Cảm biến tiệm cận Baumer

Cảm biến tiệm cận Baumer

Baumer là doanh nghiệp công nghệ có nguồn gốc từ Thụy Sĩ, được Herbert Baumer thành lập tại Frauenfeld vào năm 1952.

Từ sản phẩm ban đầu là công tắc vi mô dùng trong dây chuyền sản xuất, hãng đã phát triển thành tập đoàn chuyên về sensor, encoder, thiết bị đo và linh kiện xử lý hình ảnh tự động.

Theo thông tin hiện tại của hãng, Baumer có khoảng 2.800 nhân viên tại 39 công ty thành viên ở 19 quốc gia.

Baumer Việt Nam cung cấp sản phẩm đặc biệt phù hợp với nhà chế tạo máy

Dây chuyền đóng gói, robot, băng tải, ngành thực phẩm, thép, cơ khí, ô tô, điện tử, xử lý nước và nhiều hệ thống tự động hóa cần độ chính xác cao.

Baumer là một trong những thương hiệu chuyên sâu về cảm biến và công nghệ đo lường phục vụ những yêu cầu này

Với danh mục trải rộng từ cảm biến tiệm cận, cảm biến quang, cảm biến khoảng cách đến encoder, cảm biến quá trình và hệ thống xử lý hình ảnh công nghiệp.

Các sản phẩm của Baumer cung cấp bao gồm:

Cảm biến tiệm cận Baumer

Cảm biến tiệm cận Baumer được phát triển để thực hiện những nhiệm vụ này theo phương pháp không tiếp xúc, giúp giảm các điểm hao mòn cơ khí và tạo tín hiệu phản hồi nhanh cho PLC.

Thay vì chỉ tập trung vào một dòng cảm biến tiêu chuẩn, Baumer xây dựng danh mục cảm biến cảm ứng từ loại siêu nhỏ

Loại hình trụ M8 đến M30, cảm biến thân phẳng, phiên bản vệ sinh, cảm biến chịu áp suất, chịu nhiệt và các phiên bản dành cho môi trường công nghiệp nặng.

Khoảng cách phát hiện của dòng hình trụ tiêu chuẩn có thể đạt đến 24 mm tùy cấu hình.

Điểm đáng chú ý của cảm biến tiệm cận Baumer nằm ở khả năng lựa chọn thiết bị sát với từng vị trí máy thay vì phải dùng một cấu hình chung cho toàn bộ dây chuyền.

Cảm biến tiệm cận Baumer hoạt động theo nguyên lý cảm ứng điện từ để nhận biết vật thể kim loại mà không cần tiếp xúc trực tiếp.

Thay vì sử dụng cần gạt hoặc tiếp điểm cơ khí, cảm biến tạo ra một trường điện từ ở phía trước bề mặt cảm ứng.

Khi kim loại tiến vào vùng này, đặc tính của trường điện từ thay đổi và mạch điện tử bên trong chuyển sự thay đổi đó thành tín hiệu đóng hoặc ngắt đưa về PLC.

Chính nguyên lý không tiếp xúc giúp cảm biến tiệm cận Baumer phù hợp với những vị trí phải hoạt động liên tục, tốc độ cao hoặc khó sử dụng công tắc cơ khí.

Nguyên lý hoạt động chi tiết của Cảm biến tiệm cận Baumer:

Mạch dao động tạo vùng phát hiện phía trước cảm biến

Bên trong cảm biến tiệm cận Baumer có một cuộn dây được tích hợp vào mạch dao động LC. Khi được cấp nguồn, dòng điện trong mạch dao động tạo ra điện áp xoay chiều tần số cao, từ đó hình thành một trường điện từ biến thiên tại bề mặt hoạt động của cảm biến.

Trường điện từ này tập trung chủ yếu ở vùng ngay phía trước đầu cảm biến. Đây chính là vùng mà một chi tiết kim loại có thể tác động tới cảm biến.

Khi chưa có vật thể kim loại xuất hiện, mạch dao động hoạt động ở trạng thái ổn định và đầu ra duy trì trạng thái ban đầu.

Baumer gọi bề mặt phát trường này là active sensor surface. Hình dạng và kích thước của bề mặt cảm ứng, cấu tạo cuộn dây và thiết kế housing ảnh hưởng trực tiếp tới khoảng cách phát hiện của từng model.

