光電傳感器在自動(dòng)化生產(chǎn)線與機(jī)場(chǎng)物流行業(yè)的應(yīng)用
光電傳感器在自動(dòng)化生產(chǎn)線的應(yīng)用
光電傳感器是采用光電元件作為檢測(cè)元件,首先把被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)變?yōu)樾盘?hào)的變化,然后借助光電元件進(jìn)一步將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。光電傳感器一般由光源、光學(xué)通路和光電元件3部分組成。光電檢測(cè)方法具有精度高、反應(yīng)快、非接觸等優(yōu)點(diǎn),而且可測(cè)參數(shù)多,傳感器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,形式靈活多樣,體積小。近年來,隨著光電技術(shù)的發(fā)展,光電傳感器已成為系列產(chǎn)品,其品種及產(chǎn)量日益增加,用戶可根據(jù)需要選用各種規(guī)格產(chǎn)品,在各種輕工自動(dòng)機(jī)上獲得廣泛的應(yīng)用。
1 光電式帶材跑偏檢測(cè)器
帶材跑偏檢測(cè)器用來檢測(cè)帶型材料在加工中偏離正確位置的大小及方向,從而為糾偏控制電路提供糾偏信號(hào),主要用于印染、送紙、膠片、磁帶生產(chǎn)過程中。
光電式帶材跑偏檢測(cè)器原理如圖1所示。光源發(fā)出的光線經(jīng)過透鏡1會(huì)聚為行光束,投向透鏡2,隨后被會(huì)聚到光敏電阻上。在平行光束到達(dá)透鏡2的途中,有部分光線受到被測(cè)帶材的遮擋,使傳到光敏電阻的光通量減少。
帶材跑偏檢測(cè)器工作原理
圖1 帶材跑偏檢測(cè)器工作原理
圖2為測(cè)量電路簡(jiǎn)圖。R1、R2是同型號(hào)的光敏電阻。R1作為測(cè)量元件裝在帶材下方,R2用遮光罩罩住,起溫度補(bǔ)償作用。當(dāng)帶材處于正確位置( 中間位)時(shí),由R1、R2、R3、R4組成的電橋平衡,使放大器輸出電壓U0為0。當(dāng)帶材左偏時(shí),遮光面積減少,光敏電阻R1阻值減少,電橋失去平衡。差動(dòng)放大器將這一不平衡電壓加以放大,輸出電壓為負(fù)值,它反映了帶材跑偏的方向及大小。反之,當(dāng)帶材右偏時(shí),U0為正值。輸出信號(hào)U0一方面由顯示器顯示出來,另一方面被送到執(zhí)行機(jī)構(gòu),為糾偏控制系統(tǒng)提供糾偏信號(hào)。
帶材跑偏檢測(cè)器測(cè)量電路
圖2 帶材跑偏檢測(cè)器測(cè)量電路
2 包裝充填物高度檢測(cè)
用容積法計(jì)量包裝的成品,除了對(duì)重量有一定誤差范圍要求外,一般還對(duì)充填高度有一定的要求,以保證商品的外觀質(zhì)量,不符合充填高度的成品將不許出廠。圖3所示為借助光電檢測(cè)技術(shù)控制充填高度的原理。當(dāng)充填高度h偏差太大時(shí),光電接頭沒有電信號(hào),即由執(zhí)行機(jī)構(gòu)將包裝物品推出進(jìn)行處理。
利用光電檢測(cè)技術(shù)控制充填高度
圖3 利用光電檢測(cè)技術(shù)控制充填高度
3 光電色質(zhì)檢測(cè)
圖4為包裝物料的光電色質(zhì)檢測(cè)原理。若包裝物品規(guī)定底色為白色,因質(zhì)量不佳,有的出現(xiàn)泛黃,在產(chǎn)品包裝前先由光電檢測(cè)色質(zhì),物品泛黃時(shí)就有比較電壓差輸出,接通電磁閥,由壓縮空氣將泛黃物品吹出。
包裝物料的光電色質(zhì)檢測(cè)原理
圖4 包裝物料的光電色質(zhì)檢測(cè)原理
4 彩塑包裝制袋塑料薄膜位置控制
圖5為包裝機(jī)塑料薄膜位置控制系統(tǒng)原理。成卷的塑料薄膜上印有商標(biāo)和文字,并有定位色標(biāo)。包裝時(shí)要求商標(biāo)及文字定位準(zhǔn)確,不得將圖案在中間切斷。薄膜上商標(biāo)的位置由光電系統(tǒng)檢測(cè),并經(jīng)放大后去控制電磁離合器。薄膜上色標(biāo)( 不透光的一小塊面積,一般為黑色)未到達(dá)定位色標(biāo)位置時(shí),光電系統(tǒng)因投光器的光線能透過薄膜而使電磁離合器有電而吸合,薄膜得以繼續(xù)運(yùn)動(dòng),薄膜上的色標(biāo)到達(dá)定位色標(biāo)位置時(shí),因投光器的光線被色標(biāo)擋住而發(fā)出到位的信號(hào),此信號(hào)經(jīng)光電變換、放大后,使電磁離合器斷電脫開,薄膜就準(zhǔn)確地停在該位置,待切斷后再繼續(xù)運(yùn)動(dòng)。
