引言：本文主要介紹了圖爾克電感式直線(xiàn)位移傳感器在WEIMA公司的精密壓塊機(jī)上應(yīng)用。
每當(dāng)出臺(tái)新的環(huán)境法規(guī)的時(shí)候，Iisfeld的Swabian鎮(zhèn)都會(huì)對(duì)其密切關(guān)注。這里正是WEIMA Maschinenbau GmbH公司的總部所在地。該公司主要生產(chǎn)壓塊機(jī)和粉碎機(jī)，并且經(jīng)常獲益于這類(lèi)新的環(huán)境法規(guī)。例如，在過(guò)去20年間，聯(lián)邦排放物控制法案明令禁止木制品企業(yè)焚燒膠木板廢料。木材廢料必須先粉碎然后與一種氧氣混合物一起焚燒。只有這樣才能獲得合適的溫度以完全燃燒掉黏合劑和涂料中所含的有毒物質(zhì)。伴隨該法規(guī)的生效，WEIMA的粉碎機(jī)銷(xiāo)售量自然比以往任何時(shí)候都要好得多。
壓塊機(jī)產(chǎn)品也使這家機(jī)械制造商從廢料處理法規(guī)中得到了好處。如今任何要回收的東西(無(wú)論是鋁或其他金屬、塑料、絕緣材料、廢地毯還是廢紙)都要被壓成塊，以?xún)?yōu)化正確分類(lèi)廢料的儲(chǔ)存、加工和運(yùn)輸過(guò)程。但是，壓塊機(jī)的主要買(mǎi)家還是木材工業(yè)，他們主要將其用于滿(mǎn)足對(duì)可燃性燃料(主要用于生火或火爐)日益增長(zhǎng)的需求。木屑也要進(jìn)行壓塊以進(jìn)行工業(yè)加工(例如在造紙過(guò)程中)。與大量散裝的木屑相比，木塊可以節(jié)省約90%的空間。一臺(tái)ISO標(biāo)準(zhǔn)集裝箱可運(yùn)輸30噸木塊，而如果是木屑的話(huà)只能運(yùn)輸7噸。
憑借其粉碎機(jī)和壓塊機(jī)，WEIMA已經(jīng)成為歐洲市場(chǎng)的霸主。在這兩類(lèi)產(chǎn)品中，該公司目前都使用了來(lái)自圖爾克的電感式LI-Q25直線(xiàn)位移傳感器。無(wú)磨損的位移傳感器目前正被用在兩種型號(hào)的粉碎機(jī)和TH 1500 M壓塊機(jī)以及更大的TH 3400 M型壓塊機(jī)中。
檢測(cè)雙擠壓機(jī)構(gòu)的位置
WEIMA公司自1986年起就開(kāi)始建造其第一臺(tái)設(shè)備了，而該公司以前在壓塊機(jī)中都是使用電感式接近開(kāi)關(guān)來(lái)檢測(cè)位置的。每一臺(tái)壓塊機(jī)中都必須要檢測(cè)三個(gè)距離或位置：預(yù)壓縮機(jī)(用于將木屑擠壓成一個(gè)大塊)的位置、壓桿(用于將木屑擠壓成成型木塊)的位置以及在壓桿將原料擠壓成木塊的過(guò)程中所采用的雙擠壓機(jī)構(gòu)的位置。壓塊機(jī)還有兩個(gè)用于排出木塊的彈出器軸。
壓塊機(jī)不只生產(chǎn)150 x 60 mm的成型塊，也能生產(chǎn)大尺寸成型塊
木塊是在設(shè)備右側(cè)的兩個(gè)彈出器軸之間被擠壓成型的。壓塊機(jī)采用雙擠壓機(jī)構(gòu)。木塊被連續(xù)擠壓成型，并交替從左右兩側(cè)彈出。當(dāng)右側(cè)擠壓機(jī)構(gòu)正在進(jìn)行擠壓時(shí)，設(shè)備會(huì)將擠壓完成的木塊從左側(cè)彈出。然后左側(cè)擠壓機(jī)構(gòu)會(huì)被移動(dòng)到壓縮缸前面，并在右側(cè)擠壓機(jī)構(gòu)彈出成型木塊的同時(shí)將一個(gè)木塊擠壓成型。該過(guò)程會(huì)連續(xù)地重復(fù)進(jìn)行。按照這樣的順序運(yùn)行時(shí)，在雙擠壓機(jī)構(gòu)中必須總有一個(gè)木屑正好位于壓桿之前。否則，在最大型的壓塊機(jī)中其液壓機(jī)構(gòu)所產(chǎn)生的大約600 bar壓力就會(huì)施加到金屬機(jī)構(gòu)上(而不是木屑上)。這會(huì)帶來(lái)巨大的損壞，甚至?xí)乖O(shè)備完全毀壞。
