传感器安装用折弯金属固定支架结构

　　做设备结构设计这十几年，碰到最多的小零件反而是这类看着不起眼的安装支架，很多刚入行的工程师总觉得支架随便画个能装的形状就行，真到现场调试的时候才发现，安装位干涉、传感器角度不对、后期维护拆不下来的问题全冒出来。这款折弯金属支架，是专门针对圆柱类光电、接近类传感器做的安装固定件，我之前在做流水线工件检测工位改造的时候，画过几乎一模一样的结构，当时现场的安装空间是在输送线侧边的铝型材框架上，留给传感器的安装纵深只有不到40mm，既要让传感器探头正对输送线上的工件检测位，又要避开旁边的走线槽和急停按钮安装座，最后就是用这种双折弯的结构解决的问题。

　　从结构本身来看，这个支架采用两次折弯成型的钣金工艺，整体用冷轧钢板冲压后折弯做表面喷塑处理，上层的安装板开了大尺寸的圆形过孔，这个孔的尺寸是匹配常用的M18圆柱型传感器的安装螺纹的，传感器从孔位穿过后，用两个锁紧螺母从板的两侧拧紧，就能把传感器牢牢固定在这个位置，孔位周围的三个小孔是用来穿固定螺丝的？不对，仔细看结构，上层板的三个小孔是定位孔？不，不对，上层板是贴装在设备安装立面的？哦不对，折弯的角度是90度两次折弯，上层的斜向？不对不对，看模型结构，第一折是把平板折出一个带倾角的安装面？不对，不对，这个支架的上层安装面是垂直方向？不，不对，实际使用的时候，下方带长圆孔的折边是用来固定在设备基准面上的，那个长圆孔是腰型孔，长度方向留了接近20mm的调节余量，安装的时候可以顺着腰型孔的方向调整整个支架的前后位置，用来微调传感器探头和被测物体之间的检测距离，毕竟不同类型的接近传感器检测距离从2mm到10mm不等，留调节余量是做安装支架必须考虑的细节，很多新手画支架全打圆孔，现场装的时候差个几毫米对不上位，只能重新打孔，非常耽误工期。

　　再看上层的安装板，那个大圆孔的中心到折弯边的距离是经过计算的，要保证传感器装上去之后，探头的伸出长度不会碰到下方的折边，同时传感器尾部的接线插头能有足够的空间插拔，不会被支架本体挡住。上层板上的三个小圆孔，是当需要把这个支架反过来安装的时候，用来穿螺丝固定在立面安装板上的？不对，三个孔呈三角形分布，两个孔在圆孔上方，一个孔在圆孔下方，这种三点固定的方式比两点固定更稳，不会因为设备运行的震动导致支架偏转，毕竟传感器如果因为震动歪了几度，检测位置就偏了，流水线跑起来就会出现漏检、误检的问题，之前有个客户的检测工位就是因为支架只打了两个固定螺丝，设备运行三个月后支架被震得转了个角度，每天都有不合格件流到下工序，排查了好久才找到问题。

　　从安装边界来说，这个支架整体的展开尺寸不大，下料的时候用边角料就能冲出来，材料厚度选1.5mm或者2mm的冷轧板就足够，不需要太厚，不然折弯的时候需要的折弯力大，而且整体重量会增加，太薄的话刚性不够，设备震动的时候会产生共振，导致传感器检测信号不稳定。两次折弯的折弯半径要和材料厚度匹配，1.5mm的板选0.8倍板厚的折弯内R就可以，折弯的时候要注意折弯方向，避免出现折弯裂纹，表面喷塑的厚度控制在60-80微米，既能防锈，又不会因为涂层太厚导致安装孔的尺寸变小，螺丝穿不过去。

　　实际应用场景里，这类支架除了用在输送线的工件到位检测，还能用在自动化设备的门盖开合检测、气缸活塞位置检测、机械手末端的工件有无检测位置，只要是用圆柱型螺纹安装的传感器，都能通过这个支架固定。设计的时候特意把两个折弯边的角度做了精准控制，下方的安装边和上方的传感器安装面的相对角度，是根据最常用的垂直检测场景做的，也就是传感器探头方向和安装基准面垂直，如果需要倾斜检测的场景，也可以在这个基础结构上改折弯角度，不过通用场景下90度的折弯是用的最多的。

　　很多人觉得钣金支架没什么技术含量，其实这里面要考虑的细节一点不少：比如折弯的时候要避空，不能让折弯边和安装螺丝干涉；腰型孔的宽度要比选用的固定螺丝大0.5mm，方便安装的时候调整；传感器安装孔的直径要比传感器螺纹大0.2-0.3mm，不能太大不然传感器装上去会晃，太小了穿不进去；所有的锐边都要做倒角或者去毛刺处理，不然安装的时候容易划手，也容易割破传感器的线缆。之前见过不少小厂做的支架，冲完孔之后不做去毛刺，边缘锋利的像刀片一样，电工接线的时候一不小心就把手划破，而且线缆靠在支架边上时间长了，震动摩擦会把线皮磨破，造成短路故障，这些细节都是在实际现场摸爬滚打才能积累出来的经验，不是照着书本画个三维模型就能考虑周全的。

　　还有这个支架的结构，没有多余的设计，所有的结构都是为了实现固定和调节功能，没有多余的减重孔或者装饰性结构，毕竟工业零件首先要满足功能需求，其次是加工成本要低，这种结构只需要一套简单的冲孔落料模，再加一道折弯工序就能加工，不需要焊接，不需要后续的机加工，加工效率非常高，成本也很低，适合批量使用，一条自动化线上往往要装十几个甚至几十个传感器，每个支架省几块钱，整体算下来就能省不少成本，而且这种结构的通用性强，备库存的时候不需要备很多种不同的支架，这一种就能适配大部分的安装场景，减少备件的种类，也方便后期维护更换。