sick槽型傳感器UFN3-70B113應用原理

SICK UFN3-70B113（訂貨號：6058960）超聲波槽型傳感器原理與應用解析

說明：UFN3-70B113屬于SICK UF系列U型槽式標簽傳感器，行業俗稱槽型電眼，并非光學透射式，采用超聲波穿透檢測原理，電纜出線款、NPN/PNP可切換輸出，主打不干膠標簽檢測，是包裝自動化針對透明標簽檢測的經典型號。

一、概述

傳統光學槽型傳感器（WF2、WFS3）依靠可見光透射/反射識別標簽，檢測結果受標簽顏色、透明度、表面光澤、鍍鋁層干擾極大，透明PET、BOPP標簽經常出現漏檢、誤跳信號。UFN3-70B113采用超聲波聲衰減檢測機制，依靠底紙與標簽疊加后的聲學吸收差異來識別標簽位置，不受透光性、印刷顏色、高反光影響，專門用于貼標機、打印貼標、復卷分切設備的標簽定位。型號區分要點：UFN3-70B113為電纜出線款；前面寫的UFN3-70B413是M8插頭款，二者檢測原理一致，僅出線結構不同。

二、核心檢測原理

UFN3-70B113為一體式U型叉槽結構，槽體一側集成超聲波發射晶片，另一側為超聲波接收晶片，標簽紙帶從3mm槽口中間穿過，聲波橫向穿透紙帶。

1. 當槽內只有離型底紙（標簽間隙位置）：介質薄，超聲波吸收量小，到達接收端的聲壓信號強；

2. 當槽內是底紙+標簽疊加區域：標簽增加了介質厚度，材料對超聲波的吸收、衰減變大，接收端收到的聲壓信號明顯變弱；

3. 傳感器內部MCU采集接收端聲壓幅值，結合示教標定好的閾值，判斷當前是【標簽】還是【標簽間隙】，輸出開關信號給貼標控制器、PLC，實現追標定位。

? 和光學傳感器最本質區別：光學看“透光多少"；超聲波看“材料對聲波的吸收衰減量"。所以透明標簽、銀色鋁箔標簽、黑色滿版印刷標簽都可以穩定識別。

暗通/亮通邏輯（L/D模式）

• 暗通D（出廠默認）：有標簽（聲波衰減大）→輸出導通；

• 亮通L：標簽間隙（聲波衰減小）→輸出導通；可通過示教按鍵切換，適配不同貼標控制系統邏輯。

三、示教標定原理（信號閾值學習）

UFN3-70B113機身帶±調節按鍵，兩種示教模式，本質都是讓傳感器采集兩種狀態下的聲信號，建立判斷門檻：

1. 兩點示教（靜態示教）先把【標簽間隙】放在槽內按+鍵采樣；再把【標簽】放到槽內按-鍵采樣。傳感器自動計算中間閾值，適合標簽材質、厚度長期不變的產線，抗干擾更強。

2. 動態示教（在線示教）紙帶連續走帶，連續劃過至少3組標簽+間隙，傳感器自動采集信號上下區間，自動生成閾值。適合經常換標簽材質、底紙厚度波動的柔性產線，換型調試更快。

示教完成后傳感器持續比對實時聲信號和閾值，一旦越過閾值就翻轉輸出信號，同時LED指示燈同步狀態。

四、關鍵硬件與電氣參數

• 型號：UFN3-70B113，訂貨號：6058960

• 原理：超聲波穿透式槽型檢測

• 輸出：NPN/PNP可切換，電纜直出（4芯電纜）

• 供電：DC 10～30V，標準24V工控供電

• 響應時間：≤250 μs，最高開關頻率1.5kHz，支持高速貼標

• 槽口寬度：3 mm，叉深69 mm

• 最小識別間隙：2 mm，支持小圓標、窄間距小標簽

• 防護等級：IP65，鋁合金外殼

• 保護：反極性保護、輸出短路保護

五、包裝行業典型應用原理落地

1. 不干膠圓瓶/扁瓶貼標機傳感器安裝在剝標板前端，標簽經過槽口時給出同步觸發信號，控制伺服在指定位置剝離、貼附；透明日化標、保健品鍍鋁防偽標是它的主力場景，解決光學電眼“看不見透明標"的痛點。

2. 在線打印貼標系統提供標簽到位信號，同步觸發打印機打印，保證條碼、文字和標簽位置對齊，防止空打、打印偏移。

3. 標簽復卷、分切、品檢機連續采集標簽間隙信號，用于計數、缺標報警、斷紙檢測，小標簽計數穩定。

4. 制藥、化妝品包裝產線復合鋁箔標簽、多層覆膜標簽檢測，車間有粉塵、水汽飛濺工況下穩定運行。

六、影響檢測原理穩定性的關鍵因素（現場要點）

1. 紙帶必須居中、平直走帶，紙帶蹭到槽壁會產生額外聲波吸收，造成信號漂移誤觸發；

2. 槽內不要進入水滴、泡沫，液體對超聲波衰減強，會直接干擾信號；

3. 更換標簽、底紙厚度變化后，必須重新示教，重新標定聲衰減閾值；

4. 電纜布線遠離伺服、變頻器動力線，避免電磁干擾造成內部采樣信號抖動；

5. 槽口3mm間隙禁止擠壓厚硬質物料，防止損壞兩側超聲收發晶片。

七、總結

SICK UFN3-70B113依靠超聲波聲衰減檢測原理，跳出光學傳感器對透光、顏色的依賴，是專門針對不干膠標簽檢測開發的槽型傳感器。電纜出線、NPN/PNP可切換的結構，適配國內大量貼標設備布線方案；搭配兩點/動態示教，兼顧固定物料量產線和多標簽柔性產線，是包裝自動化中透明標簽檢測成熟可靠的傳感方案。

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