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--堡盟采用點掃描和線性掃描的新解決方案

供稿︰堡盟電子(上海)有限公司 2008/9/3 15:39:00

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  • 關鍵詞︰ 接近開關 點掃描 線性掃描
  • 摘要︰堡盟公司成功的10系列(Series 10)產品擁有廣泛的高性能紅光傳感器和高精度激光傳感器。該系列現在已經增加了數種非常有趣的能提供特殊光束形狀的微型光縴光電傳感器版本。這些新工具甚至可以用于輕松解決諸如輸送設備、PCB制造機械、文件處理設備或制藥包裝業中最困難的識別和檢測問題。

  圖1︰新產品概要

  堡盟公司成功的10系列(Series 10)產品擁有廣泛的高性能紅光傳感器和高精度激光傳感器。該系列現在已經增加了數種非常有趣的能提供特殊光束形狀的微型光縴光電傳感器版本。這些新工具甚至可以用于輕松解決諸如輸送設備、PCB制造機械、文件處理設備或制藥包裝業中最困難的識別和檢測問題。

  通過最佳光束和背景抑制實現精確識別

  

  圖2︰使用激光傳感器傳送帶上的小型元器件進行可靠檢測。

  由于帶背景抑制的漫反射式傳感器中使用各種LED,堡盟可以為其客戶的具體應用提供最佳的傳感器。在進行精密檢測時,打在物體上的光斑的形狀和大小起著決定性的作用。如果檢測任務涉及高精度物體定位或者小型元器件的可靠檢測,可以安裝采用激光束的傳感器。由于激光二極管的光出口極小而且光學元件的質量很高,光束焦點的直徑僅為0.2毫米。這樣,物體就能夠以相應的精確度進行定位。

  連接在點光源LED側面的焊線以及精密光學元件,現在還可以從紅光傳感器中產生幾乎等同于激光的光束(焦點處的光束直徑︰2毫米)。因此這些紅光傳感器在精度上比采用從側面接近的常規LED傳感器有顯著的提高。如果要可靠地檢測較大型的物體,標準紅光LED仍然是首選。

  表1︰光束直徑比較

Series 10 with

Beam diameter at focus

Standard red light LED

4 mm

Point source LED

2 mm

Red light laser

0.2 mm

  這三種傳感器的共同點是高效率的背景抑制功能。帶背景抑制的漫反射式傳感器是目前最受歡迎的用于精確可靠地檢測物體(無論是何種顏色或表面特征)的傳感器。傳感器越是能夠更有效地區分背景和被檢元器件,其應用領域就越廣泛。

  帶背景抑制的漫反射式傳感器不僅分析入射光的強度,同時分析物體反射光的入射角。反過來,該入射角僅由物體與傳感器之間的距離(T1或T2)決定。然後對位置敏感的接收器元件將對該位置(R1,R2)進行估算。

  圖3︰背景抑制的原理

  標準漫反射式傳感器的開關點極其依賴于物體反射或不反射光線的程度,而采用帶背景抑制的漫反射式傳感器可以將這一依賴性降至最低。即使在鏡頭上有灰塵也仍然可以進行識別,因為灰塵只會影響接收光的強度,而不會影響光線在接收器二極管上的位置。


  通過機械移動鏡頭可以調節開關點,因此焦距範圍和盲區可以根據已調節好的感應距離進行優化。反過來這意味著與短開關距離相應的較小盲區和最小黑白位移,從而獲得更精密的檢測。


  雖然具有可調範圍能力的傳感器提供了極佳的靈活性,但是市場仍需要具有固定範圍的傳感器。這可以避免機器操作人員的不正確調節,或者減少安裝過程中的調節工作。堡盟已經將高效背景抑制所需技術應用在三種具有確定掃描距離(30、50和80毫米)的新型漫反射式傳感器中。


  線性光束實現了廣泛的表面掃描

  在市場上不斷出現的一些應用中,采用線性光束的傳感器能夠提供優于點形或圓點光束的解決方案,例如,必須檢測邊緣,但是邊緣被凹陷處中斷的情況。如果采用點形光束執行該任務,凹陷處的位置不能夠改變,否則將需要根據邊緣不斷地重新調節傳感器。采用平行于邊緣發射的線性光束可以更有效地執行該任務。光束的長度確保至少會有部分光束始終落入被檢邊緣上,從而確保了物體始終可以通過實際邊緣被精確檢測。

  

  圖4︰采用線性光束能可靠地檢測PCB的邊緣,而不受凹陷處的影響

  線性光束常常是通過使用附加鏡頭而獲得。但是,這意味著微型傳感器不能投射線性光束。堡盟開發並獲得專利的產生線性光束的工藝基于高精度的壓紋技術,可以在光學元件上刻劃出極其精細的線條。該技術不需要額外的空間,從而也可以用于微型設計中,例如10系列。此外,無論光源是標準紅光LED或激光二極管都沒有分別。

  表2︰各種光束寬度

Sensor type

Beam width at 40 / 80 mm

Diffuse sensor with background suppression

20 / 48 mm

Laser diffuse sensor

3 / 12 mm

  光縴光電傳感器中的最新趨勢

  FVDK 10是市場上最小的光縴光電傳感器,其特點在于它將最先進的傳感器技術與最簡便的使用性相結合。得益于堡盟開發的新型ASIC(特定用途集成電路)技術,微型10系列光縴光電傳感器還可以提供市場上所有的標準功能。例如,最多可以有三個光縴傳感器直接相鄰放置,而彼此之間不會相互影響也不會導致傳感器的錯誤開關。黃色指示燈LED顯示接收的信號是否足夠強烈,從而顯示該應用是否還能繼續可靠工作,盡管其狀況比最佳狀態稍差。借助于電位計,可以簡單而精確地調節開關距離。


  10系列的特殊優點還包括光縴光電傳感器的小尺寸及與之相應的最小重量(4克)。在光縴光電傳感器用于機械手爪或裝配頭上時,它們常常必須與拉索相容,因為光縴光電傳感器太大而無法直接安裝在機械手爪上。此外,與拉索相容的光縴光電傳感器的可用數量非常有限,從而限制了最佳傳感器的可選範圍。尺寸小、重量輕的10系列光縴光電傳感器可以毫無問題地安裝在機械手爪上,這樣就可以使用堡盟的所有塑料光縴器件。

  圖5︰即使在空間受限的條件下,光縴光電傳感器也適用于與所述工藝相似的應用

審核編輯(王靜)
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