החיישן בנוי עם פין פיזי (Spindle) שיוצא החוצה ונוגע פיזית בחלק הנמדד. בעזרת מקודד אופטי פנימי מוחלט (Optical Absolute Encoder), המערכת מודדת את התזוזה המיקרונית של הפין ומספקת ערך מדידה מדויק להפליא.
חיישני מדידת מגע דיגיטליים – סדרת HG-S (פנסוניק)
מבנה המערכת והתצוגה של המגבר (Controller)
המערכת מורכבת מראש מדידה (Sensor Head) ומגבר דיגיטלי חכם הכולל:
תצוגה דיגיטלית כפולה (2-Line Display): מסך LCD בעל ניגודיות גבוהה המציג בו-זמנית שתי שורות נתונים:
השורה הראשית: מציגה את ערך השיפוט (Judgment Value / הערך המחושב).
שורת המשנה: מציגה את המדידה הגולמית של ראש החיישן (Measured Value) ונתוני עזר נוספים.
מד מעגל אינטואיטיבי (Circle Meter): מחוון מעגלי ויזואלי המאפשר למפעיל להבין בשבריר שנייה את מצב המוצר:
צבע ירוק: הערך הנמדד נמצא בתוך טווח הטולרנס המותר (בין המינימום למקסימום).
צבע כתום: הערך חורג מהטווח המותר (גבוה מדי או נמוך מדי).
סדרה זו מתאפיינת בגודל מזערי (כמו עינית פוטואלקטרית רגילה) אך עם ביצועים של חיישן מדידה מדויק המבוסס על רכיב CMOS.
HG-C1030 – טווח מדידה: מרכז 30 מ”מ (±5 מ”מ). רזולוציה גבוהה במיוחד: 10 מיקרון.
HG-C1050 – טווח מדידה: מרכז 50 מ”מ (±15 מ”מ). רזולוציה: 30 מיקרון.
HG-C1100 – טווח מדידה: מרכז 100 מ”מ (±35 מ”מ). רזולוציה: 70 מיקרון.
HG-C1200 – טווח מדידה: מרכז 200 מ”מ (±80 מ”מ). רזולוציה: 200 מיקרון.
HG-C1400 – טווח מדידה: מרכז 400 מ”מ (±200 מ”מ). רזולוציה: 300-800 מיקרון.
(הערה: קיימים בדגמים אלו סיומות כגון P עבור יציאת PNP או גרסאות תומכות IO-Link).
סדרה מתקדמת יותר המספקת דיוק ברמת מיקרון גבוהה, כוללת צג דיגיטלי מובנה על גוף החיישן ויכולות תקשורת רחבות.
HL-G103-A-C5 / S-J – טווח קצר: מרכז 30 מ”מ (±4 מ”מ), רזולוציה של 0.5 מיקרון.
HL-G105-A-C5 / S-J – טווח: מרכז 50 מ”מ (±10 מ”מ), רזולוציה של 1.5 מיקרון.
HL-G108-A-C5 / S-J – טווח: מרכז 85 מ”מ (±20 מ”מ), רזולוציה של 2.5 מיקרון.
HL-G112-A-C5 / S-J – טווח בינוני: מרכז 120 מ”מ (±60 מ”מ), רזולוציה של 8 מיקרון.
HL-G125-A-C5 / S-J – טווח ארוך: מרכז 250 מ”מ (±150 מ”מ), רזולוציה של 20 מיקרון.
