装配机是愚蠢的。

他们只能在一遍又一遍地做他们被告知的事情。没有视觉或触摸，他们无法知道零件或托盘是否应该是他们所在的地方。无论夹具是否已成功拾取零件，机器人或拾取器单元都会执行其预编程运动。如果该部件未能添加到工件中，则托盘仍将传递给后续站，这将无法毫无价值地为无毫无价值的装配添加价值。

这就是为什么多次自动化装配系统与传感器有节奏的原因。为了命名几个，有传感器可以检测部分存在;传感器以验证圆筒是否致动;传感器测量零件或验证组件;和传感器计算成品组件。

“有时，您只想确保一个部分存在。其他时候，你想知道它是否是正确的部分。Or, depending on what’s being done at that station, you might want to ensure that the part is positioned correctly,” says Mike Montgomery, technical marketing manager at Keyence Corp. of America, a supplier of sensors, vision systems, controllers and other technology.

“我们看到很多的另一个任务是测量的，”他继续。“您希望确保已经正确执行了一个过程，因此可能存在具有激光传感器或触摸探头的视觉传感器或尺寸检查的视觉检查。您不想向已糟糕的部分添加价值。“

考虑一个配备有气动，双轴拾取器单元的单站，并由振动送料碗供应。每当存在托盘并准备接受零件时，传感器会通知设备。另一个传感器讲述了部分可用于馈线末端的拾取器。第三种传感器监视碗中的部件数量，以确保系统从未耗尽。

每次X轴滚筒到达其行程的结束时，传感器都会告诉Y轴圆柱，即可以延伸到拾取或放置零件。当该圆筒到达其行程的结束时，传感器向夹具发出打开或关闭。附着在夹具上的另一个传感器，告诉该单元已被拾取。

这只是一个操作的六个传感器。令人难以置信的是，系统中的下一个站点非常好，可以是另一个传感器，以确认部件已正确放置。

“如果你看不到它，你无法自动化它，”营销总监Tom Rosenburg说Balluff Inc.，传感器，网络齿轮，RFID系统等控制技术的供应商。

多种传感技术应用于自动化装配系统，包括光电传感器、感应接近传感器、超声波传感器、磁致伸缩位置传感器、激光传感器、涡流位移传感器和触摸探头。这还不包括机器视觉，这完全是另一回事。使用哪种传感器取决于应用、尺寸限制、响应时间、被感知的材料、电接口要求、可靠性、分辨率、成本和环境。

“根据机器，我们使用的传感器数量可能会因10到60而异，”Systems Integrator Arthur G. Russels Co. Inc的控制系统工程经理Brian Romano表示，“我们的一些机器基于多膜馈线和生产细胞。这些机器可能有两行20个传感器来检测部件加载和其他动作。“

光电传感器

光电传感器可能是自动装配系统中使用的最常见的传感器。“我们在我们的机器中使用了多种传感器，包括真空传感器，压力传感器，超声波电平传感器，接近传感器和视觉传感器，”罗马诺注释。“但是，我们设备中使用的良好大多数传感器是一种或另一个类型的光电。”

光电传感器可用于检测零件，计数零件，验证颜色，测量对象，检测标记或感测表面条件的变化。光电传感器由光源，接收器和组件组成，以评估和放大检测到的信号。当发射光被中断或由目标反射时，它会改变到达接收器的光量。接收器检测到此更改并将其转换为电气输出。

大多数光电传感器的光源是红外或可见光（通常是红色）。用于检测非常小的部件的传感器使用光纤光源或激光。

光电传感器的主要优点是它们几乎可以探测到任何材料，包括金属、玻璃、塑料、木材和液体。(感应式接近传感器只能探测金属物体。)其他优点包括响应时间快，分辨率高，传感距离长，设置简单。

光电传感器进入通束，漫射和逆向反射模型。

通束传感器具有单独的发射器和接收器单元。该单元被对齐，使得来自发射器的最大可能的光量到达接收器。当目标交叉光束的路径时，它将光阻挡到接收器。这会导致接收器的输出更改状态。当目标不再阻塞光路时，接收器的输出返回其正常状态。