薄膜位置控制系統(tǒng)示意圖
圖5 薄膜位置控制系統(tǒng)示意圖
當(dāng)薄膜上的色標(biāo)未到達(dá)光電管時(shí),光電繼電器線圈無電流通過,伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)薄膜繼續(xù)前進(jìn)。當(dāng)色標(biāo)到達(dá)光電管位置時(shí),光電繼電器線圈有電流,伺服電機(jī)立即停轉(zhuǎn),因而薄膜就停在那一個(gè)位置。當(dāng)切斷動(dòng)作完成后,又使伺服電機(jī)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖6所示。
光電傳感器在自動(dòng)化生產(chǎn)線與機(jī)場(chǎng)物流行業(yè)的應(yīng)用
光電傳感器在機(jī)場(chǎng)物流行業(yè)的應(yīng)用
隨著國(guó)內(nèi)航空運(yùn)輸業(yè)的持續(xù)快速發(fā)展,機(jī)場(chǎng)物流項(xiàng)目逐漸增多,技術(shù)水平不斷提高。民航總局預(yù)計(jì),”十一五”期間,中國(guó)內(nèi)地航空運(yùn)輸將有14%的增長(zhǎng),機(jī)場(chǎng)建設(shè)投資將達(dá)到1400億元人民幣,這無疑為機(jī)場(chǎng)物流相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展提供了巨大的市場(chǎng)空間。明確到2010年底,約需投資4萬(wàn)億元以加快建設(shè)進(jìn)度,09年民航固定資產(chǎn)投資總規(guī)模將達(dá)800億至1000億元,較上年增長(zhǎng)33%以上。
機(jī)場(chǎng)物流系統(tǒng)主要包括三大類:機(jī)場(chǎng)行李處理系統(tǒng)、航空貨運(yùn)處理系統(tǒng)、航空配餐處理系統(tǒng)。在此主要分析傳感器在行李與貨運(yùn)處理系統(tǒng)的應(yīng)用情況。行李處理系統(tǒng)英文名稱為BHS(Baggage Handling System),是在民航機(jī)場(chǎng)的航站樓內(nèi)為旅客輸送和處理托運(yùn)行李的系統(tǒng),是旅客航站樓內(nèi)物流地位最重要、占據(jù)建筑空間最大、以及系統(tǒng)性最強(qiáng)的機(jī)械化物流輸送系統(tǒng),在如此龐大復(fù)雜的系統(tǒng)中,利用現(xiàn)代傳感器檢測(cè)處理行李貨物,不僅提高了效率,而且可以降低錯(cuò)誤發(fā)生率,傳感器的應(yīng)用在各類尤其是大型民航機(jī)場(chǎng)航站樓建設(shè)和運(yùn)營(yíng)管理中起著重要的作用。
以下以威格勒傳感器為例分別介紹傳感器在機(jī)場(chǎng)行李處理系統(tǒng)幾個(gè)典型的應(yīng)用:
工作站分揀測(cè)量:
機(jī)場(chǎng)倉(cāng)庫(kù)出口點(diǎn)與進(jìn)口貨物的DC點(diǎn)不同,早上入庫(kù)的貨物在當(dāng)天下午就可能要出庫(kù),基本上屬于“通過型”物流運(yùn)作,所以平面庫(kù)的設(shè)施需實(shí)現(xiàn)更加流暢的作業(yè)。其中貨架通常有不同的尺寸規(guī)格,因此貨物在放入哪一貨架前通常需要按照貨物大小進(jìn)行分類,測(cè)量光幕可以協(xié)助實(shí)現(xiàn)分類的自動(dòng)化以及貨物體積的測(cè)量。