| תכונה / פרמטר | סדרת HG-C | סדרת HL-G1 |
| רזולוציה ודיוק | גבוהה (החל מ-10 מיקרון) | גבוהה מאוד (החל מ-0.5 מיקרון) |
| ממשק ותצוגה | צג דיגיטלי בסיסי להצגת ערכים ולתכנות מהיר. | צג LED מפורט בן 5 ספרות, כולל תמיכה בתוכנת מחשב חיצונית (HL-G1SMI) וחיבור למסכי מגע (HMI). |
| יציאות ואנלוגי | יציאת מתח/זרם אנלוגית (0-5V או 4-20mA) + יציאת טרנזיסטור אחת (NPN/PNP). | מציעה עד 3 יציאות טרנזיסטור (לחיזוי HI/GO/LOW) + 2 יציאות אנלוגיות. |
| תקשורת מתקדמת | לרוב אנלוגי ובחלק מהדגמים החדשים תמיכת IO-Link. | תמיכה מובנית בתקשורת טורית RS-422 / RS-485 לחיבור עד 16 חיישנים במקביל ל-PLC. |
| מידות ומשקל | קומפקטי וקל מאוד (מתאים למקומות צפופים פיזית). | מעט גדול יותר אך כולל בקר פנימי מובנה (אין צורך ביחידת בקר חיצונית נפרדת). |
טכנולוגיית CMOS מתקדמת: מאפשרת מדידת מרחק מדויקת שאינה תלויה בצבע המשטח, ברק השטח או בזווית ההחזר של החומר (עובד היטב גם על מתכות, גומי, פלסטיק ועץ).
ללא מגע (Non-contact): מונע שריטות או מעיכות של רכיבים רגישים על קו הייצור.
התקנה פשוטה וחסכון במקום: שתי הסדרות כוללות את מעגל העיבוד והבקר בתוך גוף החיישן עצמו, מה שמייתר את הצורך בחיבור לקופסאות בקרה חיצוניות יקרות ומגושמות.
עמידות תעשייתית: מבנה קשיח המותאם לסביבות עבודה תעשייתיות קשות (חיישני ה-HL-G1 למשל בעלי תקן אטימה גבוה IP67).
הם נפוצים מאוד בתעשיות אוטומציה מתקדמות, בקרת איכות ובניית מכונות עבור יישומים כגון:
בדיקת עובי והיסט (Thickness & Warpage): מדידת עיוותים או פיתולים בכרטיסי אלקטרוניקה (PCB) או לוחות סיליקון (Wafers).
בקרת גובה ראש מזרק / דיפנסר: שמירה על מרחק קבוע של ראש ההלחמה או ראש הדבק (Dispenser) ממשטח העבודה.
בדיקת מרווחים ונוכחות: זיהוי נוכחות של טבעות איטום (O-rings), פסקאות חומר או חפיפות יריעות (Seam/Overlap detection).
מדידת אקסצנטריות (Eccentricity): מעקב אחר סטייה או רעידות של צירים מסתובבים וגלגשי מתכת בקווי עיבוד שבבי.
בקרת מתח חומר (Slack/Loop control): ניטור רפיון של נייר, פח או יריעות פלסטיק בזמן גלילה ושחרור ברוולט
להלן הדגמים המובילים והנפוצים ביותר בסדרות חיישני המדידה המתקדמים (Laser Displacement & Measurement Sensors) של פנסוניק (Panasonic / SUNX): HG-C, HL-G1, LX-L200.
סדרת HG-C מתאפיינת בגוף אלומיניום קטן וקל במיוחד, המשלב בתוכו טכנולוגיית CMOS מתקדמת המאפשרת דיוק ברמת המיקרון, צג דיגיטלי מובנה ויציאות אנלוגיות/דיגיטליות.
הדגמים המובילים (מחולקים לפי טווח עבודה):
HG-C1030 / HG-C1030-P: דגם קצר טווח מדויק מאוד (מרחק מרכזי של 30 מ”מ, טווח עבודה של מ”מ), מצוין לבדיקת עובי או סטייה במיקרו-רזולוציה.
HG-C1050 / HG-C1050-P: דגם פופולרי לטווח ביניים (מרחק מרכזי של 50 מ”מ, טווח עבודה של מ”מ).
HG-C1200 / HG-C1200-P: הדגם ארוך הטווח בסדרה (מרחק מרכזי של 200 מ”מ, טווח עבודה של מ”מ), משמש למדידות גובה מרוחקות יותר. (הערה: האות P בסוף הדגם מסמנת יציאת PNP, בעוד דגמים ללא P הם NPN).
סדרת HL-G1 היא סדרה תעשייתית חסונה הכוללת צג דיגיטלי וכפתורי תכנות מובנים ישירות על ראש החיישן, יחד עם תמיכה מתקדמת בתקשורת נתונים (כגון RS-485) ויציאות אנלוגיות מדויקות.
