光電開關在玻璃切裁中的應用

劉彬 苑亞濤 王艷東

摘要：隨著科技水平的提升，自動化應用在生產(chǎn)各個領域。玻璃生產(chǎn)中，切裁要想精準，離不開自動化技術，其中光電開關就是代表。本文將進行分析，以供參考。

關鍵詞：光電開關;玻璃切裁;應用

1.前言

光電開關優(yōu)點顯著，能夠?qū)崿F(xiàn)人體與物體或物體與物體的無接觸式檢測，再加上其具有檢測速度快、檢測信號穩(wěn)定等優(yōu)點，由此可見，光電開關在智能自動化生產(chǎn)過程中必不可少。

2.玻璃切裁概述

在玻璃是生產(chǎn)切裁過程中，目前最為突出的一個問題，就是生產(chǎn)廠力求切成大片出廠。主要原因是根據(jù)現(xiàn)行規(guī)定，大面積玻璃可以加價。例如，厚度相同的一片2000x1200毫米玻璃，與六片800x500毫米玻璃的面積相等，而前者售價為后者的16500。同時，大片出廠還可以減省切冊設備的動力、刀具、人工消耗和維護保養(yǎng)等費用。玻璃的面積越大，運距越長，越容易造成破損。而且，需要進一步切裁的工作量也越大。由于這些原因，對用戶來說，大面積加價實際上是極不公允的。同時，還應當指出，無論是建筑施工單位或是玻璃零售商店，基本上都是人工切裁。而在生產(chǎn)廠，一般均設有機械化切桌和自動切割冊板設備。然而，為了生產(chǎn)大片玻璃，這些設備未能充分發(fā)揮作用^[1]。

3.光電開關工作原理

光電開關（即光電接近傳感器）是傳感器大家族中的一員。其依靠檢測物體對光束的遮擋或反射，再由同步回路選通電路，從而檢測遮擋物體的有無。首先，光電開關將輸入電流在發(fā)射端上轉(zhuǎn)換為光信號射出對目標物體進行檢測，多數(shù)光電開關選用的是波長接近可見光的紅外線光波;接收端再根據(jù)接收到的光線的強弱或有無，從而決定是否產(chǎn)生電脈沖信號^[2]。所有能反射光線的物體均可被檢測（物體不限于金屬）。

4.光電開關的分類

4.1漫反射光電開關的應用

漫反射光電開關是同時具有發(fā)送器和接收器功能的傳感器。當檢測到的物體通過漫反射光電開關時，該物體通過漫反射方法將從發(fā)射器發(fā)射的足夠量的光反射到接收器，并且光電開關生成檢測開關信號。如果被檢測物體的表面很亮或反射率很高，那么漫反射光電開關自然是首選的檢測設備。

（1）檢測玻璃片尺寸

有必要向鑰匙執(zhí)行器提供上下分選信號，以便在玻璃板運輸過程中可以將不同規(guī)格的玻璃輸送到堆垛機的不同位置。例如，水平運輸兩個不同規(guī)格的眼鏡。當一塊玻璃通過光電開關時，相應的接收端會向PLC發(fā)送電信號。PLC將根據(jù)程序?qū)⒁恍〔糠忠?guī)格發(fā)送到相應的鑰匙電磁閥。電磁閥已激活。壓縮空氣被注入氣缸并被提升，將一小塊玻璃送至上層。同樣，將大玻璃杯放到最下層。

（2）邊部檢測

拉出邊緣拉手時，玻璃板的邊緣呈鋸齒形。切割邊緣后，必須使用可橫向移動的邊緣清潔輪將其移除。邊緣清潔輪根據(jù)光電開關檢測到的特定邊緣位置坐標橫向移動并向下推動以實現(xiàn)自動邊緣清潔。

（3）旋轉(zhuǎn)臺定位檢測

在實際生產(chǎn)過程中，有必要根據(jù)尺寸水平堆疊玻璃板。但是，不可避免的是，某些玻璃板在切割時會垂直向堆疊器移動，因此在進入堆疊器之前，通過旋轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)90°將玻璃從垂直方向調(diào)整為水平方向^[3]。當垂直玻璃板通過時，輥道臺上的光電開關檢測到玻璃板需要旋轉(zhuǎn)，并向PLC發(fā)送電信號。PLC分配轉(zhuǎn)臺伺服電機以根據(jù)程序進行操作。旋轉(zhuǎn)90°后，轉(zhuǎn)臺上的光電開關檢測到位置調(diào)整完成，將電信號發(fā)送到PLC，并根據(jù)程序停止分配給轉(zhuǎn)臺上伺服電機的PLC。