通束传感器适用于检测不透明或反射物体。它们不太适合检测透明物体。

“一种独立的叉形通束传感器是我们畅销的产品线之一，”Rosenburg说。“该传感器的第1次应用程序是传感碗碗中的零件。”

逆向反射传感器在一个单元中包含发射器和接收器。来自发射器的光以直线传输到反射器并返回到接收器。当目标阻断光路时，传感器的输出变化状态。当目标不再阻塞光路时，传感器返回其正常状态。

与穿透光束传感器不同，反向反射传感器无法探测到发光物体。发光的物体将光线反射回传感器。因此，传感器不能区分从物体反射的光和从反射器返回的光。

与逆向反射传感器一样，漫射模式传感器在一个单元中包含发射器和接收器。然而，来自发射器的光撞击目标，并且反射光在所有角度的表面上漫射。如果接收器接收到足够的反射光，则输出将切换状态。当没有光被反射回接收器时，输出返回到其原始状态。

光电传感器的最新应用之一是颜色识别。这些传感器通过发射白光，然后测量红色，蓝色和绿色波长反射的光水平。将这些级别与存储在传感器内存中的值进行比较。如果该值在特定的公差范围内，则识别该值触发输出。

用于颜色识别传感器的应用包括按产品颜色排序或将记忆颜色匹配到传递目标的匹配。“您可以使用颜色识别传感器来确保已安装右侧部分。该红色O形圈是否安装在黑色燃料喷射器中？“罗森斯堡说。

邻近传感器

电感接近传感器也通常用于自动组装系统。这些非接触传感器在小于2英寸的距离处检测金属靶标。接近传感器发出交流电磁感测场。当金属物体进入该字段时，涡流在目标中引起涡流，从而降低传感器中的信号幅度并触发状态的输出变化。

与光眼不同，“近端传感器”对目标的颜色或表面光洁度不敏感。它们也不受振动、水、油、污垢和非金属颗粒的影响。

“电感接近传感器是最昂贵的传感器之一，”Rosenburg解释说。“如果您想验证托盘已进入车站，则归纳接近传感器是最佳选择。”

建立联系

在自动组装系统上具有如此多的传感器，工程师需要一种简单的方法，可以使用PLC，HMIS和商店网络连接传感器和执行器。

“蒙哥马利指出，”在装配系统设计中更涉及[装配系统设计]。“我发现自己一直与它交谈，而三到四年前，我从来没有这样做过。传感器正在连接到网络。“

连接问题的一个解决方案是IO-Link。IO-Link于2009年推出，是一个开放式标准化的I / O技术（IEC 61131-9），用于与传感器和执行器进行通信。该点对点系统基于熟悉的三线传感器和执行器连接。IO-Link不是现场总线，而是用于传感器和执行器的现有，经过验证的连接技术的改进。

“把它想象为行业的USB，”罗森斯堡解释道。“这很简单。您可以获得诊断信息和位置信息，并将其全部恢复到主要数据收集系统或PLC。“

IO-Link Master和设备之间的连接是通过无屏幕三线电缆建立的，最大长度为20米。接线在M5，M8和M12连接器上标准化。大多数IO-Link设备配备了M12连接器，可以使用，无需任何限制IO-Link的交换模式和通信模式。IO-Link主站的每个端口都可以处理二进制切换信号和模拟值。串行IO-Link通信通过相同的端口进行。

许多传感器和自动化组件供应商已经采用了IO-Link标准，包括巴鲁夫、班纳工程公司、贝克霍夫自动化、博世力士乐公司、费斯托公司、三菱电气公司、倍加福公司、Sick公司、西门子和图尔克公司。

“我们在自动化装配线中看到的一个趋势是需要灵活性，”罗森堡说。“公司希望在一条线上构建多个产品。因此，很多传感器都远离离散信号。也就是说，传感器在打开或关闭。现在，更多传感器正在提供模拟信号。

“例如，夹具，例如，钳口可能是一个部分打开X的数量，但另一部分更少。模拟位置传感器允许夹具根据正在组装的产品进行调整。使用IO-LINK，模拟信号符合处理廉价。“