冲压工艺的“神经末梢”：杉山电机SUGIYAMA PS-4038传感器头技术解析

在高速冲压加工领域，每一次冲程都伴随着巨大的力与速度。废料翘起、材料误送、双张重叠——这些微秒级发生的异常，若不能及时捕捉，轻则损坏模具，重则导致设备停机、生产中断。在这场与时间和缺陷的赛跑中，传感器头作为检测系统的“一触角"，其灵敏度与可靠性直接决定了整个保护系统的成败。日本杉山电机（SUGIYAMA）推出的PS-4038传感器头，正是这样一款专为冲压自动化设计的精密检测元件。它与杉山电机的PS-48系列废料翘起检测器等主机配合，构成了一套完整的冲压异常监控解决方案。本文将从技术参数、功能特性及实际应用等维度，深度解析这款传感器头的技术内涵。

一、产品定位：模块化传感家族的通用型成员

PS-4038是杉山电机为适应多样化工模具需求而开发的通用型传感器头。它隶属于杉山电机庞大的传感器头产品家族，该家族包括PS-4013、PS-4014、PS-4018、PS-4020、PS-4024、PS-4025、PS-4026、PS-4027、PS-4028、PS-4029、PS-4031、PS-4032、PS-4033、PS-4034等一系列型号。这一产品序列的设计理念非常明确：所有型号的电气性能保持一致，仅外部尺寸和机械结构有所不同，以适应不同模具结构、安装空间和检测位置的个性化需求。

这种模块化设计为用户带来了极大的便利：无论选择哪种传感器头，其电气接口和信号特性都是统一的，这意味着更换或升级时无需重新配置主机参数，真正实现了“即插即用"。

二、核心技术参数解析

PS-4038传感器头的技术规格体现了杉山电机在冲压检测领域对精度与速度的追求。

1. 检测原理与模式

传感器头采用涡流接近检测原理，通过高频电磁场感知金属物体的接近程度。当安装在模具内部的传感器头与材料（或废料）之间的距离发生变化时，传感器会输出相应的电信号变化。

其核心检测模式为接触和分离检测，特别地，CH1通道支持与压力机旋转同步的检测方式，这意味着它可以在冲压循环的特定相位（如上死点、下死点）进行精确采样，有效避免因机械振动带来的误检测。

2. 电气与环境规格

• 检测通道数：4通道，可同时监控多个关键点位。

• 停止输出延迟：约5毫秒。这一指标至关重要——在每分钟数百甚至上千冲次的高速冲压中，5ms的响应速度意味着在异常发生后的极早期即可触发停机，大限度保护模具。

• 停止输出电路：继电器输出，触点容量200V 2A MAX，可直接连接压力机控制系统。

• 电源电压：支持AC100V/200V双电压输入，适应不同工厂的供电标准。

• 环境温度：0~50°C，适应冲压车间常见的温度波动。

• 功耗：约7VA或更低，节能高效。

3. 机械规格

• 外形尺寸：主机部分为200W×68.5H×184D（不含突起），传感器头本体则根据型号不同有多种尺寸选择。

• 重量：约2.0kg（含支架）。

• 附属品：标准配备5米电源线（12芯）及US-1 4色连接线（红、蓝、黄、橙），方便快速安装。

三、核心功能与创新设计

1. 极性即时切换

PS-4038系统支持所有通道共输入极性的A/B拨动开关即时切换。这一设计使得操作人员无需更换硬件，即可根据模具结构和检测需求灵活调整检测逻辑，极大提升了现场调试的便利性。

2. 同步检测与远程操作

• CH1同步检测：CH1通道支持输入定时信号的同步检测方式，确保检测动作与压力机曲轴角度精确同步，避免误报。

• 外部重置：支持从远处进行重置操作，操作人员无需靠近设备即可恢复检测状态，提升了安全性和便捷性。

• 电子传感器供电：CH1可通过3极插孔为电子传感器供电，简化了布线。

3. 多重安全机制

• 连续运行防止：当本机电源开关关闭时，可防止压力机连续运行（当连接连续禁止功能时）。

• 双停止输出：可获得两个停止输出信号：CH1/CH2一组，CH3/CH4一组，可根据需要分别接入不同的安全回路。

四、在冲压自动化中的关键作用

PS-4038传感器头通常与杉山电机的PS-482/484/488系列废料翘起检测器配合使用，构成完整的冲压异常监控系统。

1. 废料翘起检测

在冲压过程中，冲裁产生的废料可能因各种原因（如润滑过度、模具磨损、废料形状异常）而向上翘起。若不能及时发现，翘起的废料会在下一次冲程中被压入模具，导致模具崩刃或破裂。PS-4038通过精确感知废料与传感器之间的距离变化，能够在废料翘起的瞬间捕捉到异常信号。

2. 材料误送与双张检测

除了废料翘起，PS-4038还可用于检测材料是否到位、是否双张重叠等异常。在级进模或传递模应用中，材料步进精度或送料高度的微小偏差，都能被传感器头敏锐捕获。

3. 与主机的协同工作

杉山电机的PS-48系列主机具备1μm检测分辨率、最多8通道传感器连接、变异计算功能以及以太网通信能力。传感器头采集到的原始信号被送入主机后，由微型计算机进行复杂的位移计算和模式分析，若位移超过极限值，则立即向压力机输出停止信号。同时，系统可保存多达1000条错误历史记录及每次错误前后四次行程的位移数据，为故障分析和工艺优化提供数据支持。

五、应用场景与选型建议

1. 典型应用领域

• 汽车零部件冲压：车门、覆盖件、结构件的高速精密冲压。

• 电子元器件冲压：连接器端子、引线框架、屏蔽罩等微小零件的连续模冲压。

• 家电制造：电机定转子、外壳等零件的自动化冲压生产线。

• 金属包装：罐盖、拉环等高速冲压工艺。

2. 传感器头选型原则

杉山电机提供丰富的传感器头型号，PS-4038作为其中之一，其选型应遵循以下原则：

• 安装空间：根据模具内可用的安装空间选择合适外形尺寸的型号。

• 检测距离：考虑传感器安装位置与检测对象（废料、材料）之间的目标距离。

• 环境条件：如是否有油污、切削液飞溅，选择具有相应防护能力的型号。

结语

日本杉山电机SUGIYAMA PS-4038传感器头，以其4通道同步检测、5ms超快响应、极性即时切换、以及与PS-48系列主机的无缝协同，在冲压自动化检测领域扮演着“神经末梢"的关键角色。它不仅是感知废料翘起、材料误送的敏锐触角，更是连接物理冲压过程与智能控制系统的数据桥梁。在追求、高节拍、长模具寿命的现代冲压生产中，PS-4038以其可靠的性能与模块化的设计理念，成为保障冲压工艺安全稳定运行的可靠基石。对于那些致力于提升冲压自动化水平、降低模具损坏风险的企业而言，PS-4038无疑是一个值得信赖的专业选择。