4.2鏡反射式光電開關的應用

鏡反射型光電開關還具有發(fā)射器和接收器的功能。光電開關的發(fā)射器發(fā)出的光通過反射鏡反射到接收器。當檢測到的物體通過并完全遮擋光線時，光電開關將產(chǎn)生檢測開關信號。

（1）堆垛機定位檢測

堆疊器通常在兩個工作平面上操作，這兩個平面是堆疊器的第一平面，并且是機械手進行堆疊操作的平面。堆疊完成后，堆疊平臺將整體旋轉(zhuǎn)180°，如果面B面向機械手，則機械手可以在面B上執(zhí)行堆疊操作。在此過程中，確保堆垛平臺旋轉(zhuǎn)角度的準確性尤為重要。堆疊器的底部是左右兩個反射鏡光電開關，堆疊器的每一側(cè)都有一個相應的鏡面。當堆疊器平臺完全旋轉(zhuǎn)時，從兩個光電開關發(fā)出的光不會垂直入射到鏡子，因此在接收器上沒有檢測到光信號。當堆疊平臺旋轉(zhuǎn)180°時，兩個光電開關發(fā)出的光再次垂直進入鏡面，并且接收端也檢測到該光并將電信號發(fā)送給PLC，然后PLC根據(jù)程序停止旋轉(zhuǎn)。發(fā)送命令伺服電機。

（2）行車運行安全檢測

運行中，兩側(cè)的軌道電機的安裝位置和狀態(tài)不同，因此兩側(cè)的驅(qū)動速度會有所不同，并且很可能發(fā)生安全事故。為了確認兩側(cè)的驅(qū)動速度相同，在驅(qū)動器的兩側(cè)安裝了鏡面反射光電開關和專用的驅(qū)動鏡，并且將光電開關的檢測距離調(diào)整為大于驅(qū)動器本身的長度。然后，必須安裝反射鏡，使光電開關的光信號垂直于入射接收端長時間關閉狀態(tài)。如果驅(qū)動運動兩側(cè)的速度不同，則光信號不能垂直進入接收端，因此接收端將電信號發(fā)送給驅(qū)動控制器。驅(qū)動控制器根據(jù)程序發(fā)送停止命令，電機關閉，制動器同時運動。

4.3對射式光電開關的應用

它包括結(jié)構(gòu)上分離的發(fā)射器和接收器，光軸指向相反的方向。發(fā)射器發(fā)出的光直接入射到接收器上。當檢測到的物體在發(fā)射器和接收器之間通過并阻擋光時，會生成光電開關切換信號。當要檢測的物體不透明時，透射式光電開關是最可靠的檢測裝置。

堆垛區(qū)安全檢查。一組透射式光電開關分別安裝在0.3M和1M的高度上。堆疊器運行時，光電開關通常處于關閉狀態(tài)。如果有人或物體意外進入堆疊區(qū)域，則光信號將被阻塞，并且接收端無法檢測到該光信號。同時，接收器向PLC發(fā)送電信號，然后PLC根據(jù)程序?qū)⒍讯馔Ｖ姑畎l(fā)送給機械手手臂電機和相應的旋轉(zhuǎn)平臺電機。電機會抱住制動器并停止堆放，以免發(fā)生危險。在確認安全之后，人員可以手動清除警報，但是此時沒有任何物體擋住光信號，并且堆垛機可以繼續(xù)工作。

5.結(jié)束語

綜上所述，針對玻璃切裁作業(yè)，光電開關具有現(xiàn)狀的優(yōu)點而被廣泛應用于玻璃生產(chǎn)過程中，該技術大大提高了切裁的效率，促進了企業(yè)自動化生產(chǎn)作業(yè)水平提升。

參考文獻：

[1]? 蔣慧海.光電開關的原理及應用[J]江西：銅業(yè)工程，2019（18）;33

[2]? 吳曉娜.接近開關的正確選用[J]河南：中國科技信息，2019（47）：17

[3]? 鄭麟.關于接近傳感器原理及常見故障分析[J]中國新通信，2019（22）：48

（作者單位：河北南玻玻璃有限公司）