威格勒EZ-ARRAY 兩片式測(cè)量光幕安裝于機(jī)場(chǎng)的物流工作站上,測(cè)量所經(jīng)過光幕掃描區(qū)域貨物的大小,光幕的高度可以從143mm到1.8m,檢測(cè)范圍400mm~4m,光束間距為19.1mm,檢測(cè)距離為0.9m到15m;其直接工作方式時(shí)的掃描時(shí)間范圍在2.8ms到26.5ms之間。無需特別控制器,MINI-ARRAY測(cè)量光幕可迅速快捷的???量于貨物的大小,后臺(tái)PCL系統(tǒng)根據(jù)光幕檢測(cè)的數(shù)據(jù)從而進(jìn)行分類分揀貨物。當(dāng)處理貨物的種類繁雜,規(guī)格尺寸千差萬(wàn)別,從一個(gè)小的快件到一個(gè)大型的1 3.6噸的集裝單元處理箱,從一個(gè)電子產(chǎn)品到一輛豪華轎車,從一件服裝到一箱軍火******,這些都是貨運(yùn)處理工作站須考慮到的問題,測(cè)量光幕可有效的幫助處理這些問題。
物流輸送帶到位檢測(cè)應(yīng)用:
在行李處理系統(tǒng)內(nèi)部,按照處理行李的類別分為:(1)離港行李處理系統(tǒng):處理出港旅客的交運(yùn)行李(2)進(jìn)港行李處理系統(tǒng):處理進(jìn)港旅客的交運(yùn)行李,相對(duì)于離港行李處理系統(tǒng)較為簡(jiǎn)單。當(dāng)貨物出貨或者進(jìn)貨的時(shí)候,必須準(zhǔn)時(shí)、準(zhǔn)確、準(zhǔn)量、合理而有效,通過對(duì)流水線的單向化向混流化的改造和自動(dòng)化管理,物流輸送帶系統(tǒng)成為行李處理運(yùn)輸?shù)募~帶,下面兩張實(shí)物圖介紹利用威格勒的光電傳感器Q45,對(duì)所經(jīng)的貨物進(jìn)行計(jì)數(shù)處理,達(dá)到自動(dòng)化輸送管理。
安裝于輸送帶上的威格勒Q45光電傳感器,對(duì)所經(jīng)貨物進(jìn)行計(jì)數(shù),配備了光電傳感器的自動(dòng)化輸送帶,使物流處理過程實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化,這樣不僅提高了作業(yè)質(zhì)量,在確保安全作業(yè)的同時(shí),也兼顧了工作效率的提升,還削減了人工費(fèi)用。
在輸送帶首尾端Q45光電傳感器不計(jì)具有計(jì)數(shù)的功能,還有節(jié)能的作用,當(dāng)輸送帶上沒有行李貨物的時(shí)候,該光電傳感器感測(cè)到這種狀態(tài)后反饋給后臺(tái)的PCL系統(tǒng),由PCL系統(tǒng)控制輸送帶的運(yùn)行,達(dá)到節(jié)能的功效。
辦票口行李到位檢測(cè):
行李在進(jìn)出機(jī)場(chǎng)物流系統(tǒng)的開始,需要進(jìn)行安全檢查,目前大多數(shù)機(jī)場(chǎng)都采用X射線安全檢查設(shè)備進(jìn)行行李安檢,而傳感器就被應(yīng)用在該設(shè)備中,進(jìn)行行李到位檢測(cè)應(yīng)用。
某一機(jī)場(chǎng)辦票口在旅客行李進(jìn)站安檢的時(shí)候使用的X射線安全檢查設(shè)備。兩只小孔分別開設(shè)于在X射線安全檢查設(shè)備兩側(cè),在小孔后面裝有威格勒的QS18光電傳感器,對(duì)面兩只小孔各裝有反射板,當(dāng)行李放置于機(jī)器的履帶上時(shí),QS18光電傳感器檢測(cè)到行李,然后發(fā)出信號(hào),后臺(tái)啟動(dòng)傳動(dòng)裝置,行李開始被輸送進(jìn)機(jī)器安全檢測(cè)。利用QS18光電傳感器達(dá)到半自動(dòng)化節(jié)能輸送處理,節(jié)省能源,提高工作效率。
以上分別介紹了在機(jī)場(chǎng)物流系統(tǒng)中,三個(gè)環(huán)節(jié)的傳感器應(yīng)用,其實(shí),不僅僅是此三個(gè)環(huán)節(jié),在登機(jī)橋地面檢測(cè),立體倉(cāng)庫(kù)貨物堆放、貨物突出、貨架監(jiān)視,行李上架定位,堆垛車定位,貨物信息讀取等環(huán)節(jié),都可處處見到傳感器的應(yīng)用,以上簡(jiǎn)單的介紹了威格勒傳感器在機(jī)場(chǎng)物流系統(tǒng)中的應(yīng)用,供讀者以此借鑒。
光電傳感器在自動(dòng)化生產(chǎn)線與機(jī)場(chǎng)物流行業(yè)的應(yīng)用
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本文來源:東莞市中昊自動(dòng)化科技有限公司
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