应。它们还提供了使用机器人操纵器在部分预定的条件下执行任务的可能性，在该条件下，机器人的决策能力代替了对其每个动作的严格编程。
不管传感器的类型如何，选择它的基本部分都是要认真考虑应用，因为它的正确选择在很大程度上取决于。环境是另一个重要变量，因为除了操作问题外，它还会在一定范围内阻碍传感介质。重要的是要注意制造商的使用和应用建议，尤其是由于某些传感器价格昂贵，并且其安装或操作错误可能会导致在再次购买它们时产生额外的投资。
毫无疑问，传感器和传感器的使用使我们能够对正在执行的过程进行改进，转化为：准确性，安全性，减少时间，减少故障等。
因此，在本工作中，揭示了存在的不同类型的传感器及其取决于每个制造商的特征。
在某些传感器中，信号的产生是由要处理的材料的类型和距离决定的，以相同的方式可以介入其他因素，例如颜色或形状。对于电容式传感器，检测金属材料的距离通常很小，在非金属材料的情况下，不可能进行检测。
另一方面，对于电容式传感器，检测距离大于电感式传感器，从而增加了检测各种材料的能力。
对于光学传感器，必须在比以前的传感器大得多的距离处进行检测，并且以相同的方式检测各种类型的金属和非金属材料。
下载原始文件