הדגמים המובילים (מחולקים לפי טווח עבודה):
HL-G103-A-C5: דגם קצר טווח מוביל (מרחק בסיס 30 מ”מ) המציע דיוק גבוה ברכיבי אלקטרוניקה ומכניקה עדינה.
HL-G105-A-C5: דגם ביניים פופולרי מאוד (מרחק בסיס 50 מ”מ) המשמש לבקרת איכות ובדיקת מישורין בקווי ייצור.
HL-G110-A-C5: דגם לטווח של 100 מ”מ למדידת גובה מורכבת של חלקים גדולים.
HL-G125-A-C5: דגם ארוך הטווח בסדרה (מרחק בסיס 250 מ”מ) המאפשר מדידות מרחוק בתנאי תעשייה קשים.
סדרת LX-L200 (או סדרות חיישני הרוחב/קו הדו-ממדיים המקבילים של פנסוניק) מיועדת לזיהוי פרופילים, קצוות חומרים, ומדידות רוחב או מרכז מדויקות של משטחים רצים (כגון יריעות פלסטיק, נייר, או פסי מתכת).
הדגמים המובילים:
LX-L201: דגם הדגל לזיהוי קצוות מדויק (Edge Sensing) המאפשר מעקב אחר שולי יריעות נעות במערכות Banners / Web Guiding.
LX-L202: דגם בעל שדה ראייה רחב יותר המותאם למדידת רוחב כולל או איתור מיקום מדויק של עצמים רחבים המשתנים במיקומם על גבי מסוע.
ראשי החיישן מגיעים במספר תצורות עבודה (טווחים של $10\text{ mm}$, $32\text{ mm}$ או $50\text{ mm}$):
רזולוציה (Resolution): $0.1\ \mu\text{m}$ (בדגמי הדיוק הגבוה) או $0.5\ \mu\text{m}$ (בדגמים הכלליים).
דיוק אינדיקציה (Accuracy P-P): עד $1.0\ \mu\text{m}$ לכל אורך הטווח בדגמים המדויקים ביותר.
סוגי הנעה של הפין: * Standard: הנעה קפיצית סטנדרטית עם גרמושקה (Rubber bellows) להגנה מאבק ושמן.
Low measuring force: מפעיל כוח לחיצה חלש במיוחד, מתאים לחלקים עדינים או אלסטיים שעלולים להתעוות בזמן המגע (מגיע ללא גרמושקה).
Air driven type (AC): פין המופעל באמצעות לחץ אוויר (פניאומטי) – הפין נשלף החוצה רק כאשר המערכת מזריקה אוויר באופן יזום.
מפרט טכני של המגבר (Controller)
מתח הזנה: $24\text{V DC} \pm10\%$.
יציאה אנלוגית (בדגמי ה-High-performance): מוצא זרם סטנדרטי של $4\text{ to }20\text{mA}$ לצורך העברת ערך המדידה המדויק לבקר או כרטיס אנלוגי (עם ליניאריות גבוהה של $\pm0.25\%$).
יציאות בקרה דיגיטליות (Control Outputs): 3 יציאות (יציאה 1, 2 ו-3) מסוג Open-collector (זמין בגרסאות NPN או PNP, זרם מקסימלי $50\text{ mA}$ ליציאה), כולל הגנה מובנית מפני קצר עם איפוס אוטומטי.
סוגי המגברים בסדרה:
HG-SC101 / HG-SC101-P (Master): יחידת מאסטר בעלת ביצועים גבוהים – כוללת יציאה אנלוגית + כניסות ויציאות דיגיטליות.
HG-SC111 / HG-SC111-P (Slave): יחידת סלייב בעלת ביצועים גבוהים (כוללת יציאה אנלוגית).
HG-SC112 / HG-SC112-P (Slave): יחידת סלייב סטנדרטית (יציאות דיגיטליות בלבד, ללא מוצא אנלוגי).
HG-SC113 (Slave): יחידת סלייב חסכונית בחיווט (Wire-saving).
