图2 安全光栅在汽车冲压线的应用示意图 (图源:皮尔磁工业自动化)
测量光栅,也称测量光幕,主要用于检测和测量物体,比如大小、位置、体积、高度、长度等是否符合规定要求。测量光栅发射器产生的检测光线并非如普通光电传感器只有一束,而是沿长度方向定间距生成光线阵列,形成一个“光幕”,以一种扫描的方式,配合控制器及其软件,实现检测和测量物体外形尺寸的功能。测量光栅在工厂防呆防错中应用也较多。比如,用于验证孔洞位置,实现品质监控;在自动涂装系统中,用于检测工件位置以及形状;用于检测输送的物体是否位于正确且安全的输送位置等。测量光栅一般属于非标产品,精度要求更高,而且很多功能需要定制。测量光栅是安全光栅的衍生品,如今安全光栅厂商大多也都推出了测量光栅产品。
图2 测量光栅用于确认 物件是否处于正确位置 (图源:ifm易福门电子)
2、行程开关与接近开关防错
行程开关是一种利用生产机械的某些运动部件的碰撞来发出控制指令的主令电器,用于控制生产机械的运动方向、行程大小和位置保护等。通常,这类开关被用来限制机械运动的位置或行程,使运动机械按一定位置或行程自动停止、反向运动、变速运动或自动往返运动等,并可达到防呆防错的目的。比如,在机床上有很多行程开关,用于控制工件运动或自动进刀的行程,避免发生碰撞事故。在汽车车体焊接过程中,通过增加限位行程开关,焊钳移动焊接完规定数量的焊点后,才会与限位行程开关接触,程序进入车体搬运,从而避免批量漏焊的产生。
图2 行程开关工作原理图 (图源:德力西电气e电工)
接近开关是一种无需与运动部件进行机械直接接触而可以操作的位置开关,当物体接近开的感应面到动作距离时,不需要机械接触及施加任何压力,即可使开关动作,从而驱动直流电器或给计算机(PLC)装置提供控制指令。它广泛地应用于机床、冶金、化工、轻纺和印刷等行业。在自动控制系统中可作为限位、计数、定位控制和自动保护环节等。接近开关又称无触点接近开关,是常用的防错装置之一。比如,利用接近开关感应螺母,控制继电器的通断,利用继电器的通断控制焊机的工作,以此达到防止螺母漏焊的目的。
行程开关和接近开关作为作用相同(都用于检测位置)、原理不同的传感器,是传感器的常见品类。国内外主要的传感器与工业自动化厂商如堡盟、易福门、倍加福、巴鲁夫、奥托尼克斯、施耐德电气、欧姆龙、劳易测、德力西电气、正泰电气等,大多都有相关产品推出。
图3 接近开关检测夹具位置 (图源:劳易测)
3、防呆防错工装
对于通过工装或夹具来装配的零部件,可以在工装上设置防错机构,使工装或夹具不通用,从而起到防错作用。设备上的防错装置技术的应用,一般都是不制造缺陷的防错,可消除返工、降低检验成本,是比较经济的防错措施。目前,已有一些厂商推出了自动化的防呆防错工装设备。
比如,深圳市兴千田电子科技就推出了一系列LCIA低成本自动化的防错工装,包括智能防错防呆工装、多库位智能防呆工装等。其中,智能防错防呆工装的原理是通过操作人员手伸进伸出,感应器自动感应,如果操作人员操作顺序错误,该工装会自动报警,从而减少员工在工作中错拿、误拿、漏拿等现象发生,可适用于各个行业的包装工位。多库位智能防呆工装可实现自动设置需要防呆的位置和顺序,一旦错误拿取即报警,避免错误操作,提高工作效率。济南易恒技术可针对混线生产的产品,采用精巧设计专用工装,防止混入其他品种产品,以满足柔性化生产。
而且,针对传统的SMT物料仓物料管理,存在对操作人员技能要求较高且容易出错,物料种类较多需要更多、更大的存储位置等问题,万紫科技、精极科技、金讯祥科技、未来亚特、合信智能装备等也都推出了SMT智能电子料架,通过智能亮灯指引取料,提高入库,发料、备料速度,实现快速备料,防止发错料。