Kim loại đi vào vùng cảm ứng tạo ra dòng điện xoáy

Giai đoạn quan trọng nhất trong nguyên lý hoạt động xảy ra khi một vật kim loại tiến gần đầu cảm biến.

Trường điện từ biến thiên do cuộn dây tạo ra sẽ cảm ứng những dòng điện xoáy – eddy currents trên bề mặt vật kim loại.

Các dòng điện này tiêu thụ một phần năng lượng của trường điện từ và làm giảm biên độ dao động của mạch LC bên trong cảm biến.

Vật càng tiến gần bề mặt cảm ứng, tác động tới trường điện từ càng mạnh. Mức năng lượng bị lấy khỏi mạch dao động tăng lên và tín hiệu tại đầu ra của oscillator thay đổi tương ứng.

Đây là lý do Cảm biến tiệm cận Baumer chỉ dùng trực tiếp để nhận biết kim loại. Nhựa, thủy tinh hoặc giấy không tạo ra dòng điện xoáy theo cơ chế này nên cảm biến cảm ứng thông thường không thể phát hiện chúng giống như kim loại.

Mạch trigger xác định thời điểm cảm biến chuyển trạng thái

Sự suy giảm của dao động chưa phải là tín hiệu cuối cùng đưa về PLC. Bên trong cảm biến còn có tầng xử lý tín hiệu để đánh giá mức thay đổi của oscillator.

Khi mức suy giảm đạt tới ngưỡng thiết kế, trigger stage nhận biết rằng vật thể đã đi vào phạm vi phát hiện. Với cảm biến tiệm cận dạng switching, tín hiệu này được đưa qua mạch chuyển đổi và tầng khuếch đại đầu ra để tạo trạng thái ON hoặc OFF.

Trong tài liệu kỹ thuật của Baumer, tầng trigger của cảm biến kỹ thuật số sử dụng sự thay đổi mức tín hiệu oscillator để điều khiển tầng đầu ra. Nhờ việc xử lý bằng điện tử, cảm biến không cần bất kỳ chi tiết cơ khí nào phải di chuyển khi đóng cắt.

Tín hiệu cuối cùng có thể là PNP, NPN hoặc những dạng đầu ra khác tùy model. PLC sau đó sử dụng trạng thái này để xác định một chi tiết kim loại đã tới vị trí, một cơ cấu đã đi hết hành trình hoặc một bánh răng đã đi qua điểm giám sát.

Khoảng cách chuyển mạch quyết định thời điểm cảm biến nhận vật

Một thông số cần hiểu rõ khi nói đến nguyên lý hoạt động của Cảm biến tiệm cận Baumer là switching distance.

Khoảng cách danh định Sn là khoảng cách lý thuyết mà cảm biến được thiết kế để chuyển trạng thái trong điều kiện thử chuẩn. Baumer sử dụng tấm kim loại chuẩn theo EN 60947-5-2 để xác định thông số này.

Tuy nhiên, trong nhà máy, khoảng cách thực tế có thể khác Sn do nhiệt độ, điện áp, loại kim loại, kích thước vật thể và cách lắp đặt. Vì vậy Baumer còn phân biệt khoảng cách thực Sr, khoảng cách sử dụng Su và khoảng cách đảm bảo Sa.

Trong đó, Sa là vùng an toàn hơn để thiết kế máy vì nó tính đến những thay đổi do điều kiện vận hành và dung sai chế tạo. Điều này giải thích tại sao không nên thiết kế chi tiết máy nằm đúng sát giới hạn Sn ghi trên catalog.

Loại kim loại ảnh hưởng trực tiếp tới khoảng cách phát hiện

Không phải tất cả kim loại đều tác động tới trường điện từ với cường độ giống nhau.

Baumer sử dụng thép chuẩn Fe 360 làm cơ sở để xác định khoảng cách danh định. Với cảm biến tiêu chuẩn, thép thường có hệ số hiệu chỉnh gần 1, trong khi đồng, đồng thau hoặc nhôm có thể làm khoảng cách cảm ứng giảm đáng kể.