現(xiàn)在使用了一個(gè)來(lái)自圖爾克的電感式直線(xiàn)位移傳感器來(lái)代替之前使用的接近開(kāi)關(guān)，以檢測(cè)擠壓機(jī)構(gòu)的位置。其帶來(lái)的好處從安裝時(shí)就已經(jīng)體現(xiàn)了出來(lái)：以前裝配工必須把接近開(kāi)關(guān)擰進(jìn)去、對(duì)它們進(jìn)行精確地調(diào)節(jié)、暫時(shí)上緊然后才能最終將它們固定好?！叭绻麤](méi)有將開(kāi)關(guān)精確調(diào)節(jié)好，它們經(jīng)常會(huì)很快損壞。” WEIMA集團(tuán)的銷(xiāo)售經(jīng)理Jorg Topfer在談到接近開(kāi)關(guān)的問(wèn)題時(shí)這樣說(shuō)道。
緊湊型TH 1500 M壓塊機(jī)可以使用叉車(chē)進(jìn)行提升和運(yùn)輸
裝配工現(xiàn)在只需將直線(xiàn)位移傳感器固定到雙擠壓機(jī)構(gòu)的液壓缸上、并將傳感器中帶導(dǎo)軌的定位元件連接到液壓活塞上即可。然后電氣工程人員就可以通過(guò)PLC對(duì)傳感器自動(dòng)進(jìn)行示教。PLC會(huì)使其運(yùn)動(dòng)到擠壓機(jī)構(gòu)的“最左位置”和“最右位置”并將直線(xiàn)位移傳感器的對(duì)應(yīng)測(cè)量值記錄下來(lái)作為開(kāi)關(guān)點(diǎn)使用。WEIMA的專(zhuān)家對(duì)傳感器進(jìn)行編程就像使用一個(gè)開(kāi)關(guān)一樣方便。PLC會(huì)計(jì)算4到20 mA的模擬信號(hào)值(該模擬信號(hào)僅與雙擠壓機(jī)構(gòu)的兩個(gè)位置有關(guān))并將其用于顯示。
壓桿的位置檢測(cè)
為了檢測(cè)擠壓位置，WEIMA現(xiàn)在使用了一個(gè)LI-Q25直線(xiàn)位移傳感器代替之前的兩個(gè)接近開(kāi)關(guān)來(lái)檢測(cè)擠壓活塞(壓桿)的開(kāi)始和結(jié)束位置。WEIMA將位移傳感器安裝在液壓缸上，并將定位元件連接到擠壓活塞上。安裝和校準(zhǔn)與在雙擠壓機(jī)構(gòu)上安裝傳感器時(shí)一樣簡(jiǎn)單。PLC會(huì)自動(dòng)對(duì)其進(jìn)行校準(zhǔn)。
WEIMA負(fù)責(zé)電氣工程和控制柜建造的ThomasSteiner解釋了新方案的好處：“我們沒(méi)有再遇到設(shè)置方面的問(wèn)題。以前我必須將接近開(kāi)關(guān)移動(dòng)到預(yù)定位置，然后移動(dòng)傳感器直到采集到輸入信號(hào)為止。而現(xiàn)在我只需要移動(dòng)到一個(gè)位置，記下測(cè)量值并將其定義為反向還是正向即可。即使傳感器安裝出現(xiàn)5毫米的誤差也沒(méi)關(guān)系，因?yàn)橹筮€要進(jìn)一步校準(zhǔn)?！?/FONT>
與磁致伸縮傳感器相比，采用圖爾克電感諧振電路測(cè)量原理進(jìn)行位置檢測(cè)的一個(gè)主要好處在于電感式系統(tǒng)不需要使用磁體。它主要是基于一個(gè)由定位元件(諧振器)和傳感器的線(xiàn)圈系統(tǒng)組成的振蕩電路，因此不易受到磁場(chǎng)或金屬環(huán)境的影響。除了抗干擾性以外，該測(cè)量系統(tǒng)還為WEIMA帶來(lái)了許多其它好處，比如該公司也涉足金屬屑?jí)簤K機(jī)市場(chǎng)，而使用電感式測(cè)量系統(tǒng)可以保證金屬屑和粉塵不會(huì)堵塞定位元件。
使用直線(xiàn)位移傳感器代替滾珠鏈條
第三個(gè)直線(xiàn)位移傳感器用于檢測(cè)位于實(shí)際擠壓室上方的預(yù)壓縮機(jī)位置。預(yù)壓縮機(jī)會(huì)以較小的壓力將碎屑?jí)簩?shí)，從而避免碎屑失控而進(jìn)入擠壓室。預(yù)壓縮機(jī)對(duì)進(jìn)入擠壓室的擠壓原料進(jìn)行測(cè)量，并且需要連續(xù)不斷地得到原料的當(dāng)前運(yùn)動(dòng)位置信息。在擠壓模式下，預(yù)壓縮機(jī)可以提供規(guī)定量的木屑。在長(zhǎng)度模式下，它會(huì)逐漸添加木屑直到達(dá)到規(guī)定的木塊標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度為止。
