傳感器發(fā)展趨勢(shì)：從簡(jiǎn)單測(cè)量到智能集成

回顧用于離散制造業(yè)的新傳感器技術(shù)，我們一直懷疑終端用戶會(huì)只是簡(jiǎn)單地替換舊技術(shù)還是戰(zhàn)略性采用新型傳感器為制造智能化收集更多的數(shù)據(jù)。下面將會(huì)馬上為你揭開這一問(wèn)題的答案。

最新一代傳感器的商業(yè)智能功能與其改進(jìn)的精確度同等重要�！霸摴δ苣軌蚴菇K端用戶從生產(chǎn)線獲取至更多的產(chǎn)品信息，還可以應(yīng)用這些信息來(lái)優(yōu)化生產(chǎn)流程�！笨的鸵暻皯�(yīng)用工程師及現(xiàn)任產(chǎn)品銷售經(jīng)理BobTremblay表示，“采用這些信息，他們就可能實(shí)現(xiàn)更高的投資回報(bào)率（ROI）。”康耐視是全球著名的機(jī)器視覺(jué)和激光位移傳感器供應(yīng)商。

盡管Tremblay并沒(méi)有量化潛在或真實(shí)的回報(bào)，但他表示，在開始使用傳感器幾周后就能夠?qū)崿F(xiàn)RIO。其它傳感器的新應(yīng)用還包括基于傳感器智能的生產(chǎn)精細(xì)度調(diào)諧，如新型激光位移傳感器。

在凹凸不平的表面進(jìn)行操作時(shí)，激光位移傳感器的單純測(cè)量和智能采集功能可以直接連接，一般應(yīng)用于需要檢查產(chǎn)品表面點(diǎn)蝕或粗糙度的汽車和醫(yī)療設(shè)備行業(yè)。

通常平整度是由一個(gè)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)（CMM）在線下抽查。“制造商已經(jīng)在這個(gè)問(wèn)題上糾結(jié)了好長(zhǎng)時(shí)間了。”Tremblay表示，“但是細(xì)究到微小特性，如0.5到1.0毫米的高度（平整度變量），這些就很難控制�！�

因此，監(jiān)控這些特性的變化需要花費(fèi)大量時(shí)間。“如果你幸運(yùn)的話，采用CMM抽查一個(gè)樣品可能花費(fèi)數(shù)小時(shí)，”Tremblay說(shuō)道。平面產(chǎn)品的樣品一旦從產(chǎn)品線出來(lái)就會(huì)移到CMM，夾緊固定后開始分析。隨后，這個(gè)過(guò)程會(huì)反過(guò)來(lái)。然而，由于過(guò)程中對(duì)產(chǎn)品的接觸，線下操作可能會(huì)影響物體表面的平整度。

激光位移傳感器的自動(dòng)3D功能改變了這一狀況。“該技術(shù)可確保無(wú)接觸無(wú)創(chuàng)性抽樣檢查。”Tremblay強(qiáng)調(diào)，由于新技術(shù)可以提供持續(xù)在線抽樣檢查，終端用戶可以始終看到樣品。如果需要，任何在5微米以下范圍內(nèi)與規(guī)格不符之處都可以被發(fā)現(xiàn)。

該新型傳感器技術(shù)還可應(yīng)用于電子行業(yè)。在電子行業(yè)，零件經(jīng)常在各個(gè)程序之間傳輸，待傳輸完之后，就可以使用激光位移傳感器檢查某個(gè)零件的邊角是否有磨損。

新技術(shù)還適用于測(cè)量同時(shí)在接受檢查和測(cè)試的零件。Tremblay表示，“你可能需要在其應(yīng)用環(huán)境中測(cè)量某個(gè)設(shè)備，例如一個(gè)醫(yī)療設(shè)備。在測(cè)試中或測(cè)試后，我們可以知道該設(shè)備有無(wú)變化�！�

嚴(yán)峻環(huán)境，特殊需求

有焊接作業(yè)的制造商可能需要確定焊接的準(zhǔn)線和高度。在這種嚴(yán)峻的環(huán)境中，Turck公司最新改進(jìn)的WeldGuard電感式接近傳感器就可以派上大用場(chǎng)，它既可以作為同步傳感器也可以作為商業(yè)智能設(shè)備使用�！捌�車制造商會(huì)在車身、動(dòng)力傳動(dòng)系、子裝配線和裝配線上使用大量的傳感器�！盩urck移動(dòng)設(shè)備市場(chǎng)汽車業(yè)務(wù)開發(fā)經(jīng)理BrainTorbox表示，“最嚴(yán)峻的是焊接操作，這些傳感器會(huì)暴露在焊渣、高溫和物理?yè)p壞中�！�

嚴(yán)峻環(huán)境中傳感器的使用意味著像Turck一樣的供應(yīng)商必須找到延長(zhǎng)感應(yīng)卡壽命的新方法。“我們的傳感器都是通過(guò)改裝后的標(biāo)準(zhǔn)傳感器，完全能夠承受焊接和裝配的嚴(yán)峻環(huán)境，”Torbox稱。這些改進(jìn)點(diǎn)包括在裝配和快速連接過(guò)程中采用不銹鋼或聚四氟乙烯（PTFE）電纜桶和套管。

Torbox聲稱“如果標(biāo)準(zhǔn)傳感器可以在嚴(yán)峻的焊接環(huán)境中運(yùn)行一天，我們可以將其壽命延長(zhǎng)到一個(gè)月�；蛑�如果標(biāo)準(zhǔn)傳感器能夠運(yùn)行一周，我們就可以將其延長(zhǎng)到6到8周�！边@表明RTF應(yīng)用設(shè)備的操作員和經(jīng)理都不需要再反復(fù)應(yīng)對(duì)傳感器失效引起的停工問(wèn)題。相反，他們可以在傳感卡即將失效前合理計(jì)劃并為最小化生產(chǎn)停頓做好準(zhǔn)備。

Torobox基于終端用戶的數(shù)據(jù)估測(cè)，每次傳感器失效損失在500美元左右。這些損失主要是由于停產(chǎn)造成。“如果制造商整個(gè)工廠中每天有50個(gè)傳感器失效，累計(jì)的損失就很慘重�！�

先發(fā)制人的指示功能

頻繁的生產(chǎn)停頓以及如何處理這一問(wèn)題牽動(dòng)著每個(gè)制造商的神經(jīng)�！盀榱私鉀Q這一問(wèn)題，Sick公司改進(jìn)了其現(xiàn)有的FX3Flexi軟模安全控制器，以提供更多診斷和自動(dòng)配置功能�！盨ick安全部門經(jīng)理SteveAamodt表示，“該控制器可作為公司安全系統(tǒng)的中樞，為機(jī)器提供邏輯�！�

該安全控制器的新型自動(dòng)恢復(fù)功能可以從故障診斷的角度來(lái)幫助解決這一問(wèn)題。如果系統(tǒng)癱瘓，程序重啟和重新安裝所花費(fèi)的時(shí)間可以從數(shù)小時(shí)縮短到數(shù)分鐘，而且診斷還可以分析出故障原因。

在許多工廠，員工們通過(guò)在車間來(lái)回巡邏尋找閃爍的紅色指示燈來(lái)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。但是，現(xiàn)在有了更智能的設(shè)備，這項(xiàng)工作就可以直接省去。例如，如果一個(gè)安全掃描儀從受污生產(chǎn)線獲取到數(shù)據(jù)，終端用戶就可以利用連接到該掃描儀的機(jī)器人確認(rèn)受污的電子設(shè)備然后進(jìn)行清潔，而不是將問(wèn)題遺留到最后。

這種先發(fā)制人的指示功能可以視為一種預(yù)防維護(hù)的能力。Aamodt表示，“有了傳感器的預(yù)防功能，我們提供給中樞站的信息越多，員工才可以基于更多的信息做出明智的應(yīng)對(duì)決定�！�

Aamodt還補(bǔ)充道，假如他是一個(gè)尋求新傳感器技術(shù)確保安全操作的制造商，他會(huì)有四個(gè)選擇標(biāo)準(zhǔn)。“我希望采用一種不影響生產(chǎn)、通過(guò)安全認(rèn)證、不影響設(shè)備運(yùn)行、并能提供機(jī)器及其性能信息的技術(shù)�！保⊿hirley譯）