Theo tài liệu kỹ thuật của Baumer, hệ số tham khảo của nhôm có thể vào khoảng 0,30–0,45 và đồng khoảng 0,25–0,45 đối với cảm biến thông thường. Điều đó có nghĩa một cảm biến có Sn 10 mm khi đo thép không nhất thiết vẫn phát hiện nhôm ở khoảng cách 10 mm.

Đây là yếu tố rất quan trọng khi thay đổi vật liệu sản phẩm. Một dây chuyền ban đầu sử dụng chi tiết thép nhưng sau đó chuyển sang nhôm có thể phải điều chỉnh vị trí cảm biến hoặc lựa chọn loại khác.

Factor 1 duy trì khoảng cách tốt hơn với nhiều loại kim loại

Để giảm ảnh hưởng của vật liệu, Baumer còn phát triển cảm biến Factor 1.

Ở nhóm này, mạch điện tử và bộ vi xử lý được sử dụng để bù lại sự khác nhau về đặc tính của kim loại. Nhờ đó, khoảng cách phát hiện với thép, nhôm hoặc một số kim loại màu gần nhau hơn so với cảm biến cảm ứng thông thường.

Công nghệ này đặc biệt hữu ích trong dây chuyền mà sản phẩm thường xuyên thay đổi vật liệu. Nhà chế tạo máy không phải bố trí lại vị trí cảm biến chỉ vì chuyển từ chi tiết thép sang nhôm.

Về nguyên lý cơ bản, Factor 1 vẫn sử dụng trường điện từ và dòng điện xoáy. Điểm khác biệt nằm ở cách mạch điện tử bù và xử lý tín hiệu sau khi vật thể tác động vào trường cảm ứng.

Tần số chuyển mạch quyết định khả năng nhận biết vật thể tốc độ cao

Sau mỗi lần một vật kim loại đi vào và rời khỏi vùng cảm ứng, cảm biến tạo ra một chu kỳ chuyển mạch.

Tần số chuyển mạch cho biết số lần tối đa cảm biến có thể thực hiện quá trình này trong một giây. Baumer cho biết cảm biến cảm ứng có thể đạt tần số lên tới khoảng 5 kHz ở những dòng phù hợp.

Thông số này đặc biệt quan trọng khi cảm biến theo dõi bánh răng quay. Mỗi răng kim loại đi qua đầu cảm biến tạo ra một xung; PLC có thể đếm số xung trong một khoảng thời gian để xác định tốc độ quay.

Nguyên lý tương tự cũng được sử dụng để đếm chi tiết kim loại trên bộ cấp phôi hoặc conveyor. Baumer liệt kê trực tiếp các ứng dụng đếm vật thể kim loại và đo tốc độ bánh răng trong nhóm cảm biến tiệm cận của hãng.

Lắp chìm và không lắp chìm làm thay đổi trường điện từ

Cách cảm biến được gá vào kết cấu kim loại cũng tác động đến nguyên lý hoạt động.

Với cảm biến flush – lắp chìm, housing kim loại xung quanh được thiết kế sao cho trường cảm ứng tập trung nhiều hơn về phía trước. Cảm biến có thể được lắp gần ngang với mặt kim loại của máy mà không bị chính phần gá xung quanh tác động quá mức.

Cảm biến non-flush – không lắp chìm thường tạo vùng trường điện từ rộng hơn xung quanh đầu cảm biến. Vì vậy cần chừa một khoảng không nhất định quanh bề mặt sensing để tránh kết cấu kim loại của máy ảnh hưởng đến tín hiệu.

Baumer cung cấp hướng dẫn riêng cho dạng shielded, unshielded, quasi-shielded và cách bố trí các cảm biến đối diện nhau. Vì vậy khi thay một model flush bằng non-flush, không nên giữ nguyên cách gá mà không kiểm tra yêu cầu lắp đặt của hãng.

Cảm biến quang điện Baumer

Trong nhà máy, cảm biến quang thường nằm tại những vị trí mà người vận hành ít chú ý nhất nhưng PLC lại phụ thuộc rất nhiều vào tín hiệu của chúng.

Khi một hộp hàng đi tới cuối băng tải, cảm biến báo cho bộ điều khiển dừng động cơ. Khi chai đi vào máy chiết, cảm biến xác nhận có chai trước khi van mở.