到目前為止，WEIMA的技術(shù)人員一直在使用他們自主設(shè)計(jì)的一套直線(xiàn)位移檢測(cè)系統(tǒng)。一個(gè)接近開(kāi)關(guān)通過(guò)掃描汽缸上的滾珠鏈條來(lái)確定活塞的位置。鏈條由交替放置的金屬和非金屬滾珠組成。當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)，接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)到鏈條通過(guò)時(shí)所產(chǎn)生的開(kāi)關(guān)脈沖，PLC對(duì)這些脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)以確定出運(yùn)動(dòng)距離。該設(shè)計(jì)并不精確，而且需要大量的安裝和校準(zhǔn)工作。
預(yù)壓縮機(jī)上LI傳感器的模擬信號(hào)可以直接顯示在控制面板上
在此應(yīng)用中，由于不僅需要開(kāi)關(guān)信息還需要精確的位置信息，因此電感式直線(xiàn)位移傳感器可以充分發(fā)揮優(yōu)勢(shì)。其設(shè)置方式與上文所述兩種情況完全一樣，可以通過(guò)PLC的示教程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。
Steiner還特別強(qiáng)調(diào)了在顯示器上將整個(gè)擠壓操作可視化的價(jià)值：“可視化對(duì)于我們來(lái)說(shuō)非常重要。此前我們只能在屏幕上概略顯示運(yùn)動(dòng)行程。而現(xiàn)在用戶(hù)可以在顯示器上逐個(gè)地對(duì)整個(gè)擠壓操作進(jìn)行跟蹤和設(shè)置。如果設(shè)備停在了難以觸及的位置，可以從控制柜對(duì)所有參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，而之前這些都是完全不可能做到的。”
圖爾克直線(xiàn)位移傳感器的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)
銷(xiāo)售經(jīng)理Topfer從自身的角度解釋了直線(xiàn)位移傳感器帶來(lái)的好處：“圖爾克的技術(shù)使我們比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手領(lǐng)先一步。我們的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手以前并未使用直線(xiàn)位移傳感器，而是使用限位開(kāi)關(guān)和接近開(kāi)關(guān)。而這在生產(chǎn)和檢修過(guò)程中所耗費(fèi)的工作量要比我們大得多。這也意味著客戶(hù)可以通過(guò)我們的檢修操作獲得更低的維護(hù)成本。我們使用圖爾克的技術(shù)對(duì)設(shè)備進(jìn)一步進(jìn)行了真正的開(kāi)發(fā)，而不只是對(duì)其進(jìn)行升級(jí)。可視化和遠(yuǎn)程控制能力為客戶(hù)帶來(lái)了實(shí)實(shí)在在的附加值?！?/FONT>
承認(rèn)新方案的價(jià)格稍高于接近開(kāi)關(guān)方案，但是他馬上補(bǔ)充說(shuō)這部分增加的成本實(shí)際上被原先方案中其他地方所帶來(lái)的成本(例如生產(chǎn)和檢修)所抵消。公司的授權(quán)代理商都十分清楚：你不可能僅僅通過(guò)比較兩個(gè)組件的標(biāo)價(jià)就做出合理的成本預(yù)算。在做出決定時(shí)必須要考慮完整的解決方案以及在產(chǎn)品整個(gè)壽命周期中對(duì)全部成本的影響。“最終價(jià)格還是令人滿(mǎn)意的?！盩opfer總結(jié)道。
電感式定位元件在沿著LI-Q25的導(dǎo)軌上可靠運(yùn)動(dòng)
（轉(zhuǎn)載）
