Mô tả

Cảm biến tiệm cận Conch – Từ vị trí phát hiện đến tín hiệu PLC

Một dây chuyền có thể dừng chỉ vì hệ thống không nhận biết được sản phẩm đã đến vị trí thao tác. Máy đóng gói bỏ qua một chiếc hộp, bộ đếm ghi sai sản lượng hoặc xi lanh hoạt động khi chưa có phôi đều có thể bắt nguồn từ tín hiệu cảm biến không ổn định. Cảm biến tiệm cận Conch được sử dụng để giải quyết những bài toán này bằng phương pháp phát hiện không tiếp xúc.

Thiết bị tạo ra một vùng quan sát bằng ánh sáng. Khi sản phẩm đi vào hoặc che khuất vùng đó, trạng thái đầu ra thay đổi và được truyền đến PLC, bộ đếm, relay trung gian hoặc mạch điều khiển. Từ tín hiệu nhận được, máy có thể tiếp tục chu trình, dừng băng tải, kích hoạt cơ cấu phân loại hoặc phát cảnh báo.

Conch phát triển nhiều cấu hình cảm biến khác nhau thay vì sử dụng một thiết kế cho mọi ứng dụng. Ba nhóm được sử dụng phổ biến gồm LS3 Series, LS5 Series và LS18 Series. Mỗi dòng hướng đến một kiểu lắp đặt, khoảng cách làm việc và phương thức đấu nối riêng.

Khi nào nên sử dụng Cảm biến tiệm cận Conch?

Cảm biến tiệm cận Conch đặc biệt phù hợp khi vật thể cần phát hiện không thể tiếp xúc trực tiếp với công tắc cơ khí. Bao bì mềm, hộp giấy, chai nhựa, linh kiện điện tử hoặc sản phẩm đang di chuyển với tốc độ cao có thể bị biến dạng hoặc dịch chuyển nếu dùng cơ cấu chạm.

So với công tắc hành trình, cảm biến tiệm cận không cần sản phẩm tác động lực lên thiết bị. Điều này giúp giảm mài mòn cơ khí và cho phép lắp cảm biến cách vị trí phát hiện một khoảng nhất định. Cảm biến Conch cũng có thể nhận biết nhiều vật liệu khác nhau, không giới hạn ở kim loại như cảm biến quang điện cảm.

Tuy nhiên, hiệu quả phát hiện còn phụ thuộc màu sắc, kích thước, độ bóng, độ trong suốt và hướng chuyển động của sản phẩm. Vì vậy, việc lựa chọn phải bắt đầu từ đặc điểm vật thể chứ không chỉ dựa vào khoảng cách ghi trên catalog.

Ba yếu tố quyết định chất lượng tín hiệu cảm biến

Độ tương phản giữa sản phẩm và môi trường

Cảm biến Conch phản xạ khuếch tán nhận ánh sáng phản hồi trực tiếp từ bề mặt sản phẩm. Vật màu sáng thường phản xạ ánh sáng tốt hơn vật màu đen hoặc bề mặt hấp thụ ánh sáng. Nếu cùng một dây chuyền có nhiều sản phẩm với màu sắc khác nhau, khoảng cách nhận biết thực tế cũng có thể thay đổi.

Đối với trường hợp này, kỹ thuật viên nên thử bằng mẫu sản phẩm khó phát hiện nhất. Nếu cảm biến nhận ổn định vật màu tối, những sản phẩm có khả năng phản xạ tốt hơn thường ít gây trở ngại.

Hình học của vị trí lắp đặt

Một cảm biến có phạm vi 2 m không đồng nghĩa phải lắp đúng tại khoảng cách 2 m. Độ rung của khung máy, bụi bám trên thấu kính và sai lệch khi bảo trì có thể làm giảm lượng ánh sáng đến bộ thu.

Khoảng cách thực tế nên nằm bên trong vùng làm việc ổn định. Với loại thu phát độc lập, đầu phát và đầu thu cần thẳng hàng. Với loại phản xạ gương, gương phải nằm trong vùng tia sáng và được cố định chắc chắn.

Khả năng tương thích với mạch điều khiển

Một cảm biến phát hiện đúng vật thể nhưng sử dụng sai ngõ ra vẫn không thể truyền tín hiệu phù hợp về PLC. Những phiên bản có hậu tố N thường liên quan đến đầu ra NPN, còn hậu tố P thể hiện đầu ra PNP.

Ngoài NPN và PNP, một số model LS3 sử dụng đầu ra relay. Trước khi mua, cần kiểm tra điện áp nguồn, kiểu đấu dây, ngõ vào PLC và trạng thái đóng cắt mà chương trình máy đang yêu cầu.

Chọn cảm biến tiệm cận Conch theo nhiệm vụ

Thay vì lựa chọn lần lượt theo tên Series, người dùng có thể bắt đầu từ nhiệm vụ mà cảm biến phải thực hiện.

Phát hiện sản phẩm ở khoảng cách gần

Đối với máy đóng gói nhỏ, máy dán nhãn hoặc cơ cấu lắp ráp có không gian hạn chế, cảm biến phản xạ khuếch tán là lựa chọn thuận tiện. Thiết bị phát và nhận ánh sáng trên cùng một thân nên không cần lắp gương hoặc kéo dây sang phía đối diện.

Các model có thể tham khảo gồm:

Khoảng cách trên là giá trị công bố. Khi ứng dụng với vật màu đen, bề mặt cong hoặc vật liệu trong, cần kiểm tra thực tế trước khi hoàn thiện giá đỡ.

Đếm sản phẩm trên băng tải

Nếu có thể lắp cảm biến  và gương ở hai bên băng tải, loại phản xạ gương giúp giảm số lượng dây điện so với hệ thống thu phát độc lập. Sản phẩm được ghi nhận khi đi qua và che chùm sáng phản hồi từ gương.

LS5R-2MN và LS5R-2MP có khoảng cách công bố từ 0,1 đến 2 m. LS3-3MR hỗ trợ khoảng cách từ 0,1 đến 3 m, thích hợp với hệ thống cần đầu ra relay. LS18R-300N/P là lựa chọn dạng trụ cho vị trí lắp đặt tiêu chuẩn.

Theo trang sản phẩm LS18R-300N/P của Conch, phiên bản hiện tại có phạm vi công bố 0,1–1,8 m. Một số tài liệu cũ có thể thể hiện khoảng cách khác, vì vậy nên đối chiếu datasheet đúng phiên bản trước khi thay thế.

Giám sát kiện hàng trên băng tải rộng

Đối với thùng carton, pallet hoặc sản phẩm cần phát hiện từ khoảng cách xa, cấu hình thu phát độc lập thường tạo tín hiệu rõ hơn. Một đầu chuyên phát tia sáng, đầu còn lại làm nhiệm vụ tiếp nhận. Khi sản phẩm cắt ngang chùm tia, đầu ra thay đổi trạng thái.

LS5T-6MN/MP kết hợp với đầu phát LS5T-6MX có phạm vi đến 6 m. Dòng LS18T-15MN/MP kết hợp LS18T-15MX được công bố với khoảng cách đến 15 m. LS3-15MT/MX cũng hỗ trợ phạm vi đến 15 m nhưng sử dụng cấu hình nguồn và đầu ra phù hợp với nhóm LS3.

Loại thu phát độc lập cần đi dây cho cả hai phía, nhưng phù hợp với những ứng dụng yêu cầu vùng phát hiện rõ ràng và ít bị ảnh hưởng bởi màu sắc bề mặt sản phẩm.

Điểm khác nhau giữa LS3, LS5 và LS18

LS3 dành cho hệ thống cần đầu ra relay

Các model LS3 nổi bật với khả năng sử dụng nguồn DC 12–240V hoặc AC 24–240V. Đầu ra relay 1 Form C có định mức công bố 5A/250VAC. Đây là lựa chọn đáng cân nhắc khi sửa chữa máy cũ, tủ điện chưa sử dụng đầu vào transistor hoặc hệ thống cần tiếp điểm relay để đóng cắt tín hiệu.

LS3 Series có đủ cấu hình khuếch tán, phản xạ gương và thu phát độc lập. Khoảng cách trải từ 50 cm đến 15 m tùy model.

LS5 hướng đến không gian lắp đặt nhỏ

LS5 có thiết kế nhỏ gọn, phù hợp với máy đóng gói, máy in, máy dán nhãn và thiết bị tự động có mật độ linh kiện cao. Dòng sản phẩm cung cấp lựa chọn NPN hoặc PNP, giúp kết nối trực tiếp với nhiều loại PLC và bộ đếm.

Các model nổi bật gồm LS5D-30N/P, LS5R-2MN/MP và LS5T-6MN/MP. Người dùng có thể xem thêm tại danh mục cảm biến tiệm cận Conch.

LS18 phù hợp với kiểu lắp thân trụ

Thiết kế dạng trụ của LS18 giúp thiết bị dễ cố định trên khung máy bằng đai ốc. Vị trí cảm biến có thể điều chỉnh theo chiều dọc của thân, thuận tiện trong quá trình căn chỉnh khoảng cách.

LS18D phù hợp phát hiện gần, LS18R dùng với gương phản xạ và LS18T là cấu hình thu phát độc lập dành cho khoảng cách xa. Khi thay thế, cần kiểm tra toàn bộ mã hàng vì các phiên bản NPN và PNP không thể tự động thay thế cho nhau.

Những ứng dụng phù hợp với cảm biến tiệm cận Conch

Trong dây chuyền đóng gói, cảm biến có thể xác nhận hộp đã đến đúng vị trí trước khi cơ cấu gấp nắp hoạt động. Tại máy dán nhãn, tín hiệu cảm biến Conch giúp xác định thời điểm cấp nhãn lên chai hoặc bao bì. Trên hệ thống phân loại, cảm biến đếm số lượng sản phẩm và điều khiển cơ cấu đẩy sang từng hướng.

Cảm biến Conch cũng được sử dụng để kiểm tra phôi tại vị trí gia công, phát hiện khay linh kiện, giám sát cửa bảo vệ, xác nhận vật thể đã rời khỏi vùng robot hoặc báo tình trạng ùn sản phẩm trên băng tải.

Với từng ứng dụng, kỹ thuật viên nên xác định rõ cảm biến chỉ cần nhận biết có hoặc không có vật thể, hay còn phải đáp ứng tần suất đóng cắt cao. Tốc độ dây chuyền và khoảng cách giữa hai sản phẩm liên tiếp là dữ liệu quan trọng khi chọn thiết bị.

Kiểm tra trước khi đưa cảm biến vào vận hành

Sau khi lắp đặt, nên chạy thử bằng nhiều mẫu sản phẩm, bao gồm vật màu tối, vật nhỏ nhất và vật có bề mặt khó phát hiện nhất. Quan sát đèn báo trên cảm biến đồng thời với trạng thái ngõ vào PLC để bảo đảm tín hiệu không bị đảo.

Dây cảm biến nên được bố trí cách cáp động lực, biến tần và động cơ nếu điều kiện máy cho phép. Thấu kính phải sạch và không bị che bởi giá đỡ. Với loại phản xạ gương hoặc thu phát độc lập, cần tạo điều kiện để kỹ thuật viên có thể căn chỉnh lại sau khi bảo trì.

Câu hỏi kỹ thuật thường gặp

Vì sao đèn cảm biến thay đổi nhưng PLC không nhận được tín hiệu?

Trường hợp này thường liên quan đến cách đấu dây hoặc sự không tương thích giữa NPN và PNP. Cần đo lại điện áp tại dây output, kiểm tra chân COM của module PLC và đối chiếu sơ đồ dây của đúng model. Không nên kết luận cảm biến hỏng chỉ dựa vào việc PLC chưa nhận tín hiệu.

Tại sao cảm biến phát hiện hộp màu trắng nhưng bỏ sót hộp màu đen?

Bề mặt màu đen hấp thụ ánh sáng nhiều hơn nên lượng ánh sáng phản hồi về cảm biến khuếch tán có thể không đủ để vượt ngưỡng đóng cắt. Có thể giảm khoảng cách, điều chỉnh độ nhạy nếu model hỗ trợ hoặc chuyển sang phương pháp phản xạ gương hay thu phát độc lập.

Cảm biến có phạm vi 6 m có nên lắp đúng khoảng cách 6 m không?

Không nên xem giá trị tối đa là khoảng cách lắp đặt lý tưởng. Bụi, rung động, ánh sáng môi trường và sai lệch cơ khí có thể làm giảm dự trữ tín hiệu. Nên bố trí khoảng cách ngắn hơn giới hạn và kiểm tra bằng điều kiện vận hành thực tế.

Có thể thay cảm biến NPN bằng PNP mà không sửa dây không?

Thông thường là không. Hai kiểu đầu ra có nguyên lý cấp tín hiệu khác nhau và liên quan trực tiếp đến cách đấu COM của ngõ vào PLC. Nếu đổi NPN sang PNP, cần kiểm tra lại module điều khiển, sơ đồ dây và chương trình liên quan.

Khi nào nên chọn phản xạ gương thay vì thu phát độc lập?

Phản xạ gương phù hợp khi muốn giảm dây dẫn và có vị trí đặt gương đối diện cảm biến. Thu phát độc lập phù hợp hơn khi cần khoảng cách lớn hoặc muốn giảm ảnh hưởng do màu sắc bề mặt vật thể. Với vật trong suốt hoặc phản xạ mạnh, nên thử mẫu trước khi quyết định.

Vì sao cùng một model nhưng thông số trên hai tài liệu lại khác nhau?

Nguyên nhân có thể đến từ năm phát hành catalog, phiên bản sản phẩm hoặc cách ghi mã giữa dòng cũ và dòng hiện hành. Khi đặt hàng, thông số trên nhãn thiết bị và datasheet tương ứng với đúng mã đầy đủ nên được ưu tiên đối chiếu.