Khi một linh kiện được robot đặt vào đồ gá, cảm biến kiểm tra sự hiện diện trước khi cơ cấu kẹp hoạt động.

Cảm biến quang điện Baumer sử dụng ánh sáng để thực hiện những nhiệm vụ này.

Do không cần tiếp xúc trực tiếp với sản phẩm, cảm biến có thể làm việc ở tốc độ cao và hạn chế ảnh hưởng đến vật cần kiểm tra.

Đặc biệt, nguyên lý quang cho phép phát hiện nhiều loại vật liệu mà cảm biến cảm ứng từ không xử lý được, chẳng hạn nhựa, thủy tinh, giấy, bao bì, cao su hoặc linh kiện điện tử.

Cảm biến siêu âm Baumer

Trong nhiều dây chuyền tự động, bài toán cảm biến không nằm ở việc vật thể có xuất hiện hay không mà nằm ở đặc tính của chính vật thể đó.

Một khay nhựa trong suốt, cuộn film bóng, chai thủy tinh, vật liệu màu đen hoặc bề mặt thường xuyên phủ bụi có thể khiến các phương pháp phát hiện quang học gặp khó khăn.

Cảm biến siêu âm Baumer tiếp cận bài toán theo cách khác

Thiết bị sử dụng sóng âm để nhận biết vật thể và xác định khoảng cách mà không phụ thuộc trực tiếp vào màu sắc hay độ trong suốt của bề mặt.

Baumer hiện phát triển danh mục cảm biến siêu âm khá rộng, từ những cảm biến cực nhỏ dùng trong máy tự động đến các dòng đo xa tới 6.000 mm

cảm biến tốc độ cao, cảm biến chịu hóa chất và các dòng mới sử dụng công nghệ NexSonic.

Điều này giúp Cảm biến siêu âm Baumer không chỉ được dùng để phát hiện sản phẩm trên băng tải mà còn có thể đo khoảng cách

Theo dõi mức chất lỏng, kiểm soát độ cao vật liệu và xác định vị trí trong nhiều thiết bị công nghiệp.

Cảm biến khoảng cách laser Baumer

Điểm khác biệt quan trọng giữa cảm biến quang thông thường và Cảm biến khoảng cách laser Baumer nằm ở loại dữ liệu mà thiết bị tạo ra.

Một cảm biến quang dạng switching thường chỉ báo cho PLC rằng vật thể đã xuất hiện trong vùng phát hiện.

Trong khi đó, cảm biến khoảng cách laser cung cấp giá trị đo liên tục. Nếu sản phẩm di chuyển từ 150 mm xuống còn 135 mm so với đầu cảm biến

Hệ thống có thể nhận biết chính xác sự thay đổi này.

Nhờ đó, cùng một thiết bị có thể được sử dụng để giám sát vị trí, kiểm tra kích thước hoặc phát hiện sai số sản phẩm.

Ví dụ trong dây chuyền ép kim loại, cảm biến có thể theo dõi chiều cao của chi tiết sau khi ép.

Nếu giá trị nằm ngoài dung sai đã cài đặt, PLC có thể đưa sản phẩm sang khu vực kiểm tra thay vì tiếp tục chuyển sang công đoạn tiếp theo.

Các model được dùng phổ biến tại Baumer chính Hãng:

Dòng sản phẩm	Model	Ứng dụng cụ thể
Cảm biến tiệm cận	IFRM 12P3701/S35L	Kiểm tra vị trí xy lanh, bàn trượt, cơ cấu gá, stopper băng tải; phát hiện chi tiết kim loại trong máy CNC và thiết bị tự động.
Cảm biến tiệm cận	IFRM 18P37A5/L	Phát hiện pallet kim loại, chi tiết cơ khí kích thước lớn hơn, xác nhận vị trí cơ cấu nâng hạ, cửa máy hoặc bàn xoay.
Cảm biến tiệm cận	IFFM 06N35A3/O1S05L	Dùng tại đầu gắp robot, cụm cơ khí nhỏ, module lắp ráp và những vị trí không đủ chỗ lắp cảm biến hình trụ M8/M12.
Cảm biến quang điện	O300.GP-PV1T.72N	Kiểm tra hộp, chi tiết nhựa, vật thể có nền ngay phía sau; thích hợp máy đóng gói, máy lắp ráp và băng tải ngắn.
Cảm biến quang điện	O300.GR-GW1T.72N	Phát hiện sản phẩm có màu sắc thay đổi mà vẫn cần loại bỏ ảnh hưởng của thành máy hoặc băng tải phía sau.
Cảm biến quang điện	O300W.TI-ZZZZ.PVN	Máy chiết chai, chế biến thực phẩm, sữa, đồ uống và khu vực phải rửa bằng nước áp lực cao.
Cảm biến siêu âm	U500.RA0-GP1B.72O	Phát hiện vật thể trong một vùng cố định, kiểm tra thùng hoặc khay, giám sát khoảng trống trên dây chuyền.
Cảm biến siêu âm	U500.DA0.2-IAMJ.72F	Đo mức bồn, khoảng cách tới vật liệu rời, kiểm tra chiều cao hoặc khoảng cách của sản phẩm trên băng tải.
Cảm biến siêu âm	UR18.PA0.2-GP2J.9SF	Phát hiện mức đầy/cạn, kiểm tra chai, thùng, vật liệu màu đen hoặc trong suốt; phù hợp môi trường cần thiết kế hình trụ M18.
Cảm biến khoảng cách laser	OM30-L0100.HV.TXN	Đo bề mặt nhám, kim loại, gỗ hoặc vật liệu có cấu trúc; line beam giúp giá trị ổn định hơn khi bề mặt không đồng nhất.
Cảm biến khoảng cách laser	OM30-P0350.HV.TXN	Đo vị trí robot, khoảng cách tới sản phẩm, kiểm tra độ cao hộp hoặc giám sát chuyển động bàn trượt tốc độ cao.
Cảm biến khoảng cách laser	OM30-P0550.HV.AUN	Đo chiều cao sản phẩm trên conveyor, vị trí cơ cấu nâng hạ và khoảng cách trung bình trong máy tự động.
Cảm biến khoảng cách laser	OM60-PR0060.HH.YIFV	Kiểm tra dung sai rất nhỏ, chiều cao linh kiện điện tử, độ lệch bề mặt, vị trí chính xác của chi tiết cơ khí.

Thông tin liên hệ đặt hàng Cảm biến tiệm cận Baumer:

CÔNG TY TNHH KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ HOÀNG THIÊN PHÁT

Địa chỉ:  331/70/36J Phan Huy Ích, Phường An Hội Tây, TP.Hồ Chí Minh, Việt Nam

Liên hệ: Hương Anh (0902.814.977)

Skype: sale5-0902.814.977

Mail: sales5@hoangthienphat.com

Website: https://dailyphanphoivietnam.com/

Website: https://dailyphanphoihtp.com/

Ngoài ra Hoàng Thiên Phát còn cung cấp một số sản phẩm: 

IFM Việt Nam, ARI Việt Nam, Aris Viet Nam, Enerdis Việt Nam, IFM Việt Nam

BEI Encoder Việt Nam, EIKO SOKKI Việt Nam, ElectroCraft Việt Nam, Motovario Việt Nam

Pepperl Fuchs Việt Nam, Itelcond Capacitor Việt Nam, Detcon Việt Nam

Oldhamgas Việt Nam, Gmiuk Việt Nam, KSR Kubler Việt Nam, Harowe Việt Nam

CEI Loadcell Việt Nam, Bijur Delimon Việt Nam, Heidennhain Encoder Việt Nam

Stucke Elektronik Việt Nam, LOVATO Việt Nam , Dresser Việt Nam

GE Việt Nam, Consolidated Việt Nam, Pisco Việt Nam, Refext Việt Nam

Mettler Việt Nam, NORGREN Valve Việt Nam , Yokogawa Việt Nam

Hach Việt Nam, Meinsberg Việt Nam, Softflow Việt Nam, Schmidt Việt Nam

Honsbere Việt Nam, Hedland Việt Nam, Hontzsch Việt Nam

NITTO DENKO Việt Nam, Laurence Scott Việt Nam, SUMITOMO DRIVE Việt Nam

FUJI Electric Việt Nam, PAKER Việt Nam, RKC Việt Nam.