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Jun 30, 2023

適切な直線位置検出ソリューションのラインナップ

ポール・ヘイニー 2020 年 8 月 26 日 By Andrew Waugh、AutomationDirect 産業用機器や機械には、通常、大量の回転部品や作動部品が含まれています。 これらの効果的な自動化

ポール・ヘイニー 2020年8月26日

AutomationDirect、Andrew Waugh 著

産業用機器や機械には通常、大量の回転部品や作動部品が含まれています。 これらの要素を効果的に自動化するには、アクチュエータと関連機構の位置を確実に検出するセンサーが必要です。 固定された移動終点でのハードウェアの有無を検出することだけが必要な場合、これは非常に簡単です。 回転位置であっても、より困難ではありますが、ロータリー エンコーダ センサーをシャフトに配置することができます。

しかし、より困難なのは、より長い動作距離にわたって、またはより高い精度で直線運動と位置を検出する必要があることです。 たとえば、ガントリー クレーンは長距離に及ぶ可能性があり、屋外や工場の過酷な環境に設置および動作する可能性がありますが、±1 インチが必要です。 正確さ。 一方、マテリアルハンドリング機械はよりコンパクトで保護されている可能性がありますが、多軸 XYZ キャリアの位置に関してより正確なフィードバックが必要です。

シンプルな古典的なテクノロジーから高度なデバイスに至るまで、いくつかの線形位置検出オプションが利用可能です。 この記事では、いくつかの線形位置検出テクノロジをレビューし、正確で信頼性の高い検出を行うために各方法をどこに使用するのが最適であるかを説明します。

図 1. この画像の赤い矢印で示されているようなリニア位置センサーは、機械や装置の部品の位置を検出し、それらを追跡して自動化できるようにするために使用されます。 図はすべて AutomationDirect の厚意によるものです。

はっきりさせましょう線形位置決めは、非常に特殊だが高度に展開されたモーション ジオメトリのサブセットに使用され、センシングに関する複数の設計上の考慮事項が伴います (図 1)。

回転運動はロータリーエンコーダで簡単に感知できます。 回転運動は、歯車やその他の機構を使用して直線運動に変換される場合があります。 いずれの場合も、回転がどの程度発生したかに基づいて線形位置を推測することができます。 しかし、機構に故障があると回転センサと直線位置の関係が崩れ、正しくセンシングできなくなります。

リミット スイッチまたはポジション スイッチはシンプルで信頼性がありますが、設置場所での線形位置しか検出できません。 これらのセンサーは、機械的、光学的、近接、または超音波の方法に基づいている可能性がありますが、バイナリ位置、またはおそらく比較的粗い解像度のみを提供します。 このタイプの位置スイッチは通常、機構の移動の終端に設置されますが、装置上にターゲットを置き、移動経路に沿って多数の位置スイッチを配置することも可能です。 それでも、感知はそれらのポイントでのみ発生するため、機器がスイッチから離れると、その位置は不定になります。

最高の真のリニア位置センシング技術は、連続的なアナログ出力信号、またはイーサネット接続を介したデジタル信号を提供し、十分な解像度でリアルタイムでターゲットの位置を正確に報告します。

利用可能なテクノロジー以下に、主要なリニア位置センシング技術を示し、それぞれの利点と潜在的な問題について簡単に説明します。

図 2: これらの Gefran センサーのようなリニア ポテンショメータは、機器の位置を検出するための基本的な方法です。

あリニアポテンショメータこれは、機器がストロークの全長にわたって移動するときに抵抗に沿って移動するワイパーで構成され、位置に直接関係する可変抵抗を提供する実証済みの構成です（図 1）。信号調整器は、この読み取り値を他の電気出力に変換できます。レベル。 リニア ポテンショメータはシンプルで安価で、取り扱いが簡単です (図 2)。

ただし、物理デバイスは絶えず機械的にスワイプされるため、時間の経過とともに摩耗し、交換する必要があります。 液体や汚染物質に対して耐性がない場合があり、形状係数はロッドの完全な伸張および収縮ストロークに対応できる十分な大きさが必要ですが、設置スペースの制約により使用が制限される場合があります。