德國(guó)TWK 公司自 1962 年以來(lái)一直在開(kāi)發(fā)編碼器和傳感器。去年，該公司推出系列產(chǎn)品，再次強(qiáng)調(diào)了此類(lèi)組件如何影響自動(dòng)車(chē)輛和機(jī)器人的安全性。

為了保護(hù)環(huán)境、人員和機(jī)器，AGV 和 AMR 操作需要功能強(qiáng)大的傳感器技術(shù)。圖片由 TWK 提供。

自動(dòng)導(dǎo)引車(chē)（AGV）和自動(dòng)移動(dòng)機(jī)器人（AMR）需要進(jìn)行多項(xiàng)測(cè)量才能安全運(yùn)行。否則，它們和整個(gè)車(chē)隊(duì)就無(wú)法導(dǎo)航并移動(dòng)到目標(biāo)位置。必要的測(cè)量包括速度（車(chē)輪速度）和轉(zhuǎn)向角（車(chē)輪位置）。此外，還必須知道貨叉或吊臂的升力。這些變量會(huì)影響車(chē)輛的傾斜度，并在適當(dāng)?shù)那闆r下影響車(chē)輛的振動(dòng)，尤其是在載重行駛時(shí)。

TWK 等公司提供可確保功能安全的編碼器和傳感器，包括經(jīng)過(guò)認(rèn)證的位置、速度、傾角、加速度傳感器以及拉線式線性傳感器和附件。讓我們來(lái)看幾個(gè)例子。

速度編碼器

測(cè)量速度可確保 AGV 和 AMR 快速、安全地到達(dá)特定位置。速度直接在車(chē)輪上測(cè)量，當(dāng)接近目標(biāo)點(diǎn)時(shí)速度會(huì)降低。帶有集成傳感器的伺服驅(qū)動(dòng)器可執(zhí)行此任務(wù)；但在許多情況下，必須使用單獨(dú)的編碼器，以保護(hù)環(huán)境、人員和機(jī)器。

例如，在空間有限的情況下，超小型 TRK38/S3 單圈安全編碼器的直徑和外殼長(zhǎng)度僅為 38 毫米。憑借故障安全轉(zhuǎn)換-EtherCAT 接口 (FSoE)，該編碼器具有完全的 SIL2/PLd 性能，分辨率高達(dá) 16 位，轉(zhuǎn)速高達(dá) 15,000 rpm - 通過(guò)安全接口快速安全地傳輸?shù)娇刂破鳌Ｋ俣刃盘?hào)質(zhì)量有了顯著提高，時(shí)間尺度上的位置檢測(cè)精度現(xiàn)在約為 1 μs。這種等距離對(duì)于精確速度至關(guān)重要，它以計(jì)算每個(gè)時(shí)間單位的位置差為基礎(chǔ)。

TWK 的產(chǎn)品組合還包括帶有安全位置和速度信號(hào)的 CANopen Safety 或 PROFIsafe（通過(guò) PROFInet 接口）認(rèn)證編碼器。在這些設(shè)備的幫助下，可在最多樣化的情況下進(jìn)行功能安全的速度檢測(cè)和監(jiān)控，使機(jī)器和系統(tǒng)更加安全。

位置傳感器

特別是在 AGV 和 AMR 的蓬勃發(fā)展領(lǐng)域，可以使用的不是普通的傳感器（用于角度和速度測(cè)量的編碼器）。這里使用的是尺寸盡可能小的專(zhuān)用設(shè)備或具有特殊功能或?qū)ｉT(mén)設(shè)計(jì)的通信配置文件的設(shè)備。最重要的是，它們必須功能安全，以消除任何故障風(fēng)險(xiǎn)。SIL2、PLd 或 SIL3 認(rèn)證是先決條件，有時(shí)還需要 UL、ASIL D 或 ATEX（適用于潛在爆炸性環(huán)境）認(rèn)證。

例如，TWK 為其用于狀態(tài)監(jiān)測(cè)的 NVx 振動(dòng)傳感器配備了獨(dú)特的信號(hào)處理功能和算法。這樣，用戶(hù)就可以更輕松地監(jiān)控機(jī)器，特別是對(duì)于始終處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的 AGV。此外，附帶編碼器的牽引線傳感器通過(guò)將線性沖程轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來(lái)測(cè)量叉子或手臂的提升力。通過(guò) SIL2/PLd 認(rèn)證的傾角儀帶有陀螺儀，可提供來(lái)自六個(gè)軸的冗余微機(jī)電系統(tǒng) (MEMS) 傳感器和動(dòng)態(tài)校正傾斜角的原始值。原始信號(hào)，尤其是來(lái)自加速度計(jì)的信號(hào)，可同時(shí)用于監(jiān)測(cè)車(chē)輛狀況（振蕩和振動(dòng)）或控制車(chē)輛。

該 NVT/S3 PLd 振動(dòng)傳感器由加速度傳感器、控制器單元和基于 PROFINET 的輸出接口 PROFIsafe 組成。圖片由 TWK 提供。

這些只是可用于各種移動(dòng)傳感應(yīng)用的各種緊湊、安全傳感器的幾個(gè)示例。無(wú)論是轉(zhuǎn)向角、輪速、車(chē)輛傾斜還是振動(dòng)，這些量都必須快速可靠地記錄并傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)的